实验举例:磁共振信号检测与中心频率确定实验
一、实验步骤:
(一)磁共振信号检测(手动:粗调)
1,进入软件;
2,点击扫描工具按钮;
3,设置O1为0KHz;观察信号;
4,以50KHz步长进行O1值后按回车键,同时观察信号变化;直到出现不同于噪声的衰减信号;(提示:不同电脑,其出现核磁信号时的O1值不同,与实际批量设备的场强有微小差异吻合)
(二)磁共振信号检测(手动:细调)
5,按照10KHz和1KHz量级,调整O1,直至FID信号变得稀疏;
6,信号稀疏状态下,估读FID信号频率;
7,将O1值加/减估读到的FID信号频率,确定让FID信号频率更小的O1值;
(三)中心频率确定(手动:微调)
8,在此基础上,微小增加或减小O1值小数点后的数字,最终使FID信号的虚部(绿线) 为零,即刚好在时间轴上;(提示:绿线在上,表示O1偏小;绿线在下,表示O1偏大)
9,记录此时的w0=SF1+O1值(注意单位不同),即为拉莫尔频率;
10,根据拉莫尔公式,计算w0/42.58,得到的值即为磁场强度值;,
11,比较计算得到的磁场强度值和参数设置的B0值(标称值)的关系;(提示:标称0.5T的设备,其实际场强会在0.5T左右有5%的误差。故不同电脑软件测量出来的场强不一定是0.5T,不同电脑软件测量的结果也是不同的)。
(四)中心频率确定(自动)
12,将O1任意调偏一个值(1~15KHz范围内),采集信号后,停止采集;
13,点FFT按钮,出现信号频谱;
14,点及zoom按钮,选择频谱峰的两侧区域,进行放大;
15,点击set center frequency,将十字线的竖线对准谱峰的正中心后,点击鼠标左键确认;此时O1显示为自动确定的中心频率值;(提示:自动确定中心频率时,选中峰值频率会有微小差异,所以不如手动寻找的更准确,但微小的频率差异,不会影响后续的图像质量)
(五)任意场强的手动和自动确定中心频率
16,更改B0=0.8T(标称值),手动确定中心频率,并计算实际的场强值;(提示:同学必须自己动手操作,无法借鉴旁边同学的数据)
17,更改B0=0.9T(标称值),粗略找到信号后,自动寻找中心频率,并计算实际场强。
二、本实验涉及参数与操作工具:
(一)参数(三个)
1,SF1(主频);
2,O1(频率偏移量);
3,B0(磁场强度)
(二)操作工具(五个):
1,采集(Signal acquisition);
2,停止(stop);
3,傅里叶变换(FFT);
4,局部放大(Zoom);
5,设置中心频率(set center
frequency)
三、本实验验证知识点或理论和方法技能:
(一)理论知识点
1,拉莫尔频率与磁场的关系,拉莫尔公式;
2,核磁共振的技术条件:射频频率和拉莫尔频率要相等;
3,FT-NMR中,脉冲射频有频带展宽,因此只要拉莫尔频率落在射频频带展宽范围内,即可发生核磁共振;
4,观察到的FID信号频率,是射频中心频率与拉莫尔频率的差值;
5,观察到的FID信号即为旋转坐标系下的信号;
6,当射频中心频率与拉莫尔频率完全相等时,FID信号实部(红色线)为一指数单调衰减线,其虚部(绿色线)一直为0,刚好在实轴上。
7,磁场标称值与实际磁场强度值之间的关系;
(二)方法与技能
1,在其他参数默认情况下,粗调射频中心频率并检测到FID信号;
2,识别并归纳FID信号的特征;
3,细调/微调射频中心频率,精确确定射频中心频率,实现完美核磁共振;
4,根据精确确定的射频中心频率,计算主磁场强度值;
5,自动确定射频中心频率;
6,从时域信号到频谱的变换操作,并进行频谱放大、中心频率设置等;
以上为初稿,供参考,可根据需要增减。
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