公开了核磁共振成像装置和核磁共振成像方法。本发明专利技术的目的是提供核磁共振成像装置等，在共同磁场被用作光学磁强计的偏磁场和作为要向样品施加的静磁场时，避免光学磁强计的零灵敏度区域并允许利用强磁共振成像。当静磁场施加单元向样品施加静磁场的方向是z方向时，标量磁强计的碱金属单元被布置为在z方向上不与所述要成像的区域重叠，并且在与z方向正交的平面内方向上不与要成像的区域相交。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
已经提出了使用碱金属气体的电子自旋、具有高灵敏度的光学磁强计。当该光学磁强计用于测量磁共振(进行磁成像)时，运行磁强计的偏磁场与施加到样品的静磁场之间的关系在某种程度上受到限制。这是因为碱金属或质子的拉莫尔频率0^为W(i=Ya|b|，与磁场的幅度|B|成正比。比例常数Ya被称为回旋磁比。质子核自旋的回旋磁比小于碱金属电子自旋的回旋磁比，例如，质子的回旋磁比为钾的回旋磁比的大约1/167。在使用具有上述性质的碱金属的光学磁强计的核磁共振成像中，存在使碱金属的拉莫尔频率与质子的拉莫尔频率匹配的方法。例如，1. Savukov, S. Seltzer和M. Romalis 的 Detection of NMR signals with a radio-frequency atomic magnetometer, Journal of Magnetic Resonance, 185, 214(2007)公开了调整要向碱金属施加的偏磁场的亥姆霍兹线圈与围绕样品的螺线管线圈的结合。利用这种结合，要向样品施加的偏磁场和静磁场被独立地调整，质子的拉莫尔频率与钾的拉莫尔频率相匹配以获得磁共振信号。同样，也存在已知方法使光学磁强计的偏磁场与要向样品施加的静磁场具有相同的均勻磁场。作为这样的方法，在G. Bevilacqua, V. Biancalana, Y. Dancheva, L. Moi, Journal of Magnetic Resonance, 201，222 (2009)公开的方法中，在与样品中磁偶极子的偏磁场正交方向上，在振动分量上聚焦，单元的有效体被布置在所述组件产生的磁场与偏磁场平行的位置上。在这种方法中，从静磁场中质子核磁共振产生的自由感应衰减 (FID)的磁场与钾的偏磁场重叠，并且其拉莫尔频率受到频率调制。受到频率调制的信号被解码以提取自由感应衰减的信号。在使用光学磁强计的核磁共振成像中，如G. Bevilacqua, V. Biancalana, Y. Dancheva, L. Moi, Journal of Magnetic Resonance, 201, 222 (2009)中的使磁强计的偏磁场与要向样品施加的静磁场具有相同的均匀磁场的方法，能够避免如1. Savukov, S. Seltzer,和 M. Romalis 的 Detection of NMR signals with a radio-frequency atomic magnetometer, Journal of Magnetic Resonance, 185, 214(2007)中的复杂的磁场调整，并且使用共同磁场作为光学磁强计的偏磁场和作为要向样品施加的静磁场。不过，在共同磁场如此用作光学磁强计的偏磁场和用作要向样品施加的静磁场时，避免光学磁强计的零灵敏度区域以及允许由强磁共振成像所需的条件尚未搞清楚。
技术实现思路
本专利技术针对在使用共同磁场作为光学磁强计的偏磁场和作为要向样品施加的静磁场时，避免光学磁强计的零灵敏度区域并允许由强磁共振成像的。本专利技术提供了执行核磁共振成像的核磁共振成像装置，包括静磁场施加单元，对放置在要成像的区域中的样品施加静磁场；RF脉冲施加单元，施加RF脉冲；梯度磁场施加单元，施加梯度磁场；以及核磁共振信号检测单元，检测核磁共振信号，其中，作为核磁共振信号检测单元提供了标量磁强计，其中检测所述核磁共振信号的传感器由碱金属单元构成，形成的共同磁场可用作操作所述标量磁强计的偏磁场和用作在所述静磁场施加单元中要向所述样品施加的静磁场，以及当所述静磁场施加单元在ζ方向对所述样品施加所述静磁场时，所述标量磁强计的碱金属单元被布置为在所述ζ方向上不与所述要成像的区域重叠，并且在与所述ζ方向正交的平面内方向上不与所述要成像的区域相交。本专利技术也提供了执行核磁共振成像的核磁共振成像方法，该方法使用静磁场施加单元，对放置在要成像的区域中的样品施加静磁场；RF脉冲施加单元，施加RF脉冲；梯度磁场施加单元，施加梯度磁场；以及核磁共振信号检测单元，检测核磁共振信号，其中作为核磁共振信号检测单元提供了所述标量磁强计，其中检测所述核磁共振信号的传感器由碱金属单元构成，在操作所述标量磁强计的偏磁场作为与施加到在所述静磁场施加单元中要向所述样品施加的所述静磁场的共同磁场的情况下，当所述静磁场施加单元在ζ方向对所述样品施加所述静磁场时，所述标量磁强计的碱金属单元被布置为在所述ζ方向上不与所述要成像的区域重叠，并且在与所述ζ方向正交的平面内方向上不与所述要成像的区域相交。根据本专利技术，能够实现在使用共同磁场作为所述光学磁强计的所述偏磁场和作为要向样品施加的所述静磁场时，避免所述光学磁强计的零灵敏度区域并允许由强磁共振成像的。参考附图从示范实施例的以下说明，本专利技术的进一步特征将变得显而易见。附图说明图1展示了本专利技术的实施例中在原点放置的标量磁强计的灵敏度分布；图2展示了本专利技术的实施例中使用标量磁强计测量磁共振时的盲区；图3A是本专利技术实施例中执行核磁共振成像时的碱金属单元排列的平面图3B是图3A的侧视图4展示了本专利技术的示例I中的核磁共振成像装置的示范配置；图5展示了光学磁强计系统的框图，其中本专利技术的示例I中的模块被连接到外部光源、光电探测器和控制系统并且被配置为以标量型的光学磁强计操作；图6展示了本专利技术示例I中使用的标量磁强计模块的示例；图7A、7B、7C、7D、7E、7F和7G展示了为了执行本专利技术示例I中的成像，在测量来自样品的磁共振信号时使用的自旋回声的脉冲序列；图8A是本专利技术示例2中执行核磁共振成像时的碱金属单元排列的平面图8B是图8A的侧视图9A是本专利技术示例3中执行核磁共振成像时的碱金属单元排列的平面图9B是图9A的侧视图。具体实施方式现在将按照附图， 详细介绍本专利技术的优选实施例。本专利技术根据在核磁共振成像中的发现，利用这一发现，当操作标量磁强计的偏磁场作为与施加到在静磁场施加单元中要向样品施加的静磁场的共同磁场时，光学磁强计的零灵敏度区域得以避免，从而允许利用强磁共振成像。为了介绍光学磁强计的零灵敏度区域，在这个实施例中将首先介绍使用标量磁强计作为光学磁强计的示范配置。标量磁强计被用作核磁共振信号检测单元，在执行核磁共振成像的核磁共振成像装置中检测核磁共振信号。确切地说，在这个实施例中的核磁共振成像装置包括静磁场施加单元，它对放置在要成像的区域中的样品施加静磁场；施加RF脉冲的RF脉冲施加单元；施加梯度磁场的梯度磁场施加单元；以及检测核磁共振信号的核磁共振信号检测单元。在这样的核磁共振成像装置中，标量磁强计构成了核磁共振信号检测单元。标量磁强计是取决于磁场的幅度|B|产生输出的磁强计，它使用碱金属的拉莫尔频率COtl作为测量原理，ω。为GJci=YaIbU当静磁场的幅度是Bd。，来自样品的FID信号的幅度是Ba。，而在碱金属单元的测量点由静磁场与FID信号的磁场形成的角度是Θ时，在静磁场Bde充分大于FID信号的磁场 Bac的条件下，得到了以下的表达式|B|=(Bdc2+Bac2+2BdcBac cosθ) 1/2≠ Bdc + Bac cosθ从这个表达式，已经新发现了在Bevilacqua等本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种执行核磁共振成像的核磁共振成像装置，包括：静磁场施加单元，被配置为对放置在要成像的区域中的样品施加静磁场；RF脉冲施加单元，被配置为施加RF脉冲；梯度磁场施加单元，被配置为施加梯度磁场；以及核磁共振信号检测单元，被配置为检测核磁共振信号，其中，作为核磁共振信号检测单元提供了标量磁强计，其中检测所述核磁共振信号的传感器由碱金属单元构成，使用共同磁场作为操作所述标量磁强计的偏磁场和作为在所述静磁场施加单元中要向所述样品施加的静磁场，以及当所述静磁场施加单元在z方向对所述样品施加所述静磁场时，所述标量磁强计的碱金属单元被布置为在所述z方向上不与所述要成像的区域重叠，并且在与所述z方向正交的平面内方向上不与所述要成像的区域相交。
【技术特征摘要】
2011.09.30 JP 2011-2162931.一种执行核磁共振成像的核磁共振成像装置，包括 静磁场施加单元，被配置为对放置在要成像的区域中的样品施加静磁场； RF脉冲施加单元，被配置为施加RF脉冲； 梯度磁场施加单元，被配置为施加梯度磁场；以及 核磁共振信号检测单元，被配置为检测核磁共振信号， 其中，作为核磁共振信号检测单元提供了标量磁强计，其中检测所述核磁共振信号的传感器由碱金属单元构成， 使用共同磁场作为操作所述标量磁强计的偏磁场和作为在所述静磁场施加单元中要向所述样品施加的静磁场，以及 当所述静磁场施加单元在z方向对所述样品施加所述静磁场时,所述标量磁强计的碱金属单元被布置为在所述Z方向上不与所述要成像的区域重叠，并且在与所述Z方向正交的平面内方向上不与所述要成像的区域相交。2.根据权利要求1的核磁共振成像装置，其中，所述标量磁强计的碱金属单元被布置在下列位置，在所述位置中，所述要成像的区域的在与z方向正交的平面内方向上的、面向所述标量磁强计的碱金属单元的一端和另一端中的每一端，与所述标量磁强计的碱金属单元的中心相连的线所形成的角度超过90度。3.根据权利要求1的核磁共振成像装置，其中，所述标量磁强计的碱金属单元被布置在下列位置，在所述位置中，所述要成像的区域的在与z方向正交的平面内方向上的、面向所述标量磁强计的碱金属单元的一端和另一端中的每一端，与所述标量磁强计的碱金属单元的中心相连的线所形成的角度超过60度。4.根据权利要求1的核磁共振成像装置，其中，对于所述要成像的区域，所述z方向上区域的剖面形状是薄板状的形状，而与所述z方向正交的所述平面内方向上的剖面形状是边的尺寸大于所述薄板的厚度的方形形状。5.根据权利要求1的核磁共振成像装置，其中，对于所述要成像的区域，与所述z方向正交的所述平面内方向上的剖面形状是薄板状的形状，而所述z方向上区域的剖面形状是边的尺寸大于所述薄板的厚度的方形形状。6.根据权利要求1的核磁共振成像装置，其中，当所述要成像的区域包括所述要成像的区域中的椭圆柱形样品区域时，所述标量磁强计的碱金属单元被布置为在z方向上不与所述要成像的区域中的所述椭圆柱形样品区域重叠，并且被布置为在与所述z方向正交的所述平面内方向上沿着所述椭圆柱形样品区域的...
【专利技术属性】
技术研发人员：水谷夏彦，小林哲生，石川洁，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：
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