ЯМР в одном и двух измерениях - Эрнст Р.
ISBN 5-03-001394-6
Скачать (прямая ссылка):
Особыми случаями являются плоскостные и многоплоскостные методы интроскопии. Они включают в себя соответственно последовательные измерения по плоскостям или одновременные объемные трехмерные измерения. Тем не менее их чувствительность невелика. Это обусловлено необходимостью ограничивать активный объем. Однократное сокращение размерности, которое используется в плоскостной интроскопии, приводит к тому, что чувствительность становится меньше, чем у линейных методов измерения. Двойное сокращение размерности, которое используется в многоплоскостной интроскопии, приводит к значительному уменьшению чувствительности по сравнению с методом чувствительной точки. Кроме того, оба этих метода по сравнению с другими методами проигрывают в разрешающей способности, что можно повысить, лишь еще больше жертвуя чувствительностью.
Рассмотрим здесь вопрос лишь об относительной чувствительности. Абсолютная чувствительность, разумеется, имеет огромное 664
Гл. 10. Интроскопия ЯМР
практическое значение, но она существенно определяется имеющейся в распоряжении аппаратурой. Критические оценки некоторых реальных случаев привели Хоулт и Лаутербур [10.11].
10.5.2. Быстродействие
Различные методы можно также классифицировать с точки зрения минимального времени, которое требуется для выполнения двумерного или трехмерного эксперимента. Минимальные времена получения данных, указанные кружочками на рис. 10.5.1 и 10.5.2, для данного количества элементов объема перекрывают диапазон в че-1 ыре порядка величины для трехмерных и в три порядка величины для двумерных экспериментов. Больше всего времени требуется для измерений методом последовательной выборки по точкам. Примером этого класса может служить метод чувствительной точки, который является типичным методом сканирования.
С помощью метода Фурье можно ускорить накопление данных приблизительно в п раз (где п — число разрешаемых элементов объема в каждом направлении). В этом случае не имеет значения, какой метод используется: последовательной выборки по линиям, по плоскостям или метод одновременных измерений сигналов всего объема; требуется приблизительно одно и то же время измерения, хотя различные методы и имеют разную чувствительность. Для всех этих методов фурье-интроскопии требуется одно и то же количество измерений. Методы отличаются только числом экспериментов, которые содержат в себе информацию об одном выделенном элементе объема.
Методы линейного сканирования и множества чувствительных точек требуют несколько больших минимальных времен сканирования, чем другие методы Фурье. При линейном сканировании необходимо дополнительное время для селективного насыщения и время, затрачиваемое на релаксацию спиновой системы до перехода в новую плоскость. Последнее обстоятельство, особенно при больших временах релаксации Т\, уменьшает быстродействие.
Дальнейшее повышение быстродействия можно получить с помощью одно- или двукратного сокращения размерности подобно тому, как это делается соответственно в плоскостной и многоплоскостной интроскопии. Таким способом можно регистрировать изображение целой плоскости или всего трехмерного объекта за время одного спада свободной индукции. 10.5. Сравнительный анализ чувствительности и быстродействия
665
Таким образом, можно выделить следующие четыре класса методов в порядке возрастания быстродействия:
1) методы сканирования;
2) методы фурье-преобразования;
3) методы, использующие однократное сокращение размерности;
4) методы, использующие двукратное сокращение размерности.
По-видимому, в настоящее время с целью получения высококачественных изображений для медицинской диагностики наиболее перспективными являются методы Фурье. Однако вполне возможно, что мода в технологии интроскопии изменится и достойное место займут другие методы, которые имеют особые преимущества для более специальных приложений, такие, как комбинации изображений со спектрами ЯМР высокого разрешения для изучения обмена веществ in vivo.
Более подробное изложение методов ЯМР-интроскопии и дальнейшие ссылки на литерутуру можно, найти в работах [10.63 — 10.68]. Литература
Глава 1
1.1. Bloch F., Hansen W.W., PackardM., Phys. Rev., 69, 127 (1946).
1.2. Bloch F., Phys. Rev., 70, 460 (1946).
1.3. BIochF., Hansen W.W., PackardM., Phys. Rev., 70, 474(1946).
1.4. Purcell E.M., Torrey H.C., Pound R. V., Phys. Rev., 69, 37 (1946).
1.5. Pureell E.M., Phys. Rev., 69, 681 (1946).
1.6. Abragam A., Principles of nuclear magnetism, Oxford University Press, London (1961). [Имеется перевод: Абрагам А. Ядерный магнетизм. — M.: ИЛ, 1963.]
1.7. Zadeh L.A., Desoer С.А, Linear system theory, the state space approach, McGraw-Hill, New York (1963).
1.8. Guillemin E.A., Theory of linear physical systems, Wiley, New York (1963).
1.9. Brown B.M., The mathematical theory of linear systems, Science Paperbacks, Chapman and Hall, London (1965).
1.10. Bogart T.F., Basic concepts in linear systems: theory and experiments, J. Wiley, New York (1984).
