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高场磁共振中基于梯度编码的自动匀场方法的研究

批准号:
11405264
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
鲍庆嘉
学科分类:
粒子探测技术
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
李正刚、宋侃、陈黎、汪慧娟

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
均匀的静磁场是核磁共振(NMR)获得高分辨谱图、精细结构信息的基础,随着磁场强度不断提高,匀场难度不断加大,如何有效地提高磁场均匀性是高场NMR一个重要研究课题。基于梯度编码的自动匀场方法是目前最为有效的匀场方法,但其也存在梯度编码易受到磁场不均匀性干扰、三维梯度匀场耗时较长及需要特殊硬件支持等不足。本项目拟开展如下研究:(1)基于Bloch方程建立不均匀磁场中利用梯度编码测量磁场分布的理论模型,发展一种迭代逼近的重建算法,消除磁场不均匀性对梯度编码的干扰,提高梯度匀场准确性。(2)在三维梯度匀场中,利用随机采样的相位编码方式,实现更高效率的信号采集,提高4~8倍匀场效率。(3)设计可由脉冲序列实时控制的室温匀场电源,扩展梯度匀场适用范围。(4)将新硬件和方法模块化,集成于自主研发的高场NMR波谱仪。本项目的实施,将有助于提高高场NMR自动匀场方法实用性,为高场NMR普及提供有力技术支撑。
英文摘要
Uniform static magnetic field is a necessary condtion to obtain the high-resolution spectra and fine chemical structure information. Shimming becomes more difficult and time-consuming since the requirement of the uniformity of magnetic field is increased in high-field NMR. Although compared with conventional manual or computerised search methods, gradient shimming initiated a new era in terms of operation and efficiency, there remain aspects that inhibit fully automated shimming with a result of guaranteed quality in High-field NMR. The major reasons for this limitation are that the restruction algorithm of mapping field distribution based on phase difference is not accurate, and it will take long time in 3D gradient shimming. In this project, we will focus on the following work: (1) Design a new iterative field mapping restruction method based on theoretical investigation to eliminate the interference of field inhomogeneity on gradient encoding and improve the accuracy of gradient shimming. (2) Improve 4~8 times shimming efficiency by introducing random sampling technique in phase encoding dimension of three-dimensional gradient shimming. (3) Expand the scope of the gradient shimming by inventing a new shimming power which can be controlled in real-time by pulse sequence. (4) Develop an automatic shiming module and integrate it to homebuilt high-field NMR spectrometer. The implementation of this project will improve the accuracy and robustness of automatic shimming method, and will be also helpful of improving universality of high-field NMR.
均匀的磁场是核磁共振(NMR)获得精细结构信息的基础,而且随着磁场强度不断提高,匀场要求不断提高,如何更有效地提高磁场均匀性是高场NMR一个重要研究课题。基于梯度编码的自动匀场方法是目前最为有效的匀场方法,但其也存在磁场不均匀性干扰、三维匀场耗时较长及需要特殊硬件支持等不足。本项目开展了如下研究:(1)设计可由脉冲序列实时控制的室温匀场电源,扩展梯度匀场适用范围。(2)基于Bloch方程建立不均匀磁场中基于梯度回波相位数据测量磁场分布的理论模型。(3)发展一种迭代逼近的重建算法,消除磁场不均匀性对梯度编码的干扰,提高梯度匀场准确性。(4)将新硬件和方法模块化,集成于自主研发的高场NMR波谱仪。本项目的实施,为高场NMR普及提供有力技术支撑。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Gradient shimming based on regularized estimation for B-0-field and shim functions
基于 B-0 场和匀场函数正则化估计的梯度匀场
DOI: 10.1016/j.jmr.2016.04.008
发表时间: 2016
期刊: JOURNAL OF MAGNETIC RESONANCE
影响因子: 2.2
作者: [Song Kan, Bao Qingjia, Chen Fang, Huang Chongyang, Feng Jiwen, Liu Chaoyang]
通讯作者: Liu Chaoyang
DOI: --
发表时间: 2014
期刊: 现代科学仪器
影响因子: --
作者: [鲍庆嘉, 陈方, 张志, 贺玉贵, 刘朝阳]
通讯作者: 刘朝阳
DOI: --
发表时间: 2014
期刊: 波谱学杂志
影响因子: --
作者: [朱天雄, 刘造, 鲍庆嘉, 刘洋, 李正刚, 刘朝阳]
通讯作者: 刘朝阳
DOI: 10.1016/j.jmr.2015.12.008
发表时间: 2015
期刊: Journal of Magnetic Resonance
影响因子: 2.2
作者: [Bao Qingjia, Chen Fang, Chen Li, Song Kan, Liu Zao, Liu Chaoyang]
通讯作者: Liu Chaoyang
用于活体肿瘤代谢可视化的高时空分辨2H磁共振波谱成像方法
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