ER成像系统中的磁场扫描和数据采集S.pdfVIP

矗 波 呔 掌 掌 报 IOURNAL OF W UHAN UNIVERSITY (自鼻I科学麓 ) fNatartlScience Edition) I959年 第 4期 No．4 1989 ESR成像系统中的磁场扫描和数据采集 周建平 粱明理 刘 军 胡家元 (物理 系 ) (空 问物 理 系 ) 摘要 在 电子自旋共 振fElectronSpinResonance缩写 EsR{斌像系统 ，为h了得弼 高质量 的样 品断层图像，必须采用高线性度、慢扫描、大幅度的扫描磁场。本文介绍 了用软硬 件结合的方法，使扫描磁场的线性度 扫描周期和幅度达到系 瀚 妇 孽 回漪， 瑚馥高 用计算机统一控制磁场扫描和数据采集 ，使磁场扫描辊数据采集之间同步饰调 ， 盈l在煎据采 集过程中，采用数据叠加与平均的方法，使信号噪声显蓉j矗小 L I 关■词 ESR系统I磁场扫描I线性靡 擞据采集 ． ： ： ， 电子 自旋共振 (EsR)成橡 与 X—CT和 NMR-CT 类似 。处于恒 磁场 H 。中的被澍样品 某一断层中沿某一方向的一个窄带中的未偶电子与频率 ，。的微波磁场发生共振吸收时，～ 将形成ESR吸收谱线，ESR成像系统正：毫根据这个原理，测出样品某一 断层中若千方 窄带的 ESR谱线，再 由计算机进行样品断层 图像重建 [。)。 由电子 自旋共振理论可知，发生共振吸收时，恒磁场 H。与微波频睾 ^之间满足 以下 关 系[z] ’ |4：g BHn／h 其 中，g为朗德 g因子，其值近似为2j B为波尔磁子，其值近似为 9．273×10 ‘J／T；h 为普朗克常数，其值近似为6．626×10 ‘J·s。将这些常数代入上式，可得 ，。=2．8×l0H。 寻找 ESR谱线，一般采用固定微波频率改变磁场的方法。 由于谱线有一定的宽度，而 且有些物质有几个吸收谱线，这就要求在恒磁场上叠加一个有足够宽度的扫描磁场，其幅度 常取O．o．1TC ，如 图l所示 为了测出样品同一截面薄层 内不 同位置的共振吸收情况 以便成像，还必须在恒磁场上叠 加一梯度场 。同时，为了提高系统的灵敏度，常采用磁场调制的方法，这样，由微波信号检 波出来 的不 再是慢变化的吸收信号， 而是频率为调制信号频率的交流信号， 它经锁相放大 后，再次检被，便得到吸收曲线的一次微分波形。 国家 自然科学基 金项 目 收稿 日期 1989—06-02 6上 因此，该系统磁场包括四个部分[：‘{固定 0O·7 磁场 日。、扫描磁场 AH。、 调制磁场 HM和 梯度磁场 H0，即 ● 0-06 H ：H +＆H I+H驵+H o O．傩 T 式中的 △H。就是 由本文介绍的磁场扫描单元 产生 的扫描磁场 。扫描磁场是用一个锯