Détection et traitement de signaux RMN en champ inhomogène

par Gaël Le Bec

Thèse de doctorat en Signal, image, parole, télécoms

Sous la direction de Kosai Raoof et de Jean-Paul Yonnet.

Soutenue en 2007

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Les expériences de résonance magnétique nucléaire (RMN) sont généralement réalisées dans des champs magnétiques très élevés et très homogènes. Cependant, des systèmes portables sont apparus ces dernières années. Ces systèmes permettent de faire des mesures de relaxométrie. Si les champs magnétiques statique et radiofréquence (RF) sont corrélés, il est également possible d'acquérir des spectres RMN. Si le champ magnétique statique est inhomogène, l'excitation de l'échantillon et la réception du signal doivent être large bande. Plusieurs séquences d'excitation ont été étudiées, dans le cadre d'applications RMN portables. L'utilisation d'impulsions modulées en fréquence permet de minimiser la puissance instantanée émise par le système. Une modélisation des signaux d'échos de nutation permet d'évaluer l'effet des défauts de corrélation entre les champs statique et RF. A la réception, si la fréquence de résonance n'est pas stable (la polarisation des aimants varie avec la température), la représentation des signaux d'écho dans le plan temps-fréquence permet d'améliorer le rapport signal sur bruit. Une solution permettant de générer deux champs magnétiques perpendiculaires et corrélés a été proposée. Cette solution, basée sur le théorème de rotation de l'aimantation, est valable pour des systèmes infiniment longs. L'influence des effets de bord et de plusieurs imperfections a été étudiée. Une sonde RMN portable a été construite ; cette sonde mesure 8x3x1. 5 cm3. Des premiers signaux ont été obtenus avec cette sonde. Enfin, un spectromètre RMN existant a été adapté à des application RMN portable. Des préamplificateurs ont été construits et un nouveau logiciel de commande, plus souple, a été développé. Ce spectromètre a permis d'obtenir des signaux RMN en champ magnétique inhomogène


  • Résumé

    Nuclear Magnetic Resonance (NMR) experiments are commonly done in highly homogeneous magnetic fields. However, portable systems appeared few year ago. Such systems are used for relaxometry experiments, and should be used for spectrometry if the radiofrequency and the static magnetic field are correlated. In inhomogeneous magnetic fields, the sample must be excited by wideband pulse sequences. Excitation sequences for portable applications have been studied. Chirp pulses may be employed to reduce the RF power. A modelisation of nutation echo signal is useful to evaluate the effect of miscorrelation errors. If the resonance frequency is not well known (this may occurs if the magnet polarization is temperature dependent), the signal-to-noise ratio of the receiver may be increased by a time-frequency representation of the echo signal. A magnetic system, which creates two correlated and perpendicular magnetic fields, has been designed. This system is based on the easy axis rotation theorem. The influence of end effects and imperfections has been studied. A portable probe has been constructed; the probe measures 8x3x1. 5 cm3. Preliminary NMR signals have been obtained with this probe. A NMR spectrometer has been modified for portable NMR applications. Low noise preamplifiers have been constructed and a control software has been developed. NMR signals have been obtained in inhomogeneous magnetic fields with this spectrometer

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Informations

  • Détails : 1 vol. (123 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 119-123

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS07/GRE1/0129/D
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  • Cote : TS07/GRE1/0129
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