复旦大学：核磁共振成像实验室实验讲义_实验六 软脉冲FID序列确定软脉冲射频

实验六软脉冲FID序列确定软脉冲射频 实验目的 、了解软脉冲FID序列的射频脉冲特性 2、了解软脉冲FID序列的信号的特点; 3、了解90°软脉冲射频的角度调整方法; 4、了解累加次数对FID信号的影响 实验器材 约1ml大豆油试管样品;NM20台式磁共振成像仪 、实验原理: 1、软脉冲 由于软脉冲需要实现很好的选择性激励,因此频带宽度要求窄,并且频带边 缘要求陡直,而不能像硬脉冲的频带边缘是SⅠNC形式的。由于SINC函数和方 波函数是一对傅立叶变换对(如图1、2所示),因此理论上可以实现这种矩形 带宽的频率域信号的。实际的磁共振成像仪也都是利用时间域的SINC波形调制 的高频信号作为射频信号,但由于不可能做到无限长时间域SINC信号,因此理 想的矩形频带信号是不可能实现,但从实际效果来看,利用3个耳瓣或5个耳瓣 SINC波形调制的射频信号就可以满足选择性激励要求。 图1SINC波形的射频软脉冲(频域)

实验六 软脉冲 FID 序列确定软脉冲射频 一、实验目的： 1、了解软脉冲 FID 序列的射频脉冲特性； 2、了解软脉冲 FID 序列的信号的特点； 3、了解 900 软脉冲射频的角度调整方法； 4、了解累加次数对 FID 信号的影响； 二、实验器材： 约 1ml 大豆油试管样品；NMI20 台式磁共振成像仪。 三、实验原理： 1、软脉冲 由于软脉冲需要实现很好的选择性激励，因此频带宽度要求窄，并且频带边 缘要求陡直，而不能像硬脉冲的频带边缘是 SINC 形式的。由于 SINC 函数和方 波函数是一对傅立叶变换对（如图 1、2 所示 ），因此理论上可以实现这种矩形 带宽的频率域信号的。实际的磁共振成像仪也都是利用时间域的 SINC 波形调制 的高频信号作为射频信号，但由于不可能做到无限长时间域 SINC 信号，因此理 想的矩形频带信号是不可能实现，但从实际效果来看，利用 3 个耳瓣或 5 个耳瓣 SINC 波形调制的射频信号就可以满足选择性激励要求。 图 1 SINC 波形的射频软脉冲（频域）

A 1/U f 图2方波频带(频域) 2、软脉冲FID序列 软脉冲FID序列和硬脉冲FID序列在序列形式上是一样,只是采用的射频脉 冲不同(具体可参见实验五的实验原理部分)。硬脉冲回波采用的是窄而强的方 波时间域射频脉冲,没有选择性,一般在波谱分析中常用;而软脉冲FID序列 采用的宽而弱的SINC波形时间域射频脉冲,其频带较窄,具有很好的选择性激 励特性,一般在成像中常用。 软脉冲FID序列的序列形式如图3所示,其中各参数分别为 请选择样本脉冲序列 软脉冲FID序列 脉冲序列图 硬脉冲Fd(HSP1D) 硬脉冲回波(H_SE1D) 硬脉冲 CPMG (H⊥ CPMGID 反转恢复测Ti(HT|R RF 饱和恢复测1(HT1D 软脉冲dSP1D 软脉冲回波(SE1D 单脉冲频率编码 (H_COding SPl1D) 单脉冲双相位编码成像 ( H_PCodingSP2 自旋回波频率编码( S_FCodingSE1D Signal 自旋回波成像(SSE2D) 梯度回波成像(S_GE2D D P1 D3 OK按钮 √ K X Cancel 图3软脉冲FID序列形式

图 2 方波频带（频域） 2、软脉冲 FID 序列 软脉冲 FID 序列和硬脉冲 FID 序列在序列形式上是一样，只是采用的射频脉 冲不同（具体可参见实验五的实验原理部分）。硬脉冲回波采用的是窄而强的方 波时间域射频脉冲，没有选择性，一般在波谱分析中常用；而软脉冲 FID 序列 采用的宽而弱的 SINC 波形时间域射频脉冲，其频带较窄，具有很好的选择性激 励特性，一般在成像中常用。 软脉冲 FID 序列的序列形式如图 3 所示，其中各参数分别为： 软脉冲 FID 序列 OK按钮 脉冲序列图 图 3 软脉冲 FID 序列形式

D0:重复时间 D3:射频结束到线圈开始接收信号之间的切换时间,即系统的恢复时间; P1:90°软脉冲的施加时间 RFA1:90软脉冲的幅值 四、实验步骤 启动计算机,点击桌面图标装签进入到如图31界面。再点击M按钮进 入 WinMRIXP操作界面,如图3-2 MRIx按钮 MRUJX-Adlvao 上纽迈电子科技有限公到 图3-1核磁共振成像技术实验仪软件界面 件口】法】采样山一过理口】二生理山 多語 xx一 图3-2 WinMRIXP操作界面

D0：重复时间； D3：射频结束到线圈开始接收信号之间的切换时间，即系统的恢复时间； P1：900 软脉冲的施加时间； RFA1：900 软脉冲的幅值； 四、实验步骤： 1、启动计算机，点击桌面图标 进入到如图 3-1 界面。再点击 按钮进 入 WinMRIXP 操作界面，如图 3-2 M R Ijx 按 钮 图 3-1 核磁共振成像技术实验仪软件界面 图 3-2 WinMRIXP 操作界面

2、将装有10mm高大豆油的样品管小心放置入磁体柜上方样品孔内。 3、开启射频单元及梯度放大器的电源(如下面两图) P0wER按钮 日B 上海出边电子料技有阻公司 NM200射频单元面板 POWER廾关 上海电子科技有阻公 NM2011梯度单元面板 4、重复实验一和实验二的内容,使系统处于磁共振实验状态。 5、单击D=mo按钮,弹出 Demo Pulse Sequence对话框,选择软脉冲FID(S_SPID) 序列,再点击OK按钮,如图3所示 6、设定好射频频率接近中心频率,但不要完全等于中心频率,差值可在2KHz 左右(此步骤参照实验二步骤4)。设置过釆样倍数DS=5(见图4)

2、将装有 10mm 高大豆油的样品管小心放置入磁体柜上方样品孔内。 3、开启射频单元及梯度放大器的电源(如下面两图)。 NM2010 射频单元面板 NM2011 梯度单元面板 4、重复实验一和实验二的内容，使系统处于磁共振实验状态。 5、单击 按钮,弹出 Demo Pulse Sequence 对话框，选择软脉冲 FID（S_SP1D） 序列，再点击 OK 按钮, 如图 3 所示。 6、设定好射频频率接近中心频率，但不要完全等于中心频率，差值可在 2KHz 左右(此步骤参照实验二步骤 4)。设置过采样倍数 DS=5 (见图 4)

采样|一维处理|二维处理 90度脉冲的 Parameter Value 幅度RFA RFAmp1(%)-30.U SP1(us) 1200 D3(us) 死时间D3 1000 1024 SW(KHz) 1000 300 SF1( MHz) 22 585.000 累加次数NS NS_8 采样倍数 图4软脉冲FID参数设置框 7、逐步改变90度脉冲的幅度RFAl(见图4),使信号幅度和积分面积都尽可能达 到最大。如图5所示调节效果图。当用肉眼不能完全确定幅值是否达到最大 值时,可以点击Sp按钮停止采样,选择的FT工具进行傅里叶变换后, 再确认幅度。最后纪录使得FID信号出现最大值时的RFA1值。 M;" ty 图5

90 度脉冲的 幅度 RFA1 采 样 倍 数 DS 累加次数 NS 死时间 D3 图 4 软脉冲 FID 参数设置框 7、逐步改变 90 度脉冲的幅度 RFA1(见图 4)，使信号幅度和积分面积都尽可能达 到最大。如图 5 所示调节效果图。当用肉眼不能完全确定幅值是否达到最大 值时，可以点击 按钮停止采样，，选择的 FT 工具进行傅里叶变换后， 再确认幅度。最后纪录使得 FID 信号出现最大值时的 RFA1 值。 图 5

8、改用zG工具,进行累加采集实验;分别采用累加次数NS为2、4、6、8次 (见图4),其它参数不用改变,观察FD信号的变化情况。整个累加采集过 程会自动完成,如图6所示为NS=8时的FID信号 1 a,cao 图6NS为8时的FID信号 9、改变死时间D3(默认为100微秒)分别为150、200、250、400见图4),观 察FID信号的改变情况;并总结规律; 五、实验结果 1、FID达到最大时的RFA1= 2、采集次数NS对FID信号的影响规律是 3、死时间D3对FID信号的影响规律是 六、结果讨论与思考 1、软脉冲回波中为什么不和硬脉冲回波序列一样采用时间域方波信号来做 射频激励信号? 2、软脉冲用何种参数来实现对射频翻转角度的调整的?

8、改用 工具，进行累加采集实验；分别采用累加次数 NS 为 2、4、6、8 次 （见图 4），其它参数不用改变，观察 FID 信号的变化情况。整个累加采集过 程会自动完成，如图 6 所示为 NS=8 时的 FID 信号。 图 6 NS 为 8 时的 FID 信号 9、改变死时间 D3（默认为 100 微秒）分别为 150、200、250、400(见图 4)，观 察 FID 信号的改变情况；并总结规律； 五、实验结果 1、FID 达到最大时的 RFA1= ； 2、采集次数 NS 对 FID 信号的影响规律是 ； 3、死时间 D3 对 FID 信号的影响规律是 ； 六、结果讨论与思考 1、软脉冲回波中为什么不和硬脉冲回波序列一样采用时间域方波信号来做 射频激励信号？ 2、软脉冲用何种参数来实现对射频翻转角度的调整的？