最佳化後的樣品訊號做比較,從 FID 可以明顯看到經過最佳化的樣品 訊號有顯著的提升,如圖 4.6。我們再將其兩者的頻譜做訊雜比比較,
最佳化後的頻譜訊雜比為 222 比原系統的訊雜比 191 提升了 16.2%,
如圖 4.7,而在下一小節會提到訊雜比的提升對於我們的造影及造影 所需的時間有將有極高的幫助。
240 匝 315 匝 408 匝 540 匝 612 匝 765 匝
電阻(Ω) 6.3 8.5 10.7 14.1 16.2 19
自感(mH) 1.11 2.36 3.95 6.93 9.77 13.0 表二 各匝數輸入線圈之電阻及自感量
圖4.1 不同輸入線圈匝數及SQUID holder由左至右分別為315、
408、540、612及765匝
圖4.2 核磁共振實驗波序
圖4.3 不同輸入線圈匝數之核磁共振訊號
200 400 600 800
Magnetic Field (G)
0 100 200 300
S N R
圖4.4 不同輸入線圈匝數之訊雜比
(a) (b)
圖4.4 訊雜比頻譜分析取法示意圖(a)訊號取法(b)雜訊取法
圖4.6 10毫升去離子水原系統與輸入線圈最佳化後的核磁共振訊號
(a) (b)
圖4.7 (a)原系統與輸入線圈(b)最佳化後之頻譜及訊雜比
4-2 磁通轉換輸入線圈最佳化之造影比較
在經過輸入線圈的最佳化後,我們提高了系統的訊雜比。接下來 我們用反投影成像(Back Projection Imaging)來直接比較影像的訊雜比 是否也有隨之提升。而我們的樣品為去離子水,如圖 4.8。在實驗參 數上我們的預極化磁場為 507 Gauss,樣品極化時間為 5 秒接著利用 改變梯度磁場方向的分量,使其分量合成任意角度的梯度磁場,角度 每 5 度做一次,共 36 個角度。在這次的比較裡原系統的影像每個角 度的訊號平均十次。在成像的過程中我們取出九十度時的 Gradient echo 之頻譜圖,並分析其訊雜比,藉由頻譜得知在最佳化後的訊雜比 為 78.9 而原系統為 17.2。而經過反投影後的成像結果,我們將影像 結果的中間無訊號部分取其亮度值與有水樣品部分亮度值做訊雜比 的分析比較,在最佳化後的影像訊雜比為 23 也高於原系統影像訊雜 比 22,如圖 4.10。
18 mm
4 mm
18 mm
6 mm 8 mm
18 mm 2 mm 3 mm
3 cm
圖4.8 測試樣品英文字母E
(a) (b)
圖4.9 原系統與輸入線圈最佳化後之Gradient echo頻譜及訊雜比
(a) (b)
圖4.10 (a)原系統與輸入線圈(b)最佳化後之造影結果及訊雜比
4-3 提高預極化磁場之訊雜比比較
0 500 1000 1500 2000
Magnetic Field (Gauss)
0 400 800
S N R
在本研究中選擇 1197 Gauss 的預極化場來做之後的造影比較。
圖4.11 各預極化磁場下之核磁共振訊號
圖4.12 各預極化磁場下之訊雜比
4-4 提高預極化磁場之造影比較
再經過輸入線圈最佳化後的比較後,將造影預極化磁場從原本的 507 Gauss 提高到 1197 Gauss,而造影的方法、參數及樣品同 4-2 小 節。而在平均次數上我們從每角度訊號平均五次降低到平均三次,此 作法是希望能夠在更短的時間完成造影。接著取某角度時的 Gradient echo 之頻譜圖,並分析其訊雜比,如圖 4.13,從訊雜比上可以看到提 高預極化場的頻譜訊雜比為 53 又比原先的訊雜比 41.7,而在影像的 訊雜比也從原本的 34.9 提高到 79.8,如圖 4.14。在造影時間上,在 原本 36 個角度每角度做十次後平均的造影時間為 126 分鍾,而在這 一系列的優化後我們每角度只須平均三次而造影時間也縮短到 16 分 鍾。
(a) (b)
圖 4.13 (a)預極化磁場507 Gauss與(b)1197 Gauss之Gradient echo頻 譜及訊雜比
(a) (b)
圖4.14 (a)預極化磁場507 Gauss與(b)1197 Gauss之造影結果及訊雜 比
4-5 系統造影三維解析度分析
在一連串的系統改進後,回到系統未來的應用端,除了樣品的 T1/T2
等特性量測外最重要的還是生物造影。所以在這小節利用七根水柱來 測試在造影上的影像解析度。在實驗波序上,預極化磁場為 1197 Gauss,極化時間三秒,角度每 5 度做一次,共 36 個角度。而在這七 根水柱的液面高分別為 14 mm、12 mm、10 mm、8mm、6 mm、4 mm 及 2 mm,藉此可以從影像判斷及確定系統在第三維度 Y 軸的解析度。
從結果圖中,如圖 4.15,我們可以看到這七根水柱的影像隨著液面高 到 2 mm 時,依舊可以看到細微的影像,而在 4~14 mm 的樣品影像中 可以清楚看到水柱影像。而水柱水與水柱之間的間距為 2 mm 所以在 二維的解析度上我們的系統也可以達到 2 mm × 2 mm × 2 mm,圖中 取各水柱影像與間隔的無影像部分做訊雜比分析,在 SNR 上可以看 到隨著水柱液面的遞減在最小的 2 mm 的訊雜比還有 7 的訊雜比值。
如圖 4.16。
(a) (b)
圖4.15 (a)樣品示意圖(b)樣品成像結果
圖4.16 不同樣品液面高度之訊雜比分析比較