Специализированный выпуск по материалам V Международной конференции ''Физика - наукам о жизни'' Санкт-Петербург, 15-19 октября 2023 г.
Технология медицинского мониторинга и визуализации
Особенности исследования конденсированных сред методом ядерного магнитного резонанса по временам релаксации $T_1$ и $T_2$
В. В. Давыдовab,
А. А. Гольдбергa,
Р. В. Давыдовac,
В. И. Дудкинb,
М. А. Якушеваa a Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 195251 Санкт-Петербург, Россия
b Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, 193232 Санкт-Петербург, Россия
c Алферовский университет, 194021 Санкт-Петербург, Россия
Аннотация:
Рассмотрены особенности определения времен продольной
$T_1$ и поперечной
$T_2$ релаксации в конструкциях ЯМР релаксометров для измерения параметров конденсированной среды, которая находится как в стационарном, так и в текущем состоянии. Отмечены преимущества использования модуляционной методики для регистрации сигнала в ЯМР расходомерах-релаксометрах и малогабаритных ЯМР релаксометрах для экспресс-контроля конденсированных сред по сравнению с другими методами, применяемыми для их регистрации. Экспериментально доказано, что полученное соотношение для определения
$T_1$ из уравнений Блоха с использованием приближений имеет ряд ограничений по применению как для текущей, так и для стационарной конденсированной среды. Установлено, что данные ограничения связаны как с техникой регистрации сигнала ЯМР, так и с возможностью формировать сигналы ЯМР для различных частот модуляции поля
$H_0$, амплитуды которых будут отличаться между собой за пределами погрешности их измерения. Проведено исследование соотношения для определения
$T_1$ и доказано, что в некоторых случаях с использованием результатов двух измерений амплитуд сигнала ЯМР невозможно получить значение
$T_1$. При этом сигналы ЯМР от конденсированной среды в этих случаях регистрируются, а сама среда обладает временами релаксации
$T_1$ и
$T_2$. Установленное в результате исследований соотношение (более 5) между частотами модуляции поля H0, выполнение которого обеспечивает достоверное определение значения
$T_1$, позволяет исключить ошибки при проведении исследований в конденсированных средах методом ЯМР.
Ключевые слова:
ядерный магнитный резонанс, жидкость, конденсированная среда, модуляционная методика, сигнал ЯМР, ядерно-магнитный расходомер-релаксометр, уравнения Блоха, времена релаксации $T_1$ и $T_2$, частота модуляции, погрешность измерения. Поступила в редакцию: 22.10.2023
Исправленный вариант: 19.06.2024
Принята в печать: 19.06.2024
DOI:
10.61011/JTF.2024.09.58665.268-23