一種磁聚焦核磁共振的設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】磁聚焦核磁共振的【技術(shù)領(lǐng)域】是屬于，電磁學(xué)、精密儀器制造、圖像分析、超導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，它的主要技術(shù)是把超導(dǎo)體產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)，通過(guò)超導(dǎo)體把它聚焦，形成更加強(qiáng)大的磁場(chǎng)來(lái)代替現(xiàn)有的磁場(chǎng)，因?yàn)楹舜殴舱竦拇艌?chǎng)強(qiáng)度越高分辨率就越好，并且提高了靈敏度，使圖譜簡(jiǎn)單易于分析，所以提高了磁場(chǎng)強(qiáng)度，就會(huì)提高儀器的分辨率，并且提高了靈敏度，使圖譜簡(jiǎn)單易于分析。
【專利說(shuō)明】一種磁聚焦核磁共振的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]磁聚焦核磁共振的【技術(shù)領(lǐng)域】是屬于，電磁學(xué).精密儀器制造.圖像分析.超導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，它的主要技術(shù)是把超導(dǎo)體產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)，通過(guò)超導(dǎo)體把它聚焦，形成更加強(qiáng)大的磁場(chǎng)來(lái)代替現(xiàn)有的磁場(chǎng)，因?yàn)楹舜殴舱竦拇艌?chǎng)強(qiáng)度越高分辨率就越好，并且提高了靈敏度，使圖譜簡(jiǎn)單易于分析，所以提高了磁場(chǎng)強(qiáng)度，就會(huì)提高儀器的分辨率，并且提高了靈敏度，使圖譜簡(jiǎn)單易于分析。
【背景技術(shù)】[0002]1946年以美國(guó)物理學(xué)家布洛赫(F.Bloch)和普舍爾(E.M.Purcell)為首的兩個(gè)小組幾乎在同一時(shí)間，用不同的方法各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的核磁共振現(xiàn)象，后來(lái)兩人合作制造了世界上第一臺(tái)核磁共振譜儀。1952年他們二人因此獲得了諾貝爾物理獎(jiǎng)。所謂核磁共振是根據(jù)處在某個(gè)靜磁場(chǎng)中的物質(zhì)原子核系統(tǒng)受到相應(yīng)頻率的電磁波作用時(shí)，在它們的磁能級(jí)間產(chǎn)生共振躍遷的原理而采取的一種新技術(shù)。核磁共振技術(shù)自創(chuàng)始以來(lái)經(jīng)過(guò)了 60年代連續(xù)波譜儀的大發(fā)展時(shí)代，以及70年代的脈沖傅里葉變換核磁共振和核磁雙共振時(shí)代，近年來(lái)發(fā)展的多核NMR，多脈沖NMR，二維NMR和固體NMR在理論和實(shí)踐上都取得了迅速發(fā)展。高強(qiáng)超導(dǎo)磁場(chǎng)的NMR儀器，大大提高靈敏度和分辨率；脈沖傅立葉變換NMR譜儀，使靈敏度小的原子核能被測(cè)定；計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和多脈沖激發(fā)方法采用，產(chǎn)生二維譜.三維譜，對(duì)判斷化合物的空間結(jié)構(gòu)起重大作用。目前，核磁共振已成為鑒定化合物結(jié)構(gòu)和研究化學(xué)動(dòng)力學(xué)的極為重要的方法。因此，在有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、藥物化學(xué)和化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)、橡膠工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、生命科學(xué)、腦神經(jīng)研究等方面得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在的核磁共振得到了廣泛的應(yīng)用，可是它還有存在一個(gè)缺點(diǎn)，那就是它的分辨率太低，現(xiàn)在世界上最好的核磁共振成像儀，它的分辨率直徑大約在0.5毫米，根本無(wú)法滿足現(xiàn)在高端科技的要求，特別是美國(guó)進(jìn)行人類腦計(jì)劃工程，歐洲也跟進(jìn)，我國(guó)也實(shí)施了好多個(gè)973腦計(jì)劃。主要要攻破大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和大腦的功能，現(xiàn)在研究大腦的最好設(shè)備和手段是使用核磁共振技術(shù)，可是現(xiàn)在核磁共振的低分辨率，讓科學(xué)家們束手無(wú)策，提高核磁共振的分辨率可能是影響人類科學(xué)發(fā)展的重要儀器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]提高核磁共振的分辨率，主要是提高核磁共振的磁場(chǎng)強(qiáng)度，它的基本原理是原子核在磁場(chǎng)中自旋時(shí)，會(huì)產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)情況與陀螺的運(yùn)動(dòng)情況十分相像，稱為拉莫爾進(jìn)動(dòng)，自旋核進(jìn)動(dòng)的角速度《O與外磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度及?成正比，比例常數(shù)即為磁旋比r，式中M是進(jìn)動(dòng)頻率。ω 0=2 π Kd肌所以提高了磁場(chǎng)強(qiáng)度，就會(huì)提高了進(jìn)動(dòng)頻率，就需要更高的射頻頻率，頻率的提高就會(huì)提高了靈敏度，使圖譜簡(jiǎn)單易于分析?，F(xiàn)在主要使用有三種磁鐵:永久磁鐵，電磁鐵，超導(dǎo)磁鐵，超導(dǎo)磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度確實(shí)是很高了，但還不能滿足現(xiàn)代科技的需求。磁聚焦核磁共振，其特征是，把超導(dǎo)體線圈產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)，把它照射到超導(dǎo)體上，有2種辦法進(jìn)行聚焦，第一種辦法是，有些超導(dǎo)體當(dāng)磁場(chǎng)射到它上面，就會(huì)穿透超導(dǎo)體，并且這些磁力線會(huì)被聚焦在一起，形成更加強(qiáng)大的磁場(chǎng)，另一種方法是根據(jù)有些超導(dǎo)體對(duì)磁力線排斥作用，根據(jù)這個(gè)原理，把磁力線壓在一個(gè)點(diǎn)上，進(jìn)行聚焦，這樣就可以把磁場(chǎng)強(qiáng)度提高很多倍，由于產(chǎn)生核磁共振的射頻頻率和磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，所以磁場(chǎng)強(qiáng)度提高了很多倍，那么要求的射頻頻率也要提高很多倍，由于射頻頻率的提高，就會(huì)提高核磁共振的分辨率，磁聚焦核磁共振聚焦了十分強(qiáng)大的磁場(chǎng)強(qiáng)度，所以能夠得到更高的分辨率，提高了靈敏度，使圖譜簡(jiǎn)單易于分析。其中一種用排斥法進(jìn)行磁聚焦采用如下設(shè)計(jì)，用超導(dǎo)體材料做成一個(gè)圓盤，圓盤的邊厚，里面薄，中間有一個(gè)圓孔，從外到里面慢慢變薄是按一定的函數(shù)算法設(shè)計(jì)，這樣當(dāng)超導(dǎo)體線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，照射到超導(dǎo)體圓盤上，超導(dǎo)體圓盤就會(huì)排斥磁力線，讓大部分磁力線從超導(dǎo)體圓盤中間的圓孔通過(guò)，通過(guò)超導(dǎo)體圓盤中間的圓孔的磁力線大幅提高，磁場(chǎng)強(qiáng)度大幅增強(qiáng)，這樣就把磁力線聚焦起來(lái)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004]圖1是磁聚焦核磁共振的原理圖，1.2代表磁聚焦磁鐵，3代表掃描線圈，4代表射頻線圈，5代表接收線圈，6代表射頻發(fā)射器，7代表檢測(cè)器，8代表放大器，9代表示波器，10掃描發(fā)電器。圖2是超導(dǎo)體穿透聚焦磁鐵的原理圖，1.代表超導(dǎo)體線圈，2代表超導(dǎo)體線圈產(chǎn)生的磁力線，3代表超導(dǎo)體，4代表聚焦后的磁力線。圖3是超導(dǎo)體排斥聚焦磁鐵的原理圖，I代表超導(dǎo)體線圈，2.3.4.5.6.7代表磁力線，箭頭代表磁力線方向，8代表聚焦點(diǎn)，9.10.11.12.13.14代表超導(dǎo)體。圖4是另一種超導(dǎo)體排斥聚焦磁鐵的原理圖，I代表超導(dǎo)體線圈，2.3代表超導(dǎo)體圓盤的切面，在圓盤的中間有一個(gè)圓孔9，4.5.6.7.8代表磁力線，9.代表超導(dǎo)體圓盤中間的圓孔。超導(dǎo)體排斥聚焦磁鐵的設(shè)計(jì)方法很多種，但原理是一樣的，根據(jù)超導(dǎo)體對(duì)磁力線有排斥作用。
[0005]實(shí)施方法
就目前使用的核磁共振儀有連續(xù)波和脈沖傅里葉變換兩種形式。連續(xù)波磁聚焦核磁共振儀主要由磁聚焦磁鐵、射頻發(fā)射器、檢測(cè)器、放大器及記錄儀等組成。磁聚焦磁鐵是通過(guò)把超導(dǎo)體線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行聚焦，產(chǎn)生更加強(qiáng)大的磁場(chǎng)，由于磁場(chǎng)強(qiáng)度和頻率成正比，所以磁場(chǎng)越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)測(cè)到的頻率也高了，頻率高的儀器，分辨率好，靈敏度高，圖譜簡(jiǎn)單易于分析。磁聚焦磁鐵上備有掃描線圈，用它來(lái)保證磁聚焦磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)均勻，并能在一個(gè)較窄的范圍內(nèi)連續(xù)精確變化。射頻發(fā)射器用來(lái)產(chǎn)生各種頻率的電磁波，檢測(cè)器用來(lái)接收樣品的電磁場(chǎng)變化情況，放大器用來(lái)放大檢測(cè)器接收到的信號(hào)，記錄儀將共振信號(hào)繪制成共振圖譜，這樣就可以把樣品放在磁場(chǎng)中間設(shè)定好的位置，通過(guò)調(diào)節(jié)掃描線圈，讓磁聚焦磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)更均勻，然后給樣品進(jìn)行射頻掃描，當(dāng)V射頻與BO匹配時(shí)，發(fā)生核磁共振，另一種方法是固定輻射波的輻射頻率，然后從低場(chǎng)到高場(chǎng)，逐漸改變B0，當(dāng)V射與BO匹配時(shí)，發(fā)生核磁共振，檢測(cè)器一直在檢測(cè)信號(hào)，放大器放大檢測(cè)信號(hào)，記錄儀將共振信號(hào)繪制成共振圖譜。脈沖傅里葉變換磁聚焦核磁共振儀的原理也是一樣的，但發(fā)射的不是連續(xù)波而是脈沖波。
【權(quán)利要求】
1.一種磁聚焦核磁共振的設(shè)計(jì)方法，其特征是，把超導(dǎo)體線圈產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)，把它照射到超導(dǎo)體上，有2種辦法進(jìn)行聚焦，第一種辦法是，有些超導(dǎo)體當(dāng)磁場(chǎng)射到它上面，就會(huì)穿透超導(dǎo)體，并且這些磁力線會(huì)被聚焦在一起，形成更加強(qiáng)大的磁場(chǎng)，另一種方法是根據(jù)有些超導(dǎo)體對(duì)磁力線排斥作用，根據(jù)這個(gè)原理，把磁力線壓在一個(gè)點(diǎn)上，進(jìn)行聚焦，這樣就可以把磁場(chǎng)強(qiáng)度提高很多倍，由于產(chǎn)生核磁共振的射頻頻率和磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，所以磁場(chǎng)強(qiáng)度提高了很多倍，那么要求的射頻頻率也要提高很多倍，由于射頻頻率的提高，就會(huì)提高核磁共振的分辨率，磁聚焦核磁共振聚焦了十分強(qiáng)大的磁場(chǎng)強(qiáng)度，所以能夠得到更高的分辨率，提高了靈敏度，使圖譜簡(jiǎn)單易于分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中一種用排斥法進(jìn)行磁聚焦采用如下設(shè)計(jì)，用超導(dǎo)體材料做成一個(gè)圓盤，圓盤的邊厚，里面薄，中間有一個(gè)圓孔，從外到里面慢慢變薄是按一定的函數(shù)算法設(shè)計(jì)，這樣當(dāng)超導(dǎo)體線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，照射到超導(dǎo)體圓盤上，超導(dǎo)體圓盤就會(huì)排斥磁力線，讓大部分磁力線從超導(dǎo)體圓盤中間的圓孔通過(guò)，通過(guò)超導(dǎo)體圓盤中間的圓孔的磁力線大幅提高，磁場(chǎng)強(qiáng)度大幅增強(qiáng)，這樣就把磁力線聚焦起來(lái)。
【文檔編號(hào)】G01R33/3815GK103472418SQ201310458750
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年10月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月6日
【發(fā)明者】胡明建 申請(qǐng)人:胡明建