一種磁聚焦核磁共振的設計方法
【專利摘要】磁聚焦核磁共振的【技術領域】是屬于，電磁學、精密儀器制造、圖像分析、超導體【技術領域】，它的主要技術是把超導體產生的強磁場，通過超導體把它聚焦，形成更加強大的磁場來代替現有的磁場，因為核磁共振的磁場強度越高分辨率就越好，并且提高了靈敏度，使圖譜簡單易于分析，所以提高了磁場強度，就會提高儀器的分辨率，并且提高了靈敏度，使圖譜簡單易于分析。
【專利說明】一種磁聚焦核磁共振的設計方法
【技術領域】
[0001]磁聚焦核磁共振的【技術領域】是屬于，電磁學.精密儀器制造.圖像分析.超導體【技術領域】，它的主要技術是把超導體產生的強磁場，通過超導體把它聚焦，形成更加強大的磁場來代替現有的磁場，因為核磁共振的磁場強度越高分辨率就越好，并且提高了靈敏度，使圖譜簡單易于分析，所以提高了磁場強度，就會提高儀器的分辨率，并且提高了靈敏度，使圖譜簡單易于分析。
【背景技術】[0002]1946年以美國物理學家布洛赫(F.Bloch)和普舍爾(E.M.Purcell)為首的兩個小組幾乎在同一時間，用不同的方法各自獨立地發現了物質的核磁共振現象，后來兩人合作制造了世界上第一臺核磁共振譜儀。1952年他們二人因此獲得了諾貝爾物理獎。所謂核磁共振是根據處在某個靜磁場中的物質原子核系統受到相應頻率的電磁波作用時，在它們的磁能級間產生共振躍遷的原理而采取的一種新技術。核磁共振技術自創始以來經過了 60年代連續波譜儀的大發展時代，以及70年代的脈沖傅里葉變換核磁共振和核磁雙共振時代，近年來發展的多核NMR，多脈沖NMR，二維NMR和固體NMR在理論和實踐上都取得了迅速發展。高強超導磁場的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定；計算機技術的應用和多脈沖激發方法采用，產生二維譜.三維譜，對判斷化合物的空間結構起重大作用。目前，核磁共振已成為鑒定化合物結構和研究化學動力學的極為重要的方法。因此，在有機化學、生物化學、藥物化學和化學工業、石油工業、橡膠工業、食品工業、醫藥工業、生命科學、腦神經研究等方面得到了廣泛的應用。現在的核磁共振得到了廣泛的應用，可是它還有存在一個缺點，那就是它的分辨率太低，現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，根本無法滿足現在高端科技的要求，特別是美國進行人類腦計劃工程，歐洲也跟進，我國也實施了好多個973腦計劃。主要要攻破大腦的神經網絡結構和大腦的功能，現在研究大腦的最好設備和手段是使用核磁共振技術，可是現在核磁共振的低分辨率，讓科學家們束手無策，提高核磁共振的分辨率可能是影響人類科學發展的重要儀器。
【發明內容】
[0003]提高核磁共振的分辨率，主要是提高核磁共振的磁場強度，它的基本原理是原子核在磁場中自旋時，會產生進動，這種運動情況與陀螺的運動情況十分相像，稱為拉莫爾進動，自旋核進動的角速度《O與外磁場感應強度及?成正比，比例常數即為磁旋比r，式中M是進動頻率。ω 0=2 π Kd肌所以提高了磁場強度，就會提高了進動頻率，就需要更高的射頻頻率，頻率的提高就會提高了靈敏度，使圖譜簡單易于分析。現在主要使用有三種磁鐵:永久磁鐵，電磁鐵，超導磁鐵，超導磁鐵磁場強度確實是很高了，但還不能滿足現代科技的需求。磁聚焦核磁共振，其特征是，把超導體線圈產生的強大磁場，把它照射到超導體上，有2種辦法進行聚焦，第一種辦法是，有些超導體當磁場射到它上面，就會穿透超導體，并且這些磁力線會被聚焦在一起，形成更加強大的磁場，另一種方法是根據有些超導體對磁力線排斥作用，根據這個原理，把磁力線壓在一個點上，進行聚焦，這樣就可以把磁場強度提高很多倍，由于產生核磁共振的射頻頻率和磁場強度成正比，所以磁場強度提高了很多倍，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，就會提高核磁共振的分辨率，磁聚焦核磁共振聚焦了十分強大的磁場強度，所以能夠得到更高的分辨率，提高了靈敏度，使圖譜簡單易于分析。其中一種用排斥法進行磁聚焦采用如下設計，用超導體材料做成一個圓盤，圓盤的邊厚，里面薄，中間有一個圓孔，從外到里面慢慢變薄是按一定的函數算法設計，這樣當超導體線圈產生磁場，照射到超導體圓盤上，超導體圓盤就會排斥磁力線，讓大部分磁力線從超導體圓盤中間的圓孔通過，通過超導體圓盤中間的圓孔的磁力線大幅提高，磁場強度大幅增強，這樣就把磁力線聚焦起來。
【專利附圖】
【附圖說明】
[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代表射頻發射器，7代表檢測器，8代表放大器，9代表示波器，10掃描發電器。圖2是超導體穿透聚焦磁鐵的原理圖，1.代表超導體線圈，2代表超導體線圈產生的磁力線，3代表超導體，4代表聚焦后的磁力線。圖3是超導體排斥聚焦磁鐵的原理圖，I代表超導體線圈，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，9.10.11.12.13.14代表超導體。圖4是另一種超導體排斥聚焦磁鐵的原理圖，I代表超導體線圈，2.3代表超導體圓盤的切面，在圓盤的中間有一個圓孔9，4.5.6.7.8代表磁力線，9.代表超導體圓盤中間的圓孔。超導體排斥聚焦磁鐵的設計方法很多種，但原理是一樣的，根據超導體對磁力線有排斥作用。
[0005]實施方法
就目前使用的核磁共振儀有連續波和脈沖傅里葉變換兩種形式。連續波磁聚焦核磁共振儀主要由磁聚焦磁鐵、射頻發射器、檢測器、放大器及記錄儀等組成。磁聚焦磁鐵是通過把超導體線圈產生的磁場進行聚焦，產生更加強大的磁場，由于磁場強度和頻率成正比，所以磁場越強，對應測到的頻率也高了，頻率高的儀器，分辨率好，靈敏度高，圖譜簡單易于分析。磁聚焦磁鐵上備有掃描線圈，用它來保證磁聚焦磁鐵產生的磁場均勻，并能在一個較窄的范圍內連續精確變化。射頻發射器用來產生各種頻率的電磁波，檢測器用來接收樣品的電磁場變化情況，放大器用來放大檢測器接收到的信號，記錄儀將共振信號繪制成共振圖譜，這樣就可以把樣品放在磁場中間設定好的位置，通過調節掃描線圈，讓磁聚焦磁鐵產生的磁場更均勻，然后給樣品進行射頻掃描，當V射頻與BO匹配時，發生核磁共振，另一種方法是固定輻射波的輻射頻率，然后從低場到高場，逐漸改變B0，當V射與BO匹配時，發生核磁共振，檢測器一直在檢測信號，放大器放大檢測信號，記錄儀將共振信號繪制成共振圖譜。脈沖傅里葉變換磁聚焦核磁共振儀的原理也是一樣的，但發射的不是連續波而是脈沖波。
【權利要求】
1.一種磁聚焦核磁共振的設計方法，其特征是，把超導體線圈產生的強大磁場，把它照射到超導體上，有2種辦法進行聚焦，第一種辦法是，有些超導體當磁場射到它上面，就會穿透超導體，并且這些磁力線會被聚焦在一起，形成更加強大的磁場，另一種方法是根據有些超導體對磁力線排斥作用，根據這個原理，把磁力線壓在一個點上，進行聚焦，這樣就可以把磁場強度提高很多倍，由于產生核磁共振的射頻頻率和磁場強度成正比，所以磁場強度提高了很多倍，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，就會提高核磁共振的分辨率，磁聚焦核磁共振聚焦了十分強大的磁場強度，所以能夠得到更高的分辨率，提高了靈敏度，使圖譜簡單易于分析。
2.根據權利要求1所述的方法，其中一種用排斥法進行磁聚焦采用如下設計，用超導體材料做成一個圓盤，圓盤的邊厚，里面薄，中間有一個圓孔，從外到里面慢慢變薄是按一定的函數算法設計，這樣當超導體線圈產生磁場，照射到超導體圓盤上，超導體圓盤就會排斥磁力線，讓大部分磁力線從超導體圓盤中間的圓孔通過，通過超導體圓盤中間的圓孔的磁力線大幅提高，磁場強度大幅增強，這樣就把磁力線聚焦起來。
【文檔編號】G01R33/3815GK103472418SQ201310458750
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月6日 優先權日:2013年10月6日
【發明者】胡明建 申請人:胡明建