[发明专利]一种惰性气体原子核通道装置及磁共振成像方法

权利要求书

1.一种惰性气体原子核通道装置，包括磁共振控制系统(1)、射频发生器(2)、第一功率放大器(3)、第一T/R开关(4)、氢原子核线圈(5)、第一前置放大器(6)、射频放大与模数转换器(7)，其特征在于，还包括频率合成器(8)、第一混频器(9)、第二功率放大器(10)、第二T/R开关(11)、惰性气体原子核线圈(12)、第二前置放大器(13)、第二混频器(14)，磁共振控制系统(1)与射频发生器(2)的输入端连接，射频发生器(2)的输出端与第一混频器(9)的第一输入端连接，第一混频器(9)的第二输入端与频率合成器(8)的输出端连接，第一混频器(9)的输出端通过第二功率放大器(10)、第二T/R开关(11)的发射通道与惰性气体原子核线圈(12)连接，惰性气体原子核线圈(12)依次通过第二T/R开关(11)的接收通道、第二前置放大器(13)与第二混频器(14)的第一输入端连接，第二混频器(14)的第二输入端与频率合成器(8)的输出端连接，第二混频器(14)的输出端通过射频放大与模数转换器(7)和磁共振控制系统(1)连接，磁共振控制系统(1)与第二T/R开关(11)连接。

2.一种利用权利要求1所述装置进行磁共振成像的方法，其特征在于，包括以下步骤：

射频发生器(2)将磁共振控制系统(1)输出的序列脉冲经过数模转换、合成中心频率为氢原子核拉莫尔频率ω_H的标准射频信号；

频率合成器(8)产生中心频率为设定拉莫尔频率ω_Y的频率信号，其中ω_Y＝ω_H-ω_X，ω_H为氢原子核拉莫尔频率，ω_X为惰性气体原子核拉莫尔频率；

第一混频器(9)将中心频率为氢原子核拉莫尔频率ω_H的标准射频信号和中心频率为设定拉莫尔频率ω_Y的频率信号合成为中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ω_X的射频脉冲信号；

第二功率放大器(10)将中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ω_X的射频脉冲信号放大后通过第二T/R开关(11)的发射通道传送到惰性气体原子核线圈(12)；

在放大后的中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ω_X的射频脉冲信号的驱动下，惰性气体原子核线圈(12)发射设定波形、脉宽、功率和重复周期的射频脉冲，射频脉冲将能量耦合到实验对象的自旋核上，产生射频回波信号磁化强度M_X，射频脉冲激发结束后，射频回波信号磁化强度M_X在惰性气体原子核线圈(12)中感应出射频回波信号，

射频回波信号通过第二T/R开关(11)的接收通道输入到第二前置放大器(13)进行放大；

第二混频器(14)将放大后的射频回波信号与频率合成器(8)产生的中心频率为设定拉莫尔频率ω_Y的频率信号进行混频，得到升频到氢原子核磁共振频率的信号；

升频到氢原子核磁共振频率的信号输入到射频放大与模数转换器(7)得到数字化的核磁共振信号；

数字化的核磁共振信号输入到磁共振控制系统(1)进行图像重建，得到惰性气体原子核磁共振图像。

3.根据权利要求2所述的磁共振成像的方法，其特征在于，将放大后的中心频率为惰性气体原子核拉莫尔频率ω_X的射频脉冲信号通过第二T/R开关(11)的发射通道传送到惰性气体原子核线圈(12)时，第二T/R开关(11)断开与第二前置放大器(13)的连接。

4.根据权利要求2所述的磁共振成像的方法，其特征在于，射频回波信号通过第二T/R开关(11)的接收通道输入到第二前置放大器(13)进行放大时，第二T/R开关(11)断开与第二功率放大器(10)的连接。

5.根据权利要求2所述的磁共振成像的方法，其特征在于，所述的惰性气体包括氙、氦、氪。