一种带外部锁场通道的小型化核磁共振射频探头设计

摘要：

温度漂移是影响桌面式核磁共振波谱仪测量精度的一个重要因素,在探头中添加锁场线圈实现场频联锁是抑制温度漂移的常用手段.本文基于实验室紧凑型Halbach磁体,设计了一套带有外部锁场功能的双通道探头.针对目标区域,使用COMSOL仿真对比了螺线管线圈、鞍形线圈和亥姆霍兹线圈的磁场均匀性、信噪比和品质因数,发现螺线管线圈具有最佳综合性能.进一步针对螺线管线圈结构,对线圈直径、高度、匝数、匝间距以及漆包线半径进行了仿真优化,得到漆包线半径为 0.4 mm、线圈直径和高度为 8.2 mm、匝间距为1.6 mm、匝数为5 是最优螺线管尺寸.基于仿真结果,制作了探头实物,并配合外围电路进行测试.结果表明,两个线圈通道之间串扰较小,信号检测通道信噪比达到 50 以上,锁场通道信噪比达到20 以上.锁场实验结果表明,添加锁场后整体系统的频率漂移约为 0.2 ppm/h(1 ppm=10-6),验证了此探头设计可用于基于紧凑型Halbach磁体的磁共振设备.

关键词：核磁共振(NMR)、线圈优化、双通道探头、锁场

所属期刊栏目：40

分类号：O482.53(固体物理学)

资助基金：中国科学院磁共振技术联盟项目;山东省自然科学基金青年项目

在线出版日期：2023-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：332-340