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研究生：	許家豪
論文名稱：	可攜式光激發3He超極化氣體於低場磁振造影之特性研究
指導教授：	廖書賢 Liao, Shu-Hsien 楊鴻昌 Yang, Hong-Chang
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	光電工程研究所 Graduate Institute of Electro-Optical Engineering
論文出版年：	2014
畢業學年度：	102
語文別：	中文
論文頁數：	68
中文關鍵詞：	光激發氦-3 、極化氣體運送裝置、SQUID 、Low Field NMR&MRI
論文種類：	學術論文
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本研究運用“高純度極化氣體填充系統”設計了3He仿體極化光學腔，並架設“光激發3He與低場核磁共振系統”，主要是經由數據擷取卡(DAQ)整合雷射系統、加熱系統和磁場等裝置，穩定的將3He極化並測量磁共振訊號。由於在低場下測量磁共振訊號，我們結合了極高靈敏度的“ 超導量子干涉儀元(Superconducting Quantum Interference Device ; SQUID)”來當作接收訊號感測器，增加系統靈敏度與精準度，並與傳統的法拉第接收線圈做比較，有效提高影像的清晰度。為了將極化過的3He運送到其他地區有利於應用的可能性，我們設計了一台“可攜式極化氣體運送裝置”，有助於在運送超極化3He氣體時，降低外在環境影響，並測量其極化保存的數量，有效的提高縱向鬆弛時間(T1)。

第一章    緒論..............................................1
第二章    實驗原理...........................................4
2-1 核磁共振原理.............................................4
2-1-1 Larmor頻率...........................................4
2-1-2波茲曼分布理論與磁矩強度.................................7
2-1-3 B1脈衝...............................................8
2-1-4 自由感應衰減(Free Induction Decay)....................9
2-1-5 縱向鬆弛與橫向鬆弛....................................10
2-2 磁振造影原理...........................................13
2-3 光激發銣原子之自旋交換原理................................17
2-3-1 銣原子的光譜..........................................17
2-3-2 光激發（Optical Pumping）銣電子.......................18
2-3-3 Rb與3He之自旋交換作用.................................19
2-4 極化量計算原理..........................................20
第三章    實驗架構與實驗流程..................................24
3-1光學腔體製作.............................................24
3-1-1光學腔體設計...........................................24
3-1-2 高純度極化氣體填充管路系統..............................26
3-1-3 光學腔體的製作流程.....................................27
3-2 光激發3He與低場核磁共振系統架構介紹........................31
3-2-1 雷射系統.............................................31
3-2-2 加熱系統.............................................32
3-2-3 磁場系統.............................................33
3-2-4 NMR和MRI量測系統.....................................36
3-3超導量子干涉儀量測超極化3He氣體之可移動式低場核磁共振系統架構介
   紹.....................................................39
3-4可攜式極化氣體運送裝置架構介紹..............................41
3-5實驗流程................................................44
第四章    實驗結果與數據討論..................................47
4-1 3He極化率計算..........................................47
4-2 環境中均勻磁場最佳化後對NMR訊號影響之比較...................49
4-3 改變B1 pulse大小和量測時間對NMR訊號影響之比較..............52
4-4 仿體核磁共振造影........................................53
4-4-1 法拉第感線圈之磁振造影.................................53
4-4-2 超導量子干涉儀之磁振造影................................56
4-5可攜式極化氣體運送裝置對NMR和MRI之影響......................58
4-5-1溫度對3He極化氣體縱向鬆弛時間的影響.......................58
4-5-2銅網屏蔽和B均勻磁場對運送3He極化氣體縱向鬆弛時間的影響.......60
4-5-3 有無使用運送裝置之SQUID磁振造影比較......................62
4-5-4使用運送裝置戶外移動之SQUID磁振造影.......................64
第五章    結論.............................................66
Reference.................................................67

                                

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