一种磁共振检查系统，包括：RF系统，其用于在极化的偶极子中诱发共振以及从待检查对象接收磁共振信号；以及基于光子的超极化设备。电磁源，其用于发射光子辐射：模式转换器，其向所述电磁辐射施加角动量；空间滤波器，其从所述模式转换器选择赋予轨道角动量的衍射或反射光子射束，以经由所传递的轨道角动量极化所述偶极子；射束控制器，其在扩展目标区上应用赋予轨道角动量的光子射束。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种配备有基于光子的超极化设备的磁共振检查系统。
技术介绍
在国际申请PCT/IB2008/055444中描述了这样的磁共振检查系统。已知的磁共振检查系统包括基于光学的超极化设备。特别地，超极化设备生成赋予轨道角动量的光学(例如光线)射束。光线射束的轨道角动量(OAM)与(核子或分子)偶极子(或自旋)耦合以生成(核子或分子)极化(polarisation)。通过RF福射激励这种极化并且在激励的弛豫时生成磁共振信号。从这些磁共振信号重建磁共振图像。因为极化是由光线射束的轨道角动量生成的，因此或者无需外部磁场或者仅需微弱的磁场来生成具有相对高信噪比的磁共振信号。在已知的基于光学的超极化设备中，当射束直径较小时，OAM交互作用的概率较高。对于光学波长，最大OAM交互作用发生在艾里斑(Airy disk)周围。因此，已知的磁共振检查系统将仅从对象的限制区域获得磁共振信号，所述限制区域是由最小射束直径限制的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有基于光子的超极化设备的磁共振检查系统，其从待检查对象中的扩展区采集磁共振信号。这一目的是通过本专利技术的磁共振信号实现的，其包括-RF系统，其用于在极化的偶极子中诱发共振以及从待检查对象接收磁共振信号;-基于光子的超极化设备，其具有-用于发射光子辐射的电磁源；-模式转换器，其向光子福射施加轨道角动量；-空间滤波器，其从模式转换器选择赋予轨道角动量的衍射或折射光子射束，以经由所传递的轨道角动量极化偶极子；-射束控制器，其在扩展目标区上应用赋予轨道角动量的射束。因为射束控制器在扩展目标区上应用具有OAM的光子射束，磁共振信号生成来自扩展目标区的磁共振信号。扩展目标区(大大)大于射束焦斑，例如艾里斑，其中，已知的磁共振信号生成磁共振信号。由模式转换器从来自光子源的电磁辐射的光子射束产生赋予OAM的光子射束。模式转换器例如包括一组柱面透镜，任选以不同角度摆放。或者，模式转换器包括例如为相位板或全息板形式的相位全息图(hologram)。相位全息图还可以由具有空间调制器的计算机生成的全息图形成。这样的相位全息图的非常实际的实施例是由所谓的LcoS (硅基液晶)面板形成的，在所述LcoS面板上生成全息案。射束宽度越小越好，但不必实现最小射束宽度。最终，理论表明，极化的概率与绝对射束宽度成比例。射束的焦斑被以若干种方式横向或沿深度位置两者平移。镜子/聚焦元件可以被旋转或物理平移。可以修改聚焦元件的曲率的半径，使得焦点的深度被移动到不同的深度，射束分裂器或镜子能够沿备选光子路径发送光子射束，每条备选光子路径具有不同的聚焦深度，或者可以修改相位全息图的属性(例如通过使用计算机控制的LCoS面板或使用多相位板)，使得赋予OAM的射束将聚焦在不同的深度。当设计聚焦在不同深度的系统时，任选地选择光源中的(一个或多个)波长以能够穿透预期范围的深度。赋予OAM的光子射束可以是光学射束，即具有在可见辐射范围(例如在380nm和780nm之间)中的波长。具体而言，可以采用具有从400nm(紫外)到1.3i!m(远红外)的范围中的波长的光学辐射。对于从紫外到远红外的范围中的波长而言，可以采用半导体激光(例如基于GaN、GaAs或GaInP)作为电磁辐射的源。光学辐射与待检查材料(例如组织)的分子中的电子轨道交互作用并引起电子自旋取向，光子射束的轨道角动量与分子旋转状态耦合并对所述分子进行取向。因此，超极化得到增强。随后，通过超精细交互作用，电子自旋被传递到材料的原子核。最终，通过RF脉冲激励(“翻转”)超极化的原子核以及在返回(通过进动)优选取向时生成磁共振信号。基于激励电子轨道所需的吸收水平与所需的进入待检查材料(例如组织)内的透射深度之间的适当折衷来选取波长。或者，还可以采用诸如紫外(400nm以下)或红外(780nm以上)的其他波长范围。所有这些范例都由术语光子涵盖。因此电磁源发射具有在这些范围中的任意波长的光子辐射。将参考从属权利要求中限定的实施例进一步阐述本专利技术的这些方面和其他方面。根据相应的实施例,存在各种原理,所述原理使赋予OAM的光学射束被应用到扩展目标区上并与扩展目标区中的核子或分子偶极子交互作用。扩展目标区可以是待检查对象上面或内部的面积或体积。根据本专利技术的一方面，在扩展目标区上扫描赋予OAM的光学射束。因此，赋予OAM的光学射束在艾里斑中生成极化，所述艾里斑在目标区上被扫描、即移动。通过这种方式，从目标区中艾里斑的不同位置顺序地采集磁共振信号。在一个实施例中，通过可移动或可旋转的镜子在目标区上扫描赋予OAM的光学射束。不需要采取特别的步骤来确保在通过镜子反射光学射束时保持0AM。入射的角度不是问题。根据本专利技术的实施例方面，以电子方式控制相位全息图，从而在空间中从相位全息图平移赋予OAM的光学射束。相位全息图用于将例如光学福射的Gaussian (高斯)射束从光源转换成赋予OAM的Laguerre-Gauss (拉盖尔-高斯)光学射束。来自相位全息图的赋予OAM的光学射束的方向取决于全息案。例如，当相位全息图由空间光线调制器LcoS(硅基液晶)面板形成时。这一图案可以电子地进行修改。当入射射束与相位全息图交互作用时，利用OAM产生若干衍射射束(如上所述，空间滤波器被用于选择预期的衍射射束)。修改相位全息图的几何属性使得能够控制衍射图案的几何属性。例如，改变相位全息图的角度，改变衍射射束的角度。而且，可以通过平移LCoS面板上的相位全息图(或者通过仅平移包含“分叉栅格图案”的相位全息图的中心部分)来平移衍射射束。焦斑位置的最终变化是相位全息图属性和光学系统(例如透镜或镜子)的变换的函数。四处移动射束是改变相位全息图的属性，其更适于在小(即亚毫米)区域内四处移动焦斑。对于较大的平移，使用镜子是最佳的。最终，值得注意的是，可以修改相位全息图，使得其包含多个“分叉栅格图案”区域；这将使得能够选择OAM射束的阵列并将其用于极化。形成相位全息图的LCoS面板可以用与控制常规(计算机)监视器上的图像相同的方式来控制。因此，可以使用软件(例如在Matlab中运行的自定义程序)生成相位全息案以创建图像，然后使用计算机的标准图形硬件在LCoS面板上显示所述图像。当然，一些实施方案使用具有其自己的软件接口、软件驱动和图形控制器硬件的LCoS面板。创建具有相同OAM值的多个OAM射束的相位全息图将具有多于一个分叉栅格图案。源自具有分叉栅格图案的相位全息图的每个部分的有用衍射射束在空间上互不交叠。在本专利技术的下一方面中，基于光子的超极化设备产生多条赋予OAM的光学射束。由此，这些若干赋予OAM的光学射束在目标区上的多个艾里斑(一个针对赋予OAM的每个光学射束)中生成极化。通过这种方式，从目标区中的不同位置并行采集磁共振信号。在本专利技术的一个实施例中，基于光学的超极化配备有光源，所述光源发射若干光学射束或光子辐射到相位全息图上。或者，可以提供若干独立光源，以向相位全息图上发射这些光学辐射射束(一个射束来自每个独立光源)。然后，光学辐射射束中的每个使相位全息图发射独立的赋予OAM的光学射束。在另一实施例中，电子地控制相位全息 图以从一条入射的光学辐射射束生成多条光学射束。一般而言，电子控制是相同本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·R·埃尔戈特，L·R·阿尔布，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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