CS269568B1 - působ merania homogenity magnetického póla . tomografu na principe magnetické) rezonancie - Google Patents

Description

CS 269 56Θ B1 1

Vynález sa týká spůsobu merania homogenity magnetického póla tomografu na pnincípemagnetickej rezonancie. K najdůležitejším požiadavkám kladeným na magnety určené pře NMR tomografiu, resp.spektroskopiu, patří vysoká homogenita stacionárneho magnetického pofa v mieste skúmanéhoobjektu. Obvyklou požiadavkou je, aby homogenita magnetického póla dosahovala hodnotu10"5 až 10"6. Z tohto důvodu meranie homogenity stacionárneho magnetického poTa v súčin-nosti s nastavováním cievkových segmentov elektromagnetu, resp. prúdového magnetickéhokorekčného systému patří k časovo najnáročnejším a najpracnejSím činnostiam při stavběkaždého NMR zobrazovacieho komplexu.

NajznámejSie spůsoby merania homogenity magnetického póla využívajú sondu NMR a mag-netická indukcia sa meria bod po bode. Tento spůsob je vSak časovo velmi náročný a pokusyurýchlif meranie zvačšením počtu simultánně pracujúcich meracích sond viedli k nepři-měřenému zvyšovaniu zložitosti meracieho zariadenia a v praxi sa neuplatnili. Z tohto dů-vodu boli vyvinuté metody zobrazovania rozloženia magnetickej indukcie v dvojrozměrných,resp. v trojrozměrných objektoch súčasne, bez akéhokolvek pohybu sondy.

Tieto metody sú založené na metodách NMR zobrazovania. Využívajú skutočnosť, žepriestorovo zakódovaný signál jadrovej magnetickej rezonancie obsahuje informáciu nie-len o hustotě rezonujúcich jadier, ale aj o nežiadúcich zložkách magnetického póla.Ooteraz známe spůsoby merania homogenity magnetického póla pomócou NMR zobrazovania vy-žadovali okrem 90° budiaceho vysokofrekvenčného impulzu aj 180° širokopásmový impulz.

Použitie 180° širokopásmového impulzu je však podmienené inštaláciou vysielača s výkonom2 3 10 - 10 W, čo sl vyžaduje nielen vyášie cenové nároky na merací systém ale aj dodržia- vanie přísných bezpečnostných predpisov už při inštalácii NMR tomografu do prevádzky.

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje spůsob merania homogenity magne-tického póla tomografu na principe magnetickej rezonancie podlá vynálezu, ktorého pod-stata spočívá v tom, že fantom v tvare úzkého valca naplněného vodou, vyjádrujúceho skú-manú rovinu stacionárneho magnetického póla s podstavou kolmou na os z, pričom os z jerovnoběžná so smerom stacionárneho magnetického póla sa podrobí aplikácii budiaceho vy-sokof rekvenčného impulzu a sekvencii ortogonálny.ch gradientných magnetických polí v sme-re osi x a v smere osi y v piatich po sebe idúcich časových intervaloch, pričom v prvomintervale sa spinový systém vybudí devafdesiat stupňovým vysokofrekvenčným impulzom,v druhom časovom intervale sa nechá spinový systém vyvíjaf len pod vplyvom stacionárnehomagnetického póla, v trefom intervale sa na spinový systém aplikuje konštantné gra-dientově magnetické pole v smere osi x a v smere osi y, pričom vo štvrtom intervale savytvoří splnové echo konštantným gradientným magnetickým pofom v smere osi x opačnej po-larity ako v treťom intervale, pričom v platom intervale sa nechajú doznieť relaxačnědeje spinového systému a po uplynutí piateho intervalu sa meracia sekvencia opakuje přizmenenej dížke druhého intervalu, alebo při zmenenej amplitúde konštantného gradientnéhomagnetického pol’a v smere osi y tak, že pre každú hodnotu dížky druhého intervalu sa us-kutočnia merania spinových ech pře celý zvolený interval amplitúd gradientného magne-tického póla v smere ,osi y, pričom získaná matica spinových ech sa usporiada v jednomsmere podlá rastúceho druhého časového intervalu a v druhom smere podlá rastúcej ampli-túdy gradientného magnetického pofa v smere osi y, pričom rozloženie magnetického pol’a sazíská vyhodnotením výslednej trojrozměrněj matice, získanej trojrozměrnou Fourierovoutransformáciou nameranej matice spinových ech. Výhodou popísaného spůsobu merania homogenity magnetického pofa tomografu na prin- cipe magnetickej rezonancie je v tom, že umožňuje rýchlo a s vysokou presnosťou merať ho- mogenitu magnetického póla NMR tomografu bez použitia 180° širokopásmového vysielacieho impulzu. Znižujú sa tým nároky na přístrojové vybavenie meracieho komplexu, znižuje sa pracnosť inštalácie elektromagnetu, resp. pracnost při servisnej kontrole, čo vo svojich 2 CS 269 568 B1 dósledkoch vedie aj k zéfektívneniu prevádzky celého znbrazovacieho systému.

Na pripojenom výkrese je schematicky znázorněný postup spůsobu merania homogpnitymagnetického póla tomografu na principe magnetickej rezonancie, kde na obr. 1 je znázor-něné umiestnenie fantomu na meranie homogenity magnetického póla a na obr. 2 je znázor-něná meracia postupnost popisovaného spčsobu merania homogenity stacionárneho magnetic-kého póla tomografu.

Pri spfisobe merania homogenity magnetického póla tomografu na principe magnetickejrezonancie sa využívá účinok fantomu _i v tvare úzkého valca hrůbky δ z,, ktorý je naplněnývodou. Takto fantom _1 vyjadřuje skúmanú rovinu stacionárneho magnetického póla jj.Podstava fantomu χ je kolmá na os z., přitom os z je orientovaná v smere stacionárnehomagnetického póla 8. Pri tomto spfisobe merania sa využívá postupnost periodicky sa opakujúcich piatich časových intervalov 1, II. III, IV. V. V prvom intervale χ sa spinovýsystém fantomu vybudí deváťdesiat stupňovým vysokofrekvenčným impulzom Bj. V druhom in-tervale II sa nechá spinový systém vyvljať len pod vplyvom stacionárnehymagnetického poZa 8 a v treťom intervale III sa spinový systém podrobí aplikácii konštantných ortogo-nálnych gradientných magnetických poli Gx, Gy. V Stvrtom intervale IV sa vytvoří spinovéecho SE konštantným gradientným magnetickým polom Gx, ktorého polarita je opačná akov treťom intervale ,ΙΙΙ. V piatom intervale V sa nechajú doznieť relaxačně deje spinovéhosystému.

Meraná rovina magnetického poZa sa vyjadřuje fantómom, napr. v tvare úzkého valca hrůbky &z naplněného vodou. Fantom sa v magnetickom poli umiestni tak, že podstava valca je kolmá.na směr osi z, t. j. na směr stacionárneho magnetického póla. V prvom intervale χ sa spinový systém, v naSom případe jadrá lH, vybudí deváťdesiat stupňovým budiacim vysokofrekvenčným impulzom B^. V druhom intervale II sa nechá spinový systém vyvíjať len pod vplyvom skúmaného stacionárneho magnetického póla V tretom intervale III sa spinový systém podrobí gradientným magnetickým poliam G a G . Poznamenáváme,x y že poradie druhého II a tretieho III intervalu je zaměnitelné. Vo Stvrtom intervale IV•a spinové echo SE vytvára konštantným gradientným magnetickým polom (3χ. Spinové echosa v priebehu štvrtého intervalu IV snímá, resp. detekuje, vzorkuje a ukládá do památepočítača. V piatom intervale V sa nechajú doznieť relaxačně deje. Celá meracia sekvenciasa potom opakuje při zmenenej amplitúde konStantného gradientného magnetického pólaGy. Po vyčerpaní všetkých amplitúd Gy, určených zo vzorkovacieho teorému, sa ďalšia sku-pina spinových ech SE získá analogickým spčsobom při zmenenej dížke*druhého intervalu IIKrok změny dížky druhého intervalu II je konštantný a možno ho opat určit pomocou vzcr-.kovacieho teorému. Získaná sústava spinových ech SE sa usporiada do priestorovej maticev jednom smere podZa rastúcej amplitúdy gradientného magnetického póla Gy a v druhomsmere podlá rastúcej dížky druhého intervalu II. Takto usporiadaná matica spinových echsa potom podrobí trojrozmernej Fourierovej transformácii. Rozloženie magnetickej induk-cie v skúmanej. rovině sa potom získá vyhodnotením distribúcie spinovej hustoty vo vý-slednej pretransformovanej matici analogickým spčsobom, ako u ostatných metod tejtotriedy.

Spčsob merania homogenity magnetického poZa tomografu na principe magnetickej re-zonancie možno využit pri nastavovaní, alebo revíznej kontrole zdroja magnetického pólazobrazovacích systémov založených na principe jadrovej magnetickej rezonancie.

Claims (1)

1. CS 269 568 B1 3 PREOMET VYNÁLEZU Spósob merania homogenity magnetického póla tomografu na principe magnetickej re-zonancie vyznačujúci sa tým, že fantom (I) v tvare úzkého valca naplněného vodou, vy-jadrujúceho skúmanú rovinu stacionárneho magnetického póla (B) s podstavou kolmou naos z, pričom os z je rovnoběžná so smerom stacionárneho magnetického póla (B) sa pod-robí aplikácii budiaceho vysokofrekvenčného impulzu (B^) a sekvencii ortogonálnych gra- dientných magnetických polí (G ) v smere osi x a (G ) v smere osi y v piatich po sebex y idúcich časových intervaloch (I), (II), (III), (IV), (V), pričom v prvom intervale (I)sa spinový systém vybudí deváfdesiat stupňovým vysokofrekvenčným impulzom (B^), v dru-hom časovom intervale (II) sa nechá spinový systém vyvíjaf len pod vplyvom stacionár-neho magnetického póla (B), v treťom intervale (III) sa na spinový systém aplikuje kon-stantně gradientné magnetické pole (G ) v smere osi x a (G ) v smere osi y, pričom vo x y štvrtom intervale (IV) sa vytvoří spinové echo (SE) konštantným gradientným magnetickýmpolom (Gx) v smere osi x opačnej polarity ako v treťom intervale (III), pričom v piatomintervale (V) sa nechajú doznieť relaxačně deje spinového systému a po uplynutí piatehointervalu (V) sa meracia sekvencia opakuje při zmenenej dížke druhého intervalu (II),alebo při zmenenej amplitudě konštantného gradientného magnetického póla (Gy) v smereosi y tak, že pře každú hodnotu dížky druhého intervalu (II) sa uskutočnia merania spi-nových ech pře celý zvolený interval amplitúd gradientného magnetického póla (Gy) vsmere osi y, pričom získaná matica spinových ech sa usporiada v jednom smere podlá ras-túceho druhého časového intervalu (II) a v druhom smere podlá rastúcej amplitudy gradientněho magnetického póla (Gy) v smere osi y, pričom rozloženie magnetického póla sa získávyhodnotením výslednej trojrozměrněj matice, získanej trojrozměrnou Fourierovou trans-formáciou nameránej matice spinových ech. 1 výkres