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1、(10)申请公布号 CN 103885013 A (43)申请公布日 2014.06.25 CN 103885013 A (21)申请号 201410153283.3 (22)申请日 2014.04.16 G01R 33/387(2006.01) (71)申请人 厦门大学 地址 361005 福建省厦门市思明南路 422 号 (72)发明人 黄玉清 陈忠 (74)专利代理机构 厦门南强之路专利事务所 ( 普通合伙 ) 35200 代理人 马应森 (54) 发明名称 一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解 谱的方法 (57) 摘要 一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解 谱的方法， 涉及。
2、核磁共振谱仪。1） 用常规一维脉 冲序列采样一张一维谱， 获得谱线的线宽， 为谱宽 参数设置提供依据， 同时线宽值反映了磁场环境 均匀性情况 ； 2） 在核磁共振波谱仪上导入事先编 译好的分子间单量子相干二维 J 分解谱脉冲序 列 ； 3） 打开分子间单量子相干二维 J 分解谱脉冲 序列的分子间单量子相干信号选择模块、 间接维 演化期t1模块、 间接维演化期t2模块、 信号采样期 t3模块， 设置该脉冲序列各个模块的实验参数 ； 4） 执行步骤3） 设置实验参数后的二维J分解谱脉冲 序列， 进行数据采样 ； 5） 数据采样完成后， 进行相 关的数据后处理， 得到免于不均匀磁场影响的高 分辨率二。
3、维 J 分解谱。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103885013 A CN 103885013 A 1/2 页 2 1. 一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法， 其特征在于包括如下步骤 ： 1） 用常规一维脉冲序列采样一张一维谱， 获得谱线的线宽， 为谱宽参数设置提供依据， 同时线宽值反映了磁场环境均匀性情况 ； 2） 在核磁共振波谱仪上导入事先编译好的分子间单量子相干二维 J 分解谱脉冲序列 ； 3） 打开分子。
4、间单量子相干二维 J 分解谱脉冲序列的分子间单量子相干信号选择模块、 间接维演化期 t1模块、 间接维演化期 t2模块、 信号采样期 t3模块， 设置该脉冲序列各个模 块的实验参数 ； 4） 执行步骤 3） 设置实验参数后的二维 J 分解谱脉冲序列， 进行数据采样 ； 5） 数据采样完成后， 进行相关的数据后处理， 得到免于不均匀磁场影响的高分辨率二 维 J 分解谱。 2. 如权利要求 1 所述一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法， 其特征在 于在步骤 1） 中， 所述常规一维脉冲序列是核磁共振谱仪自带的一维脉冲序列， 由一个非选 择性 /2 射频脉冲和采样期构成， 即非选择性 。
5、/2 射频脉冲作用后紧跟着信号采样。 3. 如权利要求 1 所述一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法， 其特征在 于在步骤 2） 中， 所述分子间单量子相干二维 J 分解谱脉冲序列使用分子间单量子相干信号 选择模块、 间接维演化期 t1模块、 间接维演化期 t2模块、 直接维采样期 t3模块。 4. 如权利要求 3 所述一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法， 其特征在 于所述分子间单量子相干信号选择模块由一个非选择性矩形 /2 脉冲、 一个非选择性矩 形 脉冲、 两个溶剂选择性高斯形状 (/2)I脉冲， 以及三个沿 z 方向的线性梯度场构成， 通过分子间单量子相干信。
6、号选择模块可选择出所要的分子间单量子相干信号 ； 由于分子间 单量子相干信号源于远程偶极相互作用， 这一偶极相互作用的有效距离为 10 100m。 5. 如权利要求 3 所述一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法， 其特征在 于所述间接维演化期 t1模块是一个超快速的空间编码过程， 由一对 sinc 形状绝热 脉 冲以及对应的编码梯度场构成 ； 所选择出的分子间单量子相干信号在这一模块进行演化以 后， 就可对磁场不均匀性进行编码， 构成了三维采样信号沿 F1 维的信息， F1 维对应间接维 演化期 t1。 6. 如权利要求 3 所述一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法。
7、， 其特征在 于所述间接维演化期 t2模块是由前后相等的两部分 t2/2 构成的， 且两个 t2/2 中间插入一 个非选择性 脉冲形成自旋回波的信号演化 ； 所述演化是常规的间接维演化过程， 需按照 特定的时间增量进行信号演化 ； 所选择出得分子间单量子相干信号在间接维演化期t2内演 化后， 完全消除了化学位移只保留了J偶合信息， 构成三维采样信号沿F2维的信息， 即二维 J 分解谱的 J 偶合信息维， F2 维对应间接维演化期 t2； 间接维演化期 t2只包含 J 偶合信息 演化。 7. 如权利要求 1 所述一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法， 其特征在 于所述直接维采样期t。
8、3模块是一个空间解码构成， 与间接维演化期t1模块的编码过程相对 应， 这一模块是由一对解码梯度场构成， 最终实现三维信号的采样 ； 同时， 它也构成三维信 号在 F3 维的信息， F3 维对应直接维采样期 t3。 8. 如权利要求 1 所述一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法， 其特征在 于在步骤 3） 中， 所述实验参数包括直接维谱宽 SW、 第一间接维谱宽 SW1、 第二间接维谱宽 权 利 要 求 书 CN 103885013 A 2 2/2 页 3 SW2、 采样时间at、 间接维演化期t2的点数ni2、 序列延迟时间RD、 固定延时2、 /2非选择 性矩形脉冲的时间、 。
9、非选择性矩形脉冲的时间， (/2)I选择性高斯脉冲的时间、 sinc 形 状绝热 脉冲的时间， 线性相干梯度场强度及其作用时间、 空间编码梯度场强度及其作用 时间， 空间解码梯度场强度及其作用时间 ； 所述固定延时 2 的设定范围可为 40 120ms。 9. 如权利要求 1 所述一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法， 其特征在 于在步骤 4） 中， 所述进行数据采样的具体方法为 ： 每一次序列执行过程， 首先， 序列延迟一 段 RD 的时间， 目的是为了让磁化矢量弛豫恢复过来 ； 接着， 脉冲序列的各个模块依次对样 品进行作用演化， 即选择出相应的分子间单量子相干信号， 在间接。
10、维演化期 t1编码过程进 行信号演化， 在间接维演化期t2按照特定的时间增量进行信号演化 ； 最后， 在直接维采样期 t3进行空间解码采集信号 ； 上述序列执行过程只是对一次的间接维 t2点数的采样， 对于一 个整个三维数据需要对上述序列执行过程重复 ni2 次。 10.如权利要求1所述一种不均匀磁场下获得核磁共振二维J分解谱的方法， 其特征在 于在步骤 5） 中， 所述进行相关的数据后处理， 首先， 对所获得的三维数据进行一次三维傅里 叶变换， 即获得一个初始三维图 ； 然后， 对初始三维图实施一次三维旋转处理， 三维旋转处 理是沿 F1-F3 平面方向上逆时针旋转 45， 处理得到的三维图。
11、沿着 F2 维和 F3 完全消除了 磁场不均匀效应的影响， 且沿着这两维构成了二维 J 分解谱的信息 ； 最后， 对所处理的三维 图进行一次沿 F2 和 F3 维的二维累积投影。 权 利 要 求 书 CN 103885013 A 3 1/6 页 4 一种不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法 技术领域 0001 本发明涉及核磁共振 （NMR， Nuclear Magnetic Resonance） 谱仪， 尤其是涉及一种 不均匀磁场下获得核磁共振二维 J 分解谱的方法。 背景技术 0002 二维 J 分解谱 （Two-dimensional J-resolved spectroscop。
12、y,2D JRES） 是核磁共 振领域最早提出二维谱学方法之一。其脉冲序列可以表示为 (/2)-t1/2-(/)-t1/2+t2， 由一个 /2 脉冲， 一个 脉冲， 一个被平分两半的间接维演化期 t1以及一个采样期 t2构成。这种常规 J 分解谱方法最早是由 Ernst 在 1976 年提出的 （Aue W.P.,Karhan J.,and Ernst R.R.Two-dimensional spectroscopy application to nuclear magnetic resonanceJ.J.Chem.Phys.,1976,64,2229-2246） 。在二维 J 分解谱中， 。
13、化学位移和 J 偶 合信息分别位于谱图的两个不同轴， 即 F1 和 F2 维。因此， 利用这一技术可以完全实现核磁 共振信号化学位移和 J 偶合信息的分离， 解决了一维核磁共振谱中信号拥挤的问题， 对于 生物组织代谢物以及复杂化学成分归属和检测具有重要应用。由于 J 分解技术的采样时间 取决于间接维 J 偶合大小， 因此其采样效率大大优于其他常规二维谱学技术， 一般只要两 分钟以内就可以采样获得一张二维 J 分解谱。现如今二维 J 分解谱技术已经成为代谢组 学研究中一种重要的检测工具 （Ludwig C.and Viant M.R.Two-dimensional J-resolved NMR 。
14、spectroscopy:review of a key methodology in the metabolomics toolboxJ. Phytochem.Anal.,2010,21,22-32.） 。 例 如， Foxall 等 人 （Foxall P.J.D.,Parkinson J.A.,Sadler I.H.,Lindon J.C.,and Nicholson J.KAnalysis of biological-fluids using600MHz proton NMR spectroscopy:application of homonuclear2-dimensional J-。
15、resolved spectroscopy to urine and blood-plasma for spectral simplification and assignmentJ.J.Pharmaceut.Biomed.Anal.,1993,11,21-31.） 将 二 维 J 分 解 谱应用于人体尿液和血液代谢成分的研究， 用于分析特定疾病的特征代谢物。Lutz 等人 （Lutz N.W.,Maillet S.,Nicoli F.,Viout P.,and Cozzone P.J.Further assignment of resonances in1H NMR spectra of c。
16、erebrospinal fluid(CSF)J.Febs Lett.,1998,425,345-351.） 利用二维 J 分解谱技术来分析人体脑脊液的代谢物成分以及 相应的变化过程。从这些应用， 我们发现现在常规的这些二维 J 分解谱方法主要的应用都 集中在化学溶液或生物体液。 对于半固态的生物组织， 如脑组织， 软骨组织， 甚至肌肉组织， 常规二维 J 分解谱方法往往无法用于检测分析。其中主要的原因在于常规核磁共振检测 对于磁场均匀性有着极高的要求， 即使相对均匀的液体样品， 往往在实验之前仍需要做很 仔细的匀场过程以保证高分辨谱学信息的获得。而对于生物组织而言， 其样品内部磁化率 等因素。
17、会引入磁场不均匀性， 从而导致常规二维 J 分解谱的信号峰沿着化学位移维 （F1 维） 发生不均匀展宽， 无法对代谢物信号进行归属。虽然常规二维 J 分解谱的 J 偶合维 （F2 维） 不会受到磁场不均匀效应的影响， 但由于信号在化学位移维的增宽会导致各个信号峰的重 叠， 最终也无法对代谢物 J 偶合常数进行准确的测量。可见， 样品内部磁化率以及实际测量 说 明 书 CN 103885013 A 4 2/6 页 5 环境引起的磁场不均匀往往导致常规二维 J 分解谱方法无法获得正确检测信息， 严重阻碍 了 J 分解技术的应用， 特别是在生物组织方面的应用。 0003 目前已经出现一系列通过匀场硬。
18、件方面改进和操作来提高磁场均匀性的方法， 而这需要耗费相当多的努力， 包括仔细匀场、 旋转样品、 严格去除样品中的顺磁性或颗粒 性杂质， 以及采用与样品磁化率匹配的容器等。目前还发展了利用射频场补偿 B0 场不均 匀性的方法， 并且用于不均匀磁场中获得高分辨谱。例如， 对于磁体外核磁共振， Blmich 研究小组设计出了一种低磁场下单边可移动的核磁共振检测手段 （Perlo J.,Casanova F.,and Blumich B.Exsitu NMR in highly homogeneous fields:H-1spectroscopyJ. Science.,2007,315(5815),。
19、1110-1112） ； Pines 研究小组利用 “非原位脉冲”和 “匀场 脉冲”技术来消除不均匀场的影响 （Meriles C.A.,Sakellariou D.,Heise H.,Moule A.J.,and Pines A.Approach to high-resolution ex situ NMR spectroscopyJ. Science.,2001,293(5527),82-85） ； 另外， 也有研究者从软件方面提出了一些通过数 据后处理方法来补偿或校正磁场不均匀效应。例如， Sersa 等人 （Sersa I.,Macura S.Improvement of spectr。
20、al resolution by spectroscopic imagingJ.Appl Magn. Reson.,2004,27,259-266.） 提出了一种成像去卷积的后处理方法来补偿磁场不均匀效应。 现有的这些提高磁场均匀性的方法 （包括从硬件和软件上） 在应用上有诸多的限制， 如需要 事先获得磁场分布等。 0004 虽然已经有一些列硬件或软件的匀场方法来改善磁场均匀性， 但由于其自身的局 限性目前常规二维 J 分解谱方法仍无法应用于不理想的磁场环境中， 特别是生物组织的检 测应用中。如果能够解决好这个问题， 不需要复杂的硬件匀场操作也不需要事先知道磁场 分布情况， 而仅仅从脉冲序列设。
21、计角度出发， 设计出一种能在不均匀磁场环境 （特别是生物 组织） 下获得高分辨二维 J 分解谱的方法， 就可以大大提高二维 J 分解技术应用范围。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供一种在核磁共振谱仪上不均匀磁场下获得高分辨率核磁 共振二维 J 分解谱的方法， 并且该方法能适用于生物组织检测应用。 0006 本发明包括如下步骤 ： 0007 1） 用常规一维脉冲序列采样一张一维谱， 获得谱线的线宽， 为谱宽参数设置提供 依据， 同时线宽值反映了磁场环境均匀性情况 ； 0008 2） 在核磁共振波谱仪上导入事先编译好的分子间单量子相干二维 J 分解谱脉冲 序列 ； 0009 3） 打开分子。
22、间单量子相干二维 J 分解谱脉冲序列的分子间单量子相干信号选择 模块、 间接维演化期 t1模块、 间接维演化期 t2模块、 信号采样期 t3模块， 设置该脉冲序列各 个模块的实验参数 ； 0010 4） 执行步骤 3） 设置实验参数后的二维 J 分解谱脉冲序列， 进行数据采样 ； 0011 5） 数据采样完成后， 进行相关的数据后处理， 得到免于不均匀磁场影响的高分辨 率二维 J 分解谱。 0012 在步骤 1） 中， 所述常规一维脉冲序列是核磁共振谱仪自带的一维脉冲序列， 由一 个非选择性 /2 射频脉冲和采样期构成， 即非选择性 /2 射频脉冲作用后紧跟着信号采 说 明 书 CN 1038。
23、85013 A 5 3/6 页 6 样， 目的是为了检查在无任何匀场的情况下， 实验中磁场均匀性情况， 同时为谱宽参数设置 提供依据。 0013 在步骤 2） 中， 所述分子间单量子相干二维 J 分解谱脉冲序列使用分子间单量子相 干信号选择模块、 间接维演化期 t1模块、 间接维演化期 t2模块、 直接维采样期 t3模块 ； 0014 所述分子间单量子相干信号选择模块由一个非选择性矩形 /2 脉冲、 一个非选 择性矩形 脉冲、 两个溶剂选择性高斯形状 (/2)I脉冲， 以及三个沿 z 方向的线性梯度 场构成， 通过分子间单量子相干信号选择模块可选择出所要的分子间单量子相干信号 ； 由 于分子间。
24、单量子相干信号源于远程偶极相互作用， 这一偶极相互作用的有效距离为 10 100m， 通常情况下这一范围远远小于样品的尺度， 并且在这微小的尺度下磁场的均匀性 都很高能满足高分辨谱的要求， 因此分子间单量子相干信号选择模块所选择出来的信号对 不均匀磁场具有免疫的特性 ； 0015 所述间接维演化期 t1模块是一个超快速的空间编码过程， 由一对 sinc 形状绝热 脉冲以及对应的编码梯度场构成 ； 所选择出的分子间单量子相干信号在这一模块进行 演化以后， 就可对磁场不均匀性进行编码， 构成了三维采样信号沿 F1 维的信息 （F1 维对应 间接维演化期 t1） 。 0016 与常规间接维演化期 t。
25、1不同的是， 这一模块空间编码过程一次采样就可实现信号 演化， 无需按照特定的时间增量进行信号演化， 大大提高采样效率。 0017 所述间接维演化期 t2模块是由前后相等的两部分 t2/2 构成的， 且两个 t2/2 中间 插入一个非选择性 脉冲形成自旋回波的信号演化。 0018 这是一个常规的间接维演化过程， 需按照特定的时间增量进行信号演化 ； 所选择 出得分子间单量子相干信号在间接维演化期 t2内演化后， 完全消除了化学位移只保留了 J 偶合信息， 构成了三维采样信号沿 F2 维的信息 （F2 维对应间接维演化期 t2） ， 即二维 J 分解 谱的 J 偶合信息维。间接维演化期 t2只包。
26、含 J 偶合信息演化， 三维信号采样过程中， F2 维 谱宽大小只需要覆盖 J 偶合常数而无需覆盖化学位移宽度， 因此大大提高三维采样效率。 0019 所述直接维采样期t3模块是一个空间解码构成， 与间接维演化期t1模块的编码过 程相对应， 这一模块是由一对解码梯度场构成， 最终实现三维信号的采样。同时， 它也构成 了三维信号在 F3 维的信息 （F3 维对应直接维采样期 t3） 。 0020 由于分子间单量子相干信号的特性， 磁场不均匀效应沿F1和F3维是相关联， 因此 经过特定的数据旋转处理能够使得 F1 维和 F3 维的磁场不均匀效应相互补偿， 最终沿着 F3 维磁场不均匀效应被消除且构。
27、成了二维 J 分解谱的化学位移信息维。 0021 在步骤 3） 中， 所述实验参数包括直接维谱宽 SW、 第一间接维谱宽 SW1、 第二间接维 谱宽 SW2、 采样时间 at、 间接维演化期 t2的点数 ni2、 序列延迟时间 RD、 固定延时 2、 /2 非选择性矩形脉冲的时间、 非选择性矩形脉冲的时间， (/2)I选择性高斯脉冲的时间、 sinc 形状绝热 脉冲的时间， 线性相干梯度场强度及其作用时间、 空间编码梯度场强度及 其作用时间， 空间解码梯度场强度及其作用时间 ； 所述固定延时 2 的设定范围可为 40 120ms。 0022 在步骤 4） 中， 所述进行数据采样的具体方法可为 。
28、： 每一次序列执行过程， 首先， 序 列延迟一段 RD 的时间， 目的是为了让磁化矢量弛豫恢复过来 ； 接着， 脉冲序列的各个模块 依次对样品进行作用演化， 即选择出相应的分子间单量子相干信号， 在间接维演化期 t1编 说 明 书 CN 103885013 A 6 4/6 页 7 码过程进行信号演化， 在间接维演化期t2按照特定的时间增量进行信号演化 ； 最后， 在直接 维采样期 t3进行空间解码采集信号 ； 上述序列执行过程只是对一次的间接维 t2点数的采 样， 对于一个整个三维数据需要对上述序列执行过程重复 ni2 次。 0023 在步骤 5） 中， 所述进行相关的数据后处理， 首先， 对。
29、所获得的三维数据进行一次三 维傅里叶变换， 即获得一个初始三维图 ； 然后， 对初始三维图实施一次三维旋转处理， 三维 旋转处理是沿 F1-F3 平面方向上逆时针旋转 45， 处理得到的三维图沿着 F2 维和 F3 完全 消除了磁场不均匀效应的影响， 且沿着这两维构成了二维 J 分解谱的信息 ； 最后， 对所处理 的三维图进行一次沿 F2 和 F3 维的二维累积投影。 0024 本发明通过脉冲序列的设计利用分子间单量子相干信号选择模块和三维采样间 接维演化期 t1及 t2模块， 来进行信号演化采样并做相应的数据后处理， 最后得到免于磁场 不均匀影响的高分辨二维 J分解谱。虽然所述的脉冲序列需要。
30、进行三维采样来获得所需的 信号， 但由于F1和F3维分别利用了超快编码和解码过程来实现信号演化， 整个三维采样时 间只与 F2 维中 J 偶合大小有关， 这一脉冲序列的采样时间与常规二维 J 分解谱的采样时间 是相同， 一般在两分钟以内即可获得一张高分辨二维 J 分解谱。高分辨二维相关谱对于生 物组织代谢物以及复杂化学样品归属分析有着重要应用， 但往往磁场不均匀性影响了谱图 分析， 因此每次实验都要通过调节匀场线圈电流对样品进行匀场， 除了操作经验上的要求 之外， 有些样品 （例如生物组织） 的均匀性很难用这种匀场方式来实现。本发明能够克服核 磁共振波谱仪上各种磁场不均匀的影响而获得高分辨二维。
31、 J 分解谱， 无需匀场操作， 为生 物组织代谢物以及复杂化学样品分析提供一种简便有效的方法。 本发明无需对核磁共振波 谱仪的硬件进行任何改动， 只需在谱仪上以文本格式导入编译好的脉冲序列以及相应的数 据后处理代码， 因此该方法能适用于所有常规的核磁共振波谱仪。 附图说明 0025 图 1 为应用于不均匀磁场下获得高分辨二维 J 分解谱的脉冲序列， 其中矩形条为 非选择性/2和射频脉冲， 高斯形状的条形为溶剂选择性(/2)I和溶剂选择性(/2) S 射频脉冲， sinc形状条为绝热脉冲， 斜线填充的矩形块为沿Gz方向线性相干选择梯度， 空白矩形块为空间编码和解码梯度， I 代表溶剂， S 代表。
32、溶质， NE维空间编码次数， ND为空间 解码次数。 0026 图 2 为猪脑组织的常规一维谱， 谱线线宽为 120Hz。其中， 一维谱图中 0.7 4.2ppm 部分包含猪脑组织代谢物信号， 将其强度放大 400 倍并显示在一维谱对应部分的上 方。 0027 图3为猪脑组织在同样磁场情况下利用分子间单量子相干二维J分解谱方法所获 得的结果。 具体实施方式 0028 本发明所提出的分子间单量子二维 J 分解谱方法能够克服核磁共振波谱仪上磁 场不均匀以及组织样品内部磁化率不均匀效应的影响而获得高分辨率二维 J 分解谱， 省去 了人工匀场操作， 为生物组织代谢物以及复杂化学样品分析提供一种简便有效。
33、的方法。本 发明具体实施过程中的各个步骤如下 ： 说 明 书 CN 103885013 A 7 5/6 页 8 0029 步骤 1， 常规一维谱的采样 0030 首先用核磁共振谱仪自带的常规一维脉冲序列 （即一个非选择性 /2 射频脉冲 作用之后紧跟着信号采样） 采样得到一张一维谱， 由一维谱获得谱线的线宽， 线宽值反映了 磁场均匀性情况， 同时这一线宽值也为谱宽参数设置提供依据。 0031 步骤 2， 脉冲序列的导入 0032 在核磁共振谱仪操作台上， 打开谱仪相应的操作软件， 导入事先编译好的分子间 单量子二维 J 分解谱脉冲序列 （如图 1 所示） ， 选择特定的实验区， 然后调入上述脉。
34、冲序列， 为下一步操作做准备。 0033 步骤 3， 分子间单量子二维 J 分解谱脉冲序列参数设置 0034 首先打开该脉冲序列的各个相关模块， 包括分子间单量子相干信号选择模块、 间 接维演化期 t1模块、 间接维演化期 t2模块、 直接维采样期 t3模块。接着根据检测样品实际 情况设置相应的实验参数， 包括直接维谱宽 SW， 第一间接维谱宽 SW1， 第二间接维谱宽 SW2， 采样时间 at， 间接维演化期 t2的点数 ni2， 固定延时 2， /2 和 非选择性矩形脉冲时 间， (/2)I选择性高斯脉冲时间， sinc 形状绝热 脉冲的时间， 线性相干梯度场强度及其 作用时间、 空间编码。
35、梯度场强度及其作用时间， 空间解码梯度场强度及其作用时间。其中， 空间编码解码梯度和 sinc 形状绝热 脉冲的设置可参考步骤 1 常规一维谱所获得线宽 值。 0035 步骤 4， 分子间单量子二维 J 分解谱脉冲序列数据采样 0036 有别于常规二维 J 分解谱方法或其他谱学序列， 本发明可跳过样品的匀场过程， 直接执行设置好的脉冲序列， 进行数据采样。 每一次序列执行过程中， 首先序列延迟一段RD 的时间， 目的是为了让磁化矢量弛豫恢复过来 ； 接着， 脉冲序列的各个模块依次对样品进行 作用演化， 即选择出相应的分子间单量子相干信号， 在间接维演化期 t1编码过程进行信号 演化， 在间接维。
36、演化期 t2按照特定的时间增量进行信号演化， 最后在直接维采样期 t3进行 空间解码采集信号 ； 上述序列执行过程只是对一次的间接维 t2点数的采样， 对于一个整个 三维数据需要对上述序列执行过程重复 ni2 次。数据采样完成后， 执行下一步骤， 否则继续 采样直到采样完成。 0037 步骤 5， 数据后处理 0038 数据采样完成后， 进行相关的数据后处理， 首先是对所获得的三维数据进行一次 三维傅里叶变换， 即获得一个初始三维图， 然后再对这个三维图实施一次三维旋转处理， 这 一过程是沿 F1-F3 平面方向上逆时针旋转 45， 最后， 对所处理的三维图进行一次沿 F2 和 F3 维的二维。
37、累积投影， 即获得高分辨二维 J 分解相关谱。 0039 以下给出具体实施例 ： 0040 将这一新的方法扫描了一种生物组织作为一个实施例， 用这个具体的实施例来验 证本发明的在不均匀磁场环境下特别是在生物组织中应用的可行性。实验所采用的样品 是猪脑组织， 实验测试是在一台 Varian500MHz NMR 谱议 (Varian,Palo Alto,CA) 下进行， 整个实验过程没有进行人为的匀场操作。按照上述分子间单量子二维 J 分解谱方法的操作 流程， 首先用常规简单的一维脉冲序列采样得到一张一维谱， 采样时间为 2s， 结果如图 2 所 示， 从这张一维谱可以获得谱线线宽为 120Hz。。
38、由于直接对样品采样没有进行匀场操作， 磁 场均匀性较低。 对一维谱0.74.2ppm包含脑组织代谢物的部分进行信号强度400倍的放 说 明 书 CN 103885013 A 8 6/6 页 9 大， 可以看出代谢物信号峰仍然无法分辨。 另外， 强大的水峰信号也进一步阻碍了谱图的分 析。接着， 导入编译好的如图 1 所示分子间单量子二维 J 分解谱脉冲序列， 打开脉冲序列的 各个相关模块， 包括分子间单量子相干信号选择模块、 间接维演化期 t1模块、 间接维演化期 t2模块、 直接维采样期 t3模块， 设置实验参数， 具体对于本实施例所采用的样品， 其实验参 数设置如下 ： 直接维谱宽 SW 为。
39、 3000Hz， 第一间接维谱宽 SW1 为 200Hz， 第二间接维谱宽 SW2 为 60Hz， 采样时间 at 为 0.4s， 间接维演化期 t2的点数 ni2 为 40， 脉冲延迟时间 RD 为 2s， /2 和 非选择性矩形脉冲时间为 10s 和 20s， (/2)I选择性高斯脉冲宽度为 6ms,sinc 形状绝热脉冲的时间为10ms,2为60ms， 线性相干梯度场强度和时间分别为0.1T/m和 1.2ms， 空间编码梯度场强度和时间分别为 0.039T/m 和 10ms， 空间解码梯度场强度和时间 分别为 0.042T/m 和 0.13ms。跳过匀场过程直接点击开始， 执行设置好的序。
40、列， 每一次序列 执行过程， 就可以得到一次的间接维 t2点数的所对应信号， 对这个样品信号采样要重复 40 次， 整个采样时间为 80s。 0041 数据采样完成后， 按照上述步骤 5 的处理过程对所获得的数据进行后处理， 先做 一次三维傅里叶变换， 得到一个初始三维图， 对这个三维图实施一次三维旋转处理， 得到处 理过的三维图。在这处理过的三维图中， F2 维和 F3 维共同构成了二维 J 分解谱信息， 且不 均匀磁场增宽的影响消除， 沿着 F1 维和 F3 维进行二维累积投影就可以获得本实施例的高 分辨率二维 J 分解谱， 最终结果如图 3 所示， 从中可以看出， 即使组织内部磁化率不均匀以 及磁场不理想的情况下， 本发明能够使二维 J 分解谱沿化学位移维的线宽由 120Hz 降低到 20Hz， 这有利于代谢物信号归属 ； 沿J偶合维的线宽由120Hz降到3Hz， 这有利于代谢物J偶 合信息的检测。由此可见， 利用本发明所述的方法能够在猪脑组织中恢复出高分辨率二维 J 分解谱信息， 各种代谢物归属以及 J 偶合信息都可以获得， 并且溶剂峰也得到有效抑制。 说 明 书 CN 103885013 A 9 1/1 页 10 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103885013 A 10 。