梯度匀场原理.ppt

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1、梯度匀场布鲁克中国核磁用户会二零零三年九月二十四至二十九赵培栋ClemensAnklin2梯度匀场1.匀场及梯度匀场的基本原理2.梯度匀场使用的软件3.梯度匀场的方法A:1D1HB:3D1HC:RCBD:1D2H31.匀场及梯度匀场的基本原理匀场就是在样品区域增加或减少匀场线圈中的电流以补偿外磁场的不均匀性的方法.要求匀场系统创造一‘补偿场‘,此‘补偿场‘应:与外磁场的不均匀性强度相同但符号相反.41.匀场及梯度匀场的基本原理一个需要调整Z1和Z2以补偿外磁场不均匀性的例子ZDBoZDBShimZDB0Z2ZZZ1调整前

2、的磁场匀场线圈产生的补偿场调整后的磁场5同性均匀磁场进动频率(Larmor)w正比与giB0若B0=11.7T那么w1H=500MHz在旋转坐标系(w)磁化矢量静止不动zB0uvzxy1.匀场及梯度匀场的基本原理6在旋转坐标系中,假如梯度场强为20G/cm线圈的有效长度是1cm.1Gauss相当于4258Hz氢的频率.处于z=+0.5cm的原子核就会以0.5*20*4258=42580Hz的速度旋转,而在z=0的原子则静止不动.zB0uv+++++00.250.5-0.25-0.502129042580-21290-42

3、580wz(Hz)zGzzxyz(cm)施加一个Z方向的梯度场1.匀场及梯度匀场的基本原理由各点频率与位置的关系推出相位与位置的关系71.匀场及梯度匀场的基本原理由各点频率与位置的关系推出相位与位置的关系由于在不均匀磁场中在旋转坐标系中有8匀场及梯度匀场的基本原理TEd15FID:echo1H,2HZ-梯度pl1,p0基本参数:激发脉冲:p0,pl1回波时间:d15梯度强度:在GRDPROG定义9梯度回波傅立叶转换幅度计算转换1.匀场及梯度匀场的基本原理101.匀场及梯度匀场的基本原理梯度匀场必须:知道各匀场线圈

4、产生的补偿场与样品区内沿Z-轴各点的关系.样品区内沿Z-轴各点的不均匀性的特征.111.匀场及梯度匀场的基本原理由下面两组实验之差可推出.TED15=5m回波1H,2HZ-梯度pl1,p0TED15=20m回波1H,2HZ-梯度pl1,p0梯度脉宽t梯度脉宽2t梯度脉宽t梯度脉宽2t由于在TE时间内,BG(z)=0121.匀场及梯度匀场的基本原理由下面两组实验之差可推出.TED15=5m回波1H,2HZ-梯度pl1,p0TED15=20m回波1H,2HZ-梯度pl1,p0DB0内(z):磁场的不均匀性引起

5、沿Z-轴某位置的磁场变化.DB0匀(z):改变匀场电流引起沿Z-轴某位置的磁场变131.匀场及梯度匀场的基本原理DB0内(z)<FieldMapDB0匀(z)为零时：上述实验可得到沿Z-轴各点由于场不均匀性引起相位变化.141.匀场及梯度匀场的基本原理梯度场(匀场线圈)引起的相位演化黑线:未加梯度场前的频率轮廓图红线:z1-shim+5000units两者差DB0内(z)<

6、度场前的频率轮廓图红线:z2-shim+5000units两者差161.匀场及梯度匀场的基本原理171.匀场及梯度匀场的基本原理由场的不均匀性引起的相位演化相位变化样品中心零相位点线圈长度(RF)Z-轴DB0匀(z)为零时：182.梯度匀场使用的软件梯度匀场界面Tcl/Tkscripts脉冲程序:imgegs1d,imgegs1d2h,imgegs3d,imrcbgegs3dAu-程序:au_zgonly,writeshimZ,rampXY,zg_2Hoffon参数组:gradshim1d1h,gradshim1d2h,

7、gradshimdata,gradshimrcb3d192.梯度匀场使用的软件梯度匀场主窗口打入命令:gradshim202.梯度匀场使用的软件匀场场图窗口212.梯度匀场使用的软件匀场组合设置窗口222.梯度匀场使用的软件梯度匀场重复设置232.梯度匀场使用的软件梯度匀场自动控制窗口242.梯度匀场使用的软件软件使用建议:1.匀场场图数据应放在目录./data/gradshim/nmr…2.匀场数据可放在用户目录下3.在不同的操作系统中,gradshim处在不同的目录下.25梯度匀场的一般要求:梯度匀场是一种核磁共振成

8、像方法故成像的好坏直接影响匀场的质量.要求单一的核磁共振信号.测量在共振的信号(O1放置在共振信号中央)3.梯度匀场的方法26‘单一共振信号’:一个非常强的信号,如H2O氘代溶剂的氘信号使用选择激发某一核磁共振信号.3.梯度匀场的方法273.梯度匀场的方法布鲁克提供的方法:1D1H–一维氢梯度匀场要求较强的单一氢核磁