DE102007045172B3 - Magnetic resonance tomography system operating method for patient, involves carrying out physiological synchronized compensation-measurement-sequence before metrological detection of spin-echo-signals for determination of organ position - Google Patents

Magnetic resonance tomography system operating method for patient, involves carrying out physiological synchronized compensation-measurement-sequence before metrological detection of spin-echo-signals for determination of organ position Download PDF

Info

Publication number
DE102007045172B3
DE102007045172B3 DE200710045172 DE102007045172A DE102007045172B3 DE 102007045172 B3 DE102007045172 B3 DE 102007045172B3 DE 200710045172 DE200710045172 DE 200710045172 DE 102007045172 A DE102007045172 A DE 102007045172A DE 102007045172 B3 DE102007045172 B3 DE 102007045172B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spin
echo
pulse
magnetic field
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200710045172
Other languages
German (de)
Inventor
Uwe Dr.-Ing. Heinrichs
Thoralf Prof. Dr. Niendorf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Max Delbrueck Centrum fuer Molekulare in der Helmholtz Gemeinschaft
Original Assignee
Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH filed Critical Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority to DE200710045172 priority Critical patent/DE102007045172B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007045172B3 publication Critical patent/DE102007045172B3/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/567Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution gated by physiological signals, i.e. synchronization of acquired MR data with periodical motion of an object of interest, e.g. monitoring or triggering system for cardiac or respiratory gating
    • G01R33/5676Gating or triggering based on an MR signal, e.g. involving one or more navigator echoes for motion monitoring and correction
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A61B5/7207Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/5607Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reducing the NMR signal of a particular spin species, e.g. of a chemical species for fat suppression, or of a moving spin species for black-blood imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/563Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution of moving material, e.g. flow contrast angiography
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7285Specific aspects of physiological measurement analysis for synchronising or triggering a physiological measurement or image acquisition with a physiological event or waveform, e.g. an ECG signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/5602Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by filtering or weighting based on different relaxation times within the sample, e.g. T1 weighting using an inversion pulse
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • G01R33/5615Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE]
    • G01R33/5617Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE] using RF refocusing, e.g. RARE
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/565Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
    • G01R33/56509Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities due to motion, displacement or flow, e.g. gradient moment nulling

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

The method involves impressing susceptibility dependency by echo-signals before detection of the echo-signals by an evolution period (TI) that is additionally included between a high frequency-stimulation pulse and a high frequency-rephasing pulse for developing and dephasing of transversal magnetization. A physiological synchronized compensation-measurement-sequence is carried out before metrological detection of spin-echo-signals for determination of an organ position. The spin-echo-signals are evaluated or rejected as a measuring signal depending on the determined organ position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanztomographen zur ortsaufgelösten Spinresonanzmessung an einem lebenden Objekt, welches in einem statischen Magnetfeld B0 angeordnet wird, wodurch sich eine Ausrichtung der Spins des Objektes und eine longitudinale Nettomagnetisierung Mz entlang der Magnetfeldrichtung Z ergibt, wobei mittels wenigstens eines Hochfrequenzanregungsimpulses in Resonanz eine Auslenkung der Nettomagnetisierung um einen gewünschten Flip-Winkel erzeugt wird, bei dem eine transversale Magnetisierungskomponente Mxy erzeugt oder geändert wird, deren T2*-Relaxation zur Durchführung suszeptibilitätsgewichteter Messungen erfasst wird, wobei der Ort des dabei messtechnisch erfassten Volumenelementes (Voxel) des Objektes-durch mehrere, zumindest zeitweise dem statischen Magnetfeld B0 überlagerte Gradientenmagnetfelder bestimmt wird und wobei der Start und/oder Vorbereitungssequenzen einer Messung an eine erfasste physiologische Bewegung synchronisiert wird/werden.The The invention relates to a method for operating a magnetic resonance tomograph to the spatially resolved Spin resonance measurement on a living object, which is in a static Magnetic field B0 is arranged, resulting in an alignment of the Spins of the object and a longitudinal net magnetization Mz along the magnetic field direction Z results, by means of at least a high frequency excitation pulse in resonance a deflection of the Net magnetization around a desired flip angle is generated in which a transverse magnetization component Mxy created or changed whose T2 * relaxation is susceptibility-weighted for performance Measurements is recorded, the location of the thereby metrologically detected Volume element (voxel) of the object-by several, at least temporarily superimposed on the static magnetic field B0 Gradient magnetic fields is determined and wherein the start and / or Preparation sequences of a measurement to a detected physiological Movement is / are synchronized.

Magnetresonanztomographen sind im Stand der Technik allgemein bekannt und umfassen im Wesentlichen Gradientenspulen zur Erzeugung mehrerer, insbesondere orthogonaler Magnetfelder, insbesondere in einem kartesischen Koordinatensystem, wobei üblicherweise eine Spule oder Spulenanordnung vorgesehen ist, um ein starkes statisches Magnetfeld B0 entlang einer Z-Richtung des gewählten Koordinatensystems zu erzeugen, beispielsweise mit Feldstärken von mehreren Tesla. Hierfür werden üblicherweise supraleitende Spulenanordnungen eingesetzt.magnetic Resonance Imaging are well known in the art and essentially include Gradient coils for generating a plurality, in particular orthogonal Magnetic fields, in particular in a Cartesian coordinate system, where usually a coil or coil arrangement is provided to provide a strong static Magnetic field B0 along a Z-direction of the selected coordinate system to produce, for example, with field strengths of several Tesla. For this are usually superconducting coil arrangements used.

Senkrecht sowie auch parallel zu der so erzeugten Magnetfeldrichtung B0 werden darüber hinaus weitere Spulen bzw. Spulenanordnungen vorgesehen, um zum statischen Magnetfeld senkrechte sowie auch zumindest ein dazu paralleles Magnetfeld zu erzeugen, wobei diese Magnetfelder insbesondere als Gradientenmagneffelder ausgebildet werden, d. h. also Magnetfelder, deren Magnetfeldstärke sich über eine der Koordinatenachsen ändert. Durch die Überlagerung wird so erreicht, dass sich die Resonanzfrequenz bzw. Präzessionsfrequenz der Spins abhängig von dem ortsvariablen Gesamtmagnetfeld ändert, wodurch ortsaufgelöste Messungen realisiert werden können.Perpendicular as well as parallel to the magnetic field direction B0 thus generated about that In addition, further coils or coil arrangements provided to the static magnetic field perpendicular as well as at least one parallel to it To generate magnetic field, these magnetic fields in particular as Gradientenmagneffelder be formed, d. H. ie magnetic fields, their magnetic field strength over one of the coordinate axes changes. By the overlay is achieved so that the resonance frequency or precession frequency of Spins dependent changes from the variable location magnetic field, resulting in spatially resolved measurements can be realized.

Das Messprinzip, um mit einem solchen Magnetresonanztomographen Schnittbilder durch lebende Objekte erzielen zu können, beruht darauf, dass sich die Spins, insbesondere Wasserstoffseins, des lebenden Objektes innerhalb des statischen Magnetfeldes B0 zunächst entlang der Magnetfeldrichtung und somit entlang der Z-Achse ausrichten.The Measuring principle to use such a magnetic resonance tomograph sectional images Being able to achieve through living objects is based on that the spins, especially hydrogen, of the living object within the static magnetic field B0, first along the magnetic field direction and thus align along the Z axis.

Durch einen Hochfrequenzanregungspuls, der auf die sogenannte Lamorfrequenz der Spins abgestimmt ist und üblicherweise zumindest in der Amplitude und der Hüllkurve grundsätzlich programmierbar ist, kann eine Auslenkung der Spins aus ihrem Gleichgewicht erfolgen, so dass die in dem homogenen Magnetfeld B0 erzeugte Nettomagnetisierung Mz den sogenannten Flipwinkel ausgelenkt wird, so dass eine transversale Magnetisierungskomponente Mxy innerhalb der XY-Ebene des gewählten Koordinatensystems vorliegt. Hierbei ist der Flipwinkel im Wesentlichen von dem HF-Anregungsimpuls abhängig und somit auch anwendungspezifisch programmierbar.By a high-frequency excitation pulse which is at the so-called Lamorfrequenz the spins is tuned and usually basically programmable at least in the amplitude and the envelope is, a deflection of the spins can take place from their equilibrium, such that the net magnetization Mz generated in the homogeneous magnetic field B0 the so-called flip angle is deflected, so that a transverse Magnetizing component Mxy within the XY plane of the selected coordinate system is present. Here, the flip angle is essentially of the RF excitation pulse dependent and thus also application-specific programmable.

Die so erzeugte transversale Magnetisierungskomponente Mxy ist zeitlich nicht stabil und relaxiert aufgrund verschiedener Prozesse mit verschiedenen Relaxationszeiten, wobei sich die unterschiedlichen Prozesse überlagern.The thus generated transverse magnetization component Mxy is timed not stable and relaxed due to different processes with different ones Relaxation times, whereby the different processes are superimposed.

Dem einschlägigen Fachmann sind diese Prozesse bekannt und werden als T1-, T2- sowie T2*-Relaxationen bezeichnet. Hierbei entspricht die T1-Relaxation derjenigen, bei der die Magnetisierungskomponente Mxy wieder in die Richtung der Z-Achse zurückkippt, wohingegen die T2-Relaxation auf einer Dephasierung der einzelnen Spins innerhalb der XY-Ebene beruht und zu einer Abschwächung des Signals führt, welches auf der Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle beruht aufgrund der Rotation der transversalen Magnetisierungskomponente in der XY-Ebene.the relevant Those skilled in the art are well aware of these processes and are referred to as T1, T2 and T2 * relaxations designated. Here, the T1 relaxation corresponds to that at the magnetization component Mxy again in the direction of the Z-axis back flips, whereas T2 relaxation is due to dephasing of the individual Spins is based within the XY plane and leads to a weakening of the Signal leads, which is based on the radiation of an electromagnetic wave due to the rotation of the transverse magnetization component in the XY plane.

Weiterhin sind dem T2-Signalabfall Dephasierungen überlagert, die durch makroskopische und mikroskopische Magnetfeld inhomogenitäten in dem untersuchten Gewebe oder dem untersuchten Objekt gegeben sind, die also auf Unterschieden in der magnetischen Suszeptibilität des Gewebes beruhen. Die effektive Relaxationsrate, die sowohl T2-Relaxation als auch Suszeptibilitätseffekte beinhaltet, wird als T2* Relaxation bezeichnet.Farther are superimposed on the T2 signal dephasing dephasings by macroscopic and microscopic magnetic field inhomogeneities in the examined tissue or the examined object, that is to say on differences based in the magnetic susceptibility of the tissue. The effective relaxation rate, both T2 relaxation and susceptibility effects is called T2 * relaxation.

Neben der Programmierung von zumindest zeitweise wirkenden Gradientenmagneffeldern zur Erzielung einer Ortsauflösung in dem untersuchten Objekt bei der Messvorbereitung und/oder Signalauslesung, was dem Fachmann grundsätzlich hinlänglich bekannt ist, gibt es verschiedene Möglichkeiten, sogenannte Vorbereitungs- und Messsequenzen von Pulsen zur Ansteuerung der jeweiligen Spulen (Magnetfeldspulen und/oder Hochfrequenz-Spulen) zu programmieren, um selektiv die T1-, T2- oder T2*-Relaxationszeiten messtechnisch erfassbar zu machen. In diesem Zusammenhang wird auch von einer entsprechenden Wichtung bezüglich T1, T2 oder T2* bei der Messwerterfassung gesprochen.Next the programming of at least temporarily acting gradient magnetic fields to achieve a spatial resolution in the examined object during measurement preparation and / or signal readout, what the expert in principle adequately is known, there are various possibilities, so-called preparatory and measurement sequences of pulses for driving the respective coils (magnetic field coils and / or high frequency coils) to selectively select the T1-, T2- or T2 * -Relaxationszeiten make metrologically detectable. In this context is also of a corresponding weighting in terms of T1, T2 or T2 * spoken during the measured value acquisition.

Suszeptibilitätsgewichtete Messungen sind dabei von besonderem Vorteil, da diese auf Magnetfeldinhomogenitäten innerhalb des untersuchten Gewebes beruhen und somit sehr sensitiv sind für die verschiedenen möglichen Gewebearten. Diesbezügliche Messungen hingegen sind sehr fehleranfällig, so dass derartige Messungen oftmals durch messtechnische Artefakte überlagert sind, die eine Auswertung der Bilder erschweren.Susceptibility-weighted measurements are thereby of particular advantage, since these are based on magnetic field inhomogeneities within the examined tissue and thus are very sensitive to the various possible tissue types. Measurements on the other hand are very susceptible to errors, so that such measurements are often overlaid by metrological artifacts, which make evaluation of the images more difficult.

Zu den zentralen Herausforderungen der Magnetresonanz(MR)-Bildgebung des kardiovaskulären Systems gehören eine unbeeinträchtigte Reproduzierbarkeit, eine räumliche Auflösung im Millimeterbereich und insbesondere die zwingende Notwendigkeit zur detailgetreuen geometrischen Abbildung der Anatomie. Zusätzlich erfordert eine suszeptibilitätsgewichtete MR-Darstellung des kardiovaskulären Systems Bildgebungstechniken, die mit entsprechender Wirkung sehr geringe suszeptibilitätsbedingte Signalunterschiede zwischen normalen und anormalen Gewebetypen zuverlässig diagnostisch auswertbar aufnehmen, darstellen bzw. quantifizieren können. Dies erfordert:

  • – ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis
  • – eine möglichst vollständige Aufnahme des gesamten Herzens
  • – Unabhängigkeit der Bildgebungstechnik von zeitlichen Faktoren wie Aufnahmegeschwindigkeit und eingeschränkter Wiederholbarkeit
  • – die Ausschaltung unerwünschter Einflüsse durch Atembewegung, Herzbewegung, Pulsation und Blutfluss. Deshalb muss die Bildgebung zwingend mit der physiologischen Bewegung synchronisiert werden.
  • – Quantifizierbarkeit suszeptibilitätsbedingter Gewebezustände.
Central challenges of magnetic resonance (MR) imaging of the cardiovascular system include unimpaired reproducibility, spatial resolution in the millimeter range and, in particular, the compelling need for detailed geometric imaging of the anatomy. In addition, a susceptibility-weighted MR imaging of the cardiovascular system requires imaging techniques that can reliably record, display or quantify very small susceptibility-related signal differences between normal and abnormal tissue types. This requires:
  • - a high signal-to-noise ratio
  • - a complete recording of the entire heart
  • - Independence of the imaging technique of temporal factors such as recording speed and limited repeatability
  • - The elimination of unwanted influences by respiratory movement, heart movement, pulsation and blood flow. Therefore, imaging must be synchronized with the physiological movement.
  • - Quantification of susceptibility-related tissue states.

Gegenwärtig klinische eingesetzte MR-Bildgebungstechniken nutzen entweder intrinsische Kontrastmechanismen (z. B. T1- und T2-Kontrast) oder Unterschiede in der Kinetik der Kontrastmittelpassage zur Abgrenzung zwischen gesundem und erkranktem Gewebe. In kontrastmittelgestützten Studien werden vorrangig extravaskuläre paramagnetische Kontrastmittel (z. B. Gd-DTPA) bolusförmig intravenös injiziert. Nebenwirkungen der Kontrastmittel sind Gegenstand der aktuellen Diskussion über den klinischen Einsatz konstrasmittelbasierter MRT-Untersuchungen (12, 13). Je nach Art und Konzentration des Kontrastmittels bewirkt der Kontrastmitteldurchgang eine Verkürzung der T1- bzw. T2-Relaxationszeiten, die zu Änderungen in der Signalintensität führt. Zur Abbildung der zeitlich sehr kurzen Passage des Kontrastmittelbolus werden ultra-schnelle kontrastmittelverstärkte Bildgebungstechniken eingesetzt, um den auferlegten Geschwindigkeitsanforderungen von 1 oder 2 Herzzyklen (R-R Intervall) zeitlicher Auflösung gerecht zu werden.Current clinical MR imaging techniques use either intrinsic contrast mechanisms (eg, T1 and T2 contrast) or differences in the kinetics of contrast passage to delineate between healthy and diseased tissue. In contrast-agent-based studies, extravascular paramagnetic contrast agents (eg Gd-DTPA) are predominantly intravenously injected with bolus. Side effects of contrast agents are the subject of current discussion on the clinical use of contrast-based MRI examinations ( 12 . 13 ). Depending on the nature and concentration of the contrast agent, the contrast agent passage causes a shortening of the T1 or T2 relaxation times, which leads to changes in the signal intensity. To image the very short passage of the contrast agent bolus, ultra-fast contrast enhanced imaging techniques are used to meet the imposed time requirements of 1 or 2 cardiac cycles (RR interval) of temporal resolution.

Ein weiterer intrinsischer Kontrastmechanismus beruht auf der Sauerstoffsättigung des Blutes. Dieses Verfahren nutzt die Abhängigkeit der MR-Signalintensität vom Sauerstoffsättigungsgrad des Blutes, die auch als BOLD-Effekt (GOLD: blond oxygenation level dependent) bezeichnet wird. Funktionsfähige GOLD-Techniken sind für klinische Anwendungen deshalb attraktiv, weil sie keine Kontrasmittelinjektion erfordern, da Blut selbst als Tracer fungiert. Somit kann an Stelle exogener Kontrastmittel Blut als direkter Informationsträger (endogenes Kontrastmittel) zur Abbildung der des kardiovaskulären Systems ausgenutzt werden. Dabei kann es jedoch zu Bild-Artefakten aufgrund des Blutflusses kommen.One Another intrinsic contrast mechanism is based on oxygen saturation of the blood. This method uses the dependence of the MR signal intensity on the degree of oxygen saturation of the blood, also called the BOLD effect (GOLD: blond oxygenation level dependent). Functional GOLD techniques are for Clinical applications are therefore attractive because they do not require contrast agent injection because blood itself acts as a tracer. Thus, in place exogenous contrast agent blood as direct information carrier (endogenous Contrast agent) for imaging the cardiovascular system become. However, it can cause image artifacts due to blood flow come.

Konventionelle, kontrastmittelverstärkte MR-Bildgebung ist aufgrund der oben genannten hohen Geschwindigkeitsanforderungen entweder nicht mit dem Herzzyklus synchronisiert oder erfordert eine zeitliche Auflösung von 1–2 Herzzyklen (R-R Intervallen) zur Verfolgung der Kontrastmittelpassage. Diese Geschwindigkeitsanforderung geht zu Lasten des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) sowie des Kontrast-Rausch-Verhältnisses (CNR) und reduziert die realisierbare räumliche Auflösung pro Zeiteinheit auf etwa 3 bis 4 mm Bildelementkantenlänge.conventional Contrast-enhanced MR imaging is due to the above high speed requirements either not synchronized or required with the cardiac cycle a temporal resolution from 1-2 Cardiac cycles (R-R intervals) to track contrast passage. This speed requirement is at the expense of the signal-to-noise ratio (SNR) as well as the contrast-to-noise ratio (CNR) and reduced the realizable spatial resolution per unit time to about 3 to 4 mm pixel edge length.

Somit ist die diagnostische Bildqualität der konventionellen, kontrastmittelverstärkten, und mit dem Herzzyklus synchronisierten Bolustechniken trotz zahlreicher gerätetechnischer und MR-methodischer Neuerungen grenzwertig und deren zuverlässiger Einsatz klinisch fraglich.Consequently is the diagnostic image quality the conventional, contrast-enhanced, and cardiac cycle synchronized bolus techniques despite numerous device technology and MR methodological innovations borderline and their reliable use clinically questionable.

Erschwerend kommt hinzu, dass die Gabe von Kontrastmitteln in Kombination mit der Verwendung kleiner Bildmatrizen sehr stark ausgeprägte Bildartefakte (Gibbs-Ringing, Suszeptibilitätsartefakte) verursachen kann. Zudem sind konventionelle Techniken aufgrund der zeitlichen Einschränkungen nur auf wenige Bildebenen (ca. 3–4 Schichten) beschränkt. Zudem unterliegen die Bilder Einflüssen durch Atembewegung, da die Bildaufnahme über einen Zeitraum von über 20 s erfolgt, während sich die Atemanhaltephase nur über etwa 15–20 s erstreckt. Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass Wiederholungsstudien nur nach kompletter Auswaschung des Kontrastmittels durchgeführt werden können und somit Wartezeiten von ca. 20 min, bedingt durch die Halbwertszeit der Kontrastmittelverweildauer, notwendig sind. Ebenfalls ist die Anzahl bzw. die zeitliche Abfolge der Wiederholungsuntersuchungen durch die Kontrastmitteldosis eingeschränkt.aggravating In addition, the administration of contrast agents in combination with the use of small image matrices very pronounced image artifacts (Gibbs ringing, susceptibility artifacts) can cause. In addition, conventional techniques are due to the time restrictions only on a few image levels (approx. 3-4 Layers). In addition, the images are influenced by respiratory movement, since the image capture over a period of over 20 s takes place while the breath hold phase is over about 15-20 s extends. Another limitation is that repeat studies only after complete leaching of the contrast agent can be carried out and thus waiting times of about 20 minutes, due to the half-life the contrast agent residence time, are necessary. Also is the Number or chronological sequence of repeat examinations limited by the contrast agent dose.

GOLD-MRT, die Blut als intrinsisches Kontrastmittel nutzt, erfordert eine entsprechende Suszeptibilitätsgewichtung – auch T2*-Wichtung genannt – die konventionell mehrheitlich mit der schnellen Echo-Planar-Bildgebung (EPI) oder segmentierten Gradienten-Echo-Techniken realisiert wird. Jedoch beeinträchtigen die intrinsischen Eigenschaften dieser Techniken die Bildqualität und damit die Reproduzierbarkeit GOLD-gewichteter Perfusionsbildgebung durch z. B. folgende negativen Eigenschaften:

  • – Bildverzerrungen und Signauslöschungen, die auf die Empfindlichkeit gegenüber B0-Inhomogenitäten zurückzuführen sind, bewirken eine verzerrte und damit räumlich ungenaue Abbildung der Anatomie, insbesondere an Übergängen zwischen Lunge und Myokardgewebe.
  • – Die begrenzte räumliche Auflösung (typischerweise 4×4×5) mm3 Pixelgröße) erschweren eine detailgetreue Abbildung kleiner pathologischer Areale.
  • – Sättigungs- und Blutflusseffekte überlagern die GOLD-Information und beeinträchtigen stark die Reproduzierbarkeit der Bildgebung.
GOLD MRI, which uses blood as an intrinsic contrast agent, requires a corresponding susceptibility weighting - also called T2 * weighting - conventionally realized by majority with fast echo planar imaging (EPI) or segmented gradient echo techniques. however The intrinsic properties of these techniques affect the image quality and thus the reproducibility of GOLD-weighted perfusion imaging by e.g. For example, the following negative properties:
  • - Image distortions and signal cancellations due to sensitivity to B0 inhomogeneities cause a distorted and thus spatially inaccurate imaging of the anatomy, especially at transitions between lung and myocardial tissue.
  • - The limited spatial resolution (typically 4 × 4 × 5) mm 3 pixel size) complicate a detailed reproduction of small pathological areas.
  • - Saturation and blood flow effects overlay the GOLD information and severely affect imaging reproducibility.

Diese Störmerkmale sind bei hohen Magnetfeldstärken von z. B. 3.0 T oder mehr stärker als an konventionellen klinischen 1.5 T MR-Systemen ausgeprägt und erfordern neue methodische Ansätze.These Störmerkmale are at high magnetic field strengths from Z. B. 3.0 T or more stronger as pronounced on conventional 1.5 T MR systems and require new methodological approaches.

Ein Verfahren zur Durchführung suszeptibilitätsgewichteter Messungen mit einem Magnetresonanztomographen ist z. B. aus dem Dokument US 5 300 886 A bekannt. Hier wird die Wichtung über eine Variation der Position des induzierten Echos erreicht, wobei mit Gradienten-Echos gearbeitet wird. Dieses bekannte Verfahren ist durch die eingangs genannten Effekte und Artefakte negativ beeinflusst.A method for performing susceptibility-weighted measurements with a magnetic resonance tomograph is e.g. B. from the document US 5,300,886 A. known. Here, the weighting is achieved by varying the position of the induced echo, working with gradient echoes. This known method is adversely affected by the aforementioned effects and artifacts.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanztomographen bereitzustellen, welches die Erfassung suszeptibilitätsgewichteter Messungen ermöglicht, ohne die damit einhergehenden Nachteile bekannter Bildgebungstechniken aufzuweisen, die üblicherweise für die suszeptibilitätsgewichteten Messungen an Magnetresonanztomographen eingesetzt werden, wie z. B. die Echo-Planar-Bildgebung oder die segmentierte Gradienten-Echo-Technik. Es ist weiterhin die Aufgabe, mit einem solchen Verfahren und den programmierten Sequenzen zur Ansteuerung von HF-Impulsen und den Spulenanordnungen eine Bildgebung zu erzielen, die es ermöglicht, Artefakte durch Blutfluss zu unterdrücken, Messungen bei freier Atmung eines lebenden Objektes ermöglicht, Messungen synchron zum Herzzyklus gestattet, Bildverzerrungen vermeidet und eine hohe Bildgebungsgeschwindigkeit erreicht, insbesondere unter Erzielung einer weiteren, sogenannten Fettunterdrückung.task The invention is a method for operating a magnetic resonance tomograph to provide the acquisition susceptibility weighted Allows measurements, without the attendant disadvantages of known imaging techniques to show that usually for the suszeptibilitätsgewichteten Measurements are used on magnetic resonance imaging, such. Eg echo planar imaging or the segmented gradient-echo technique. It is still the task with such a procedure and the programmed Sequences for the control of RF pulses and the coil arrangements to achieve an imaging that allows artifacts through blood flow to suppress, Allows measurements of free breathing of a living object, Measurements synchronous to the cardiac cycle allowed, avoids image distortion and achieves a high imaging speed, in particular with the achievement of another, so-called fat suppression.

So soll es weiterhin mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt möglich sein, eine Bildgebungstechnik zu realisieren, die hoch aufgelöste 2D- oder 3D-Darstellungen, insbesondere des Herzens und des kardiovaskulären Systems mit hoher und diagnostisch verwertbarer Bildqualität umsetzt und damit eine breite Anwendungspalette erschließt. Insbesondere sollen hierzu Anwendungen gehören, wie beispielsweise die Untersuchung der Endothel-Funktion von Gefäßen, die Erkennung stressinduzierter Angina Pectoris, die Abbildung und Quantifizierung des Eisengehaltes von Myokardgewebe sowie die Abbildung der myokardialen Sauerstoffsättigung des Blutes, die Differenzierung zwischen Arterien und Venen und die Detektion myokardialer Perfusionsdefizite.So should it continue to be possible preferably with the inventive method, to realize an imaging technique that uses high-resolution 2D or 3D representations, in particular of the heart and the cardiovascular system with high and diagnostic usable image quality implements a wide range of applications. Especially this should include applications such as For example, the study of the endothelial function of vessels that Recognize stress-induced angina pectoris, imaging and quantification the iron content of myocardial tissue as well as the mapping of myocardial tissue oxygen saturation of the blood, the differentiation between arteries and veins and the detection of myocardial perfusion deficits.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Vorbereitung der messtechnischen Erfassung mit einem nicht schichtselektiven HF-Impuls global die Nettomagnetisierung Mz invertiert und anschließend mit einem schichtselektiven HF-Impuls in der abzubildenden Schicht des Objektes die ursprüngliche Nettomagnetisierung Mz wiederhergestellt wird. Hierbei wird die Schichtselektivität erreicht durch zumindest zeitweise zusätzliche Einschaltung des Gradientmagnetfeldes in Z-Richtung des homogenen B0-Feldes.According to the invention this Task solved by that in preparation for metrological detection with a not layer-selective RF pulse globally inverts the net magnetization Mz and subsequently with a slice-selective RF pulse in the slice to be imaged of the object the original one Net magnetization Mz is restored. Here is the layer selectivity achieved by at least temporarily additional activation of the gradient magnetic field in the Z direction of the homogeneous B0 field.

Hiernach wird eine erste Evolutionszeit abgewartet, in welcher das Blut in der abzubildenden Schicht durch Blut ersetzt wird, dessen Magnetisierung mit dem ersten nicht schichtselektiven HF-Impuls invertiert wurde. Es besteht so die Möglichkeit, diese erste Evolutionszeit derart zu wählen, dass nach dem Austausch des Blutes in der zu beobachtenden Schicht des lebenden Objektes die Magnetisierungskomponente-Mz des in der Magnetisierung invertierten Blutes zeitlich soweit relaxiert ist, dass diese Mz-Komponente den Betrag Null annimmt.hereafter is waited for a first evolution time, in which the blood in the layer to be imaged is replaced by blood, its magnetization was inverted with the first non-slice selective RF pulse. There is a possibility, this to choose first evolutionary time in such a way that after the exchange of the blood in the observed layer of the living object, the magnetization component Mz of the in the Magnetization of inverted blood is relaxed in time, that this Mz component takes the amount zero.

Wird in diesem Augenblick die Messung durch Einstrahlung eines HF-Anregungsimpulses gestartet, also ein Spinflip erzeugt, so trägt das fließende Blut am Ort der Untersuchung, d. h. dem ausgewählten Volumenelement (Voxel) des Objektes, nicht zum aufgenommenen Messsignal bei.Becomes at this moment the measurement by irradiation of an RF excitation pulse Started, so creates a spin flip, so carries the flowing blood at the site of investigation, d. H. the selected one Volume element (voxel) of the object, not the recorded measurement signal at.

Hierbei kann die genannte erste Evolutionszeit ungenutzt abgewartet werden oder aber es kann in besonderer Ausführung des Verfahrens diese Zeit auch genutzt werden, um andere gewünschte Sequenzen von Hochfrequenzpulsen oder Gradientenmagnetfelder zu schalten.in this connection the said first evolution time can be waited unused or it may in a special embodiment of the method this Time can also be used to other desired sequences of high-frequency pulses or to switch gradient magnetic fields.

Es ist sodann erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, dass die messtechnische Erfassung von mehreren Spin-Echo-Signalen aus einem gewünschten Volumenelement (Voxel) des Objektes erfolgt, die nach einem HF-Anregungsimpuls durch eine Sequenz von untereinander äquidistanten Hochfrequenz-Rephasierungsimpulsen erzeugt werden.It is then further provided according to the invention, that the metrological detection of multiple spin-echo signals from a desired Volume element (voxel) of the object takes place, which after an RF excitation pulse by a Sequence of mutually equidistant high-frequency rephasing pulses be generated.

Die Erfassung von mehreren Spin-Echo-Signalen an sich ist dem Fachmann hinlänglich bekannt und beruht darauf, dass nach einem HF-Anregungsimpuls zur Erzeugung eines Spin-Flip um einen gewünschten Flip-Winkel in Folge mehrere äquidistante Hochfrequenz-Rephasierungsimpulse in das Objekt eingestrahlt werden, um eine Dephasierung der transversalen Mxy-Magnetisierungskomponenten umzukehren, also eine Rephasierung zu erzeugen. Hierbei entsteht gemäß der bekannten Spin-Echo-Technik ein erstes Echosignal nach der doppelten Zeit zwischen Anregungsimpuls und Rephasierungsimpuls, wenn alle zuvor dephasierten Spins wieder in Phase sind. Hieraus resultiert ein deutliches elektromagnetisches Signal in der Messspule, das sogenannte Spin-Echo-Signal.The detection of several spin-echo signals per se is well known to the person skilled in the art and is based on the fact that after an RF excitation pulse for generating a spin flip around a desired flip angle due to a plurality of equidistant high frequency rephasing pulses are irradiated into the object to reverse dephasing of the transverse Mxy magnetization components, that is to produce a rephasing. In this case, according to the known spin-echo technique, a first echo signal is produced after twice the time between the excitation pulse and the rephasing pulse, when all previously dephased spins are again in phase. This results in a significant electromagnetic signal in the measuring coil, the so-called spin-echo signal.

Dabei ist in den Fachkreisen diese Spin-Echo-Technik entwickelt worden, um gerade Suszeptibilitätseinflüsse auszuschließen, da durch die Umkehrung des Dephasierungseffektes der Magnetisierungskomponente Mxy Suszeptibilitätseffekte unterdrückt werden und so mit der sogenannten Spin- Echo-Technik oder der Fast-Spin-Echo-Technik, bei der mehrere Spin-Echos erzeugt werden, grundsätzlich reine T2-Relaxationen beobachtet werden können.there the spin-echo technique has been developed in the art, just to exclude susceptibility influences, since by reversing the dephasing effect of the magnetization component Mxy susceptibility effects are suppressed and so with the so-called spin-echo technique or the fast spin echo technique, which generates multiple spin echoes be, basically pure T2 relaxations can be observed.

Diese Technik, die den Fachkreisen als gerade nicht sensitiv für Suszeptibilitätsunterschiede bekannt ist, macht sich die Erfindung jedoch gerade zunutze, da diese eine bessere, insbesondere verzerrungsfreie, Bildqualität liefert. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, für die messtechnische Erfassung von mehreren Spin-Echo-Signalen aus einem gewünschten Volumenelement des Objektes nach einem HF-Anregungsimpuls zunächst eine zusätzliche zweite Evolutionszeit (tau) abzuwarten, bevor der erste HF-Rephasierungsimpuls erfolgt, um Spin-Echo-Signale aufzunehmen. So wird hierdurch eine Zeit zwischen dem HF-Anregungsimpuls und dem ersten Rephasierungsimpuls erzeugt, so dass die Gesamtzeit zwischen HF-Impuls und erstem Rephasierungsimpuls über diejenige übliche Zeit zwischen diesen Pulsen hinausgeht, die bei der üblichen Spin-Echo-Technik eingesetzt wird, um die Spin-Echos messtechnisch zu erfassen.These Technology that is not sensitive to susceptibility differences is known, but the invention is currently exploiting, since this provides a better, especially distortion-free, image quality. For this purpose, it is provided according to the invention for the Metrological acquisition of several spin-echo signals from one desired Volume element of the object after an RF excitation pulse first a additional wait for the second evolution time (tau) before the first RF rephasing pulse takes place to record spin echo signals. So this is one way Time between the RF excitation pulse and the first rephasing pulse generated so that the total time between RF pulse and first rephasing pulse over that usual time goes beyond these pulses, used in the usual spin-echo technique is going to spin the echoes metrologically to capture.

Hierdurch kann erfindungsgemäß erreicht werden, dass sich die durch Inhomogenitäten des Magnetfeldes erzeugten Dephasierungen, d. h. somit suszeptibilitätsbedingte Dephasierungen entwickeln können und somit zum gemessenen Signal beitragen, obwohl an sich die Spin-Echo-Technik suszeptibilitätsunabhängig ist. Mit dem so durchgeführten Verfahren kann man sich demnach die Vorteile zunutze machen, die die Spin-Echo-Technik bietet, nämlich beispielsweise die verzerrungsfreien Aufnahmen sowie in Kombination mit der vorgenannten Vorbereitungssequenz Blutartefakte gleichzeitig vermeiden und eine Suszeptibilitätswichtung einführen Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß vorgesehen, vor der messtechnischen Erfassung der Echo-Signale eine physiologisch synchronisierte Kompensations-Mess-Sequenz zur Feststellung einer durch die Atembewegung des lebenden Objektes bedingten Organposition durchzuführen. Hierfür kann beispielsweise durch entsprechende Programmierung der Gradientenmagneffelder messtechnisch ein Bereich des lebenden Objektes erfasst werden, der sensitiv reagiert auf die Atembewegung des lebenden Objektes wie beispielsweise die messtechnische Erfassung eines Profils, insbesondere durch eine räumlich selektive Anregung und Datenauslese am Übergang zwischen bewegten Organen und deren Umgebung (z. B. Grenzfläche Leber, Zwerchfell und Lunge), so dass hier grundsätzlich z. B. die Zwerchfellposition messtechnisch erfasst werden kann und so die Möglichkeit besteht, in Abhängigkeit von der so festgestellten Organposition, also z. B. der des Zwerchfells, die nachhängend aufgenommenen Spin-Echo-Signale je nach aktuellem Bewegungszustand als Messsignal zu werten oder zu verwerfen und erneut aufzunehmen.hereby can be achieved according to the invention, that by inhomogeneities the magnetic field generated dephasing, d. H. thus Suszeptibilitätsbedingte Develop dephasings and thus contribute to the measured signal, although in itself the spin-echo technique Susceptibility is independent. With the procedure thus carried out So you can take advantage of the advantages of the spin-echo technique offers, namely For example, the distortion-free recordings and in combination with the aforementioned preparation sequence blood artifacts simultaneously avoid and a susceptibility weighting introduce Furthermore is it inventively provided before the metrological detection of the echo signals a physiological synchronized compensation measurement sequence to determine one by the respiratory movement of the living object conditional organ position. Therefor can, for example, by appropriate programming of Gradientmagneffelder metrologically, an area of the living object is captured, the sensitive responds to the respiratory movement of the living object such as the metrological detection of a profile, in particular through a spatially selective Excitation and data extraction at the transition between moving organs and their environment (eg liver interface, Diaphragm and lungs), so that in principle z. B. the diaphragm position metrologically can be detected and so the opportunity exists, depending from the thus determined organ position, ie z. B. of the diaphragm, the indulging in recorded spin-echo signals depending on the current state of motion as a measurement signal to evaluate or discard and resume.

So können die Spin-Echo-Signale kontinuierlich unter freier Atmung des lebenden Objektes aufgenommen werden, wobei automatisch durch Feststellung der jeweiligen Organposition, die bei der Kompensationsmesssequenz ermittelt wird, nur solche Messsignale gewertet werden, die sich einer bestimmten Organposition zuordnen lassen, also in einem bestimmten, insbesondere immer gleichen Augenblick der Atembewegung entstehen. Spin-Echo-Signale außerhalb dieses bestimmten Zeitpunktes können für die Messung verworfen werden und tragen demnach nicht in der Bildgebung bei. Messtechnisch kann hierfür ein zeitliches Akquisitionsfenster zur Erfassung der Spinechos nur bei den Echos geöffnet werden, die mit der Organposition korrelieren..So can the spin-echo signals continuously under free breathing of the living Object are recorded, being automatically detected the respective organ position that in the compensation measurement sequence is determined, only such measuring signals are evaluated, which is assigned to a specific organ position, that is to say in a specific especially always the same moment of respiratory movement arise. Spin echo signals outside this specific time can for the Measurement are discarded and therefore do not carry in the imaging at. Metrology can do this a temporal acquisition window to capture the spin echoes only opened at the echoes that correlate with organ position.

Hierbei ist es grundsätzlich irrelevant, zu welcher Zeit eine derartige Kompensationsmesssequenz, d. h. Ansteuerung der Hochfrequenzspule bzw. der Gradientenmagneffelder durchgeführt wird und wirkt sich allenfalls auf die Festlegung des Akquisitionsfensters aus. Wesentlich ist lediglich, dass die festgestellte Organposition zu einer Zeit vor der Aufnahme der Spin-Echo-Signale erfolgt, um zum Zeitpunkt der Aufnahme dieser Echo-Signale ein Bewertungskriterium für die Wertung oder für das Verwerfen dieser Signale zur Verfügung zu haben, insbesondere also das Akquisitionsfenster zu öffnen oder zu schließen.in this connection it is basically irrelevant, at which time such a compensation measurement sequence, d. H. Control of the high-frequency coil or the Gradientenmagneffelder carried out is and at most affects the determination of the acquisition window out. The only important thing is that the detected organ position at a time before recording the spin echo signals to At the time of recording these echo signals, an evaluation criterion for the Rating or for to have the discarding of these signals available, in particular So to open the acquisition window or close.

So kann es in einer Ausführung des Verfahrens vorgesehen sein, dass die Kompensationsmesssequenz durchgeführt wird nach den beiden, die Magnetisierung invertierenden Hochfrequenzimpulsen und vor dem HF-Anregungsimpuls zur Erzeugung des Spin-Flip für die Spin-Echo-Bildgebungsabfolge.So it can be in one execution be provided of the method that the Kompensationsmesssequenz carried out becomes after the two, the magnetization inverting high-frequency pulses and before the RF excitation pulse for generating the spin flip for the spin echo imaging sequence.

In einer anderen alternativen Ausführung kann es auch vorgesehen sein, diese Kompensationsmesssequenz durchzuführen innerhalb der zusätzlich eingeführten zweiten Evolutionszeit (tau) nach dem HF-Anregungsimpuls zur Erzeugung des Spin-Flip für die Echo-Messung. Insbesondere diese Variante der Verfahrensdurchführung bietet den Vorteil, dass die Evolutionszeit zum einen genutzt werden kann um eine Entwicklung der durch die Inhomogenitäten des Magnetfeldes erzeugten Dephasierung der transversalen Magnetisierung Mxy zuzulassen, und zum anderen um diese Kompensationsmesssequenz innerhalb dieser Zeit einzuschieben und somit also diese Evolutionszeit nicht ungenutzt verstreichen zu lassen. So kann insgesamt die Messwertakquisition beschleunigt werden.In another alternative embodiment it is also intended to perform this compensation measurement sequence within the additional introduced second evolution time (tau) after the RF excitation pulse for generation of the spin flip for the echo measurement. In particular, this variant of the process provides the advantage that the evolution time can be used on the one hand a development of the generated by the inhomogeneities of the magnetic field Dephasing the transverse magnetization Mxy, and on the other hand, this compensation measurement sequence within this time to push in and therefore not waste this evolutionary time let pass. So, in total, the measured value acquisition be accelerated.

Der innovative Wert der Erfindung besteht in der Schaffung einer gleichzeitig suszeptibilitätsgewichteten, verzerrungsfreien Bildgebungstechnik frei von Störungen durch Blutfluss, Atembewegung oder Kohärenzen zwischen geraden und ungeraden Echogruppen, wie sie bisher in dieser Kombination geeigneter Module für die Vorbereitung, Wichtung und Auslese der Magnetisierung nicht existiert. Die resultierende Bildinformation, einschließlich verbesserter räumlicher Auflösung im (Sub-)Millimeterbereich eröffnet neue Möglichkeiten für eine breite Anwendungspalette der kardiovaskulären MRT inklusive Untersuchung der Endothelfunktion von Gefäßen, Erkennung stress-induzierter Angina pectoris, Abbildung und Quantifizierung des Eisengehalts von Myokardgewebe, die Abbildung der Sauerstoffsättigung des Blutes im Myokard, die Detektion myokardialer Perfusionsdefizite sowie die Differenzierung zwischen Arterien und Venen, die aufgrund der beschriebenen Limitationen bisher nur bedingt oder gänzlich nicht zugänglich waren.Of the Innovative value of the invention is to create one at a time suszeptibilitätsgewichteten, Distortion-free imaging technique free of disturbances due to blood flow, respiratory movement or coherences between even and odd echo groups, as previously used in this Combination of suitable modules for the preparation, weighting and selection of the magnetization not exist. The resulting image information, including improved spatial resolution opened in the (sub-) millimeter range New opportunities for one wide range of applications of cardiovascular MRI including examination the endothelial function of vessels, detection stress-induced angina, imaging and quantitation of the iron content of myocardial tissue, the mapping of the oxygen saturation of the Blood in the myocardium, the detection of myocardial perfusion deficits as well as the differentiation between arteries and veins due to the limitations described so far only partially or not at all accessible were.

In ihrer Gesamtheit vereint die Erfindung die Vorteile der einzelnen oben genannten Gradienten- und Hochfrequenzmodule zur Vorbereitung, Wichtung und Auslese der Magnetisierung. Dies sind im Einzelnen:

  • – Endogene vs. exogene Kontrastmechanismen: Suszeptibilitätswichtung ist für klinische Anwendungen attraktiv, weil sie keine Konstrastmittelinjektion erfordert, da Blut oder andere Gewebe- oder Körperbestandteile als Tracer oder Marker fungieren. Somit können an Stelle exogener Kontrastmittel Blut oder andere Gewebe- oder Körperbestandteile als direkte Informationsträger, d. h. als endogene Kontrastmittel, zur Abbildung bestimmter physiologischer Parameter (z. B. Myokardperfusion, Sauerstoffsättigung, Eisengehalt, Endothelfunktion) ausgenutzt werden.
  • – Verzerrungsfreie Bildgebung: Spin-Echo-Techniken unterliegen nicht den qualitativen Einschränkungen wie sie bei konventioneller Echo-Planar-Bildgebung oder anderen Gradienten-Echo basierten Techniken auftreten, da sie per se keine intrinsische Empfindlichkeit gegenüber B0-Inhomogenitäten aufweisen. Damit sind Spin-Echo basierte Techniken selbst im Fall der hier erfindungsgemäß aufgeprägten T2*-Wichtung verzerrungsfrei. Dieser Vorteil kommt insbesondere bei hohen Magnetfeldstärken zum Tragen, da diese eine deutlich erhöhte Ausprägung makroskopischer und mikroskopischer Suszeptibilitäts- bzw. B0-Gradienten aufweisen und deshalb die EPI- und Gradientenecho basierte Bildgebung verstärkt unter drastischen Bildverzerrungen und Signalauslöschungen, die die Diagnostik erheblich beeinträchtigen, leidet.
  • – Beliebig wählbare Suszeptibilitätswichtung: Die T2*-Wichtung kann über die geeignete Wahl der zweiten Evolutionszeit an die Verhältnisse unterschiedlicher Gewebe und Organteile bzw. unterschiedlicher Magnetfeldstärken beliebig angepasst werden (0 ≤ zweite Evolutionszeit ≤ ∞)
  • – Wiederholbarkeit der Untersuchungen: Mit der Kombination aus Spin-Echo Technik und Suszeptibilitätswichtung, also Blut, Gewebe oder als endogenem Kontrastmittel, ermöglicht das neue Verfahren, eine beliebige Reproduzierbarkeit der Messungen ohne Verträglichkeitsbeschränkungen durch etwaige Halbwertszeiten oder unzulässige Konzentrationen der Kontrastmittel oder deren Verweildauer.
  • – Vermeidung von Fluss- und Blutpulsationsartefakten: Mit der Double-Inversion-Recovery (Schwarzblutbildgebung) wird das Blutsignal im Ventrikel unterdrückt und somit sämtliche Störeinflüsse, die durch gerichteten Blutfluss entstehen, eliminiert. Erst diese Form der Vorbereitung der Magnetisierung ermöglicht eine zuverlässige T2*-Bildgebung aufgrund der sehr geringen Signalintensitäts- oder T2* Unterschiede von wenigen Prozent zwischen gesundem und pathologischem Gewebe. Optional können Signalbeiträge, die auf Fett zurückgehen, zusätzlich unterdrückt werden.
  • – Eignung für die Hochfeld-MRT: Änderungen in der Sauerstoffsättigung führen zu sehr geringen Signalintensitätsänderungen in der BOLD-gewichteter Bildgebung. Für Magnetfeldstärken von 1.5 T wurden Signalintensitätsänderungen von ca. 2–5% berichtet (11). Höhere Feldstärken offerieren eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber mikroskopischen und makroskopischen Suszeptibilitätsunterschieden. Im Unterschied zum SNR besitzt die Empfindlichkeit gegenüber Suszeptibilitätsgradienten keine lineare Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke, sondern folgt annähernd einer quadratischen Funktion. Eine Verdoppelung der Feldstärke von 1.5 T auf 3.0 T resultiert in einer Vervierfachung der Empfindlichkeit gegenüber mikroskopischen Suszeptibilitätsgradienten. Deshalb bietet die vorgeschlagene Technik an Hochfeld-MR-Systemen eine verbesserte Detektionsmöglichkeit für suszeptibilitätsbedingte Signaländerungen.
  • – Hohe Bildgebungsgeschwindigkeit: Die vorgeschlagene Technik ist kompatibel mit der parallelen Bildgebung.
  • – Vermeidung von Einflüssen durch Atembewegung: Konventionell werden Atemanhaltetechniken benutzt. Deren Einsatz ist unzureichend, da die konventionelle dynamische T2*-gewichtete Bildgebung über die Dauer einer Atemanhaltephase hinausgeht. Außerdem beeinträchtigen Atemanhaltetechniken den Patientenkomfort, die Reproduzierbarkeit der Bildqualität und damit die Güte der Diagnostik.
In its entirety, the invention combines the advantages of the individual above-mentioned gradient and high-frequency modules for the preparation, weighting and readout of the magnetization. These are in detail:
  • - Endogenous vs. Exogenous Contrast Mechanisms: Susceptibility weighting is attractive for clinical applications because it does not require contrast agent injection because blood or other tissue or body components act as tracers or markers. Thus, instead of exogenous contrast agents, blood or other tissue or body components may be utilized as direct information carriers, ie as endogenous contrast agents, for imaging certain physiological parameters (eg myocardial perfusion, oxygen saturation, iron content, endothelial function).
  • - Distortion-free Imaging: Spin-echo techniques are not subject to the qualitative limitations of conventional echo-planar imaging or other gradient-echo-based techniques because they do not have inherent intrinsic sensitivity to B0 inhomogeneities. Thus, spin echo-based techniques are distortion-free even in the case of the T2 * weighting imposed here according to the invention. This advantage is particularly useful at high magnetic field strengths, since these have a significantly increased expression of macroscopic and microscopic susceptibility or B0 gradients and therefore the EPI and gradient echo-based imaging increasingly under drastic image distortions and signal cancellations, which significantly affect the diagnosis suffers ,
  • - arbitrarily selectable susceptibility weighting: the T2 * weighting can be adjusted by the appropriate choice of the second evolution time to the conditions of different tissues and organ parts or different magnetic field strengths (0 ≤ second evolution time ≤ ∞)
  • - Repeatability of examinations: With the combination of spin-echo technique and susceptibility weighting, ie blood, tissue or as endogenous contrast agent, the new method allows any reproducibility of the measurements without compatibility restrictions by any half-lives or impermissible concentrations of the contrast media or their residence time.
  • - Avoidance of flow and blood pulsation artefacts: Double-inversion recovery (black blood imaging) suppresses the blood signal in the ventricle, eliminating any interference caused by directional blood flow. Only this form of preparation of magnetization allows reliable T2 * imaging due to the very low signal intensity or T2 * differences of a few percent between healthy and pathological tissue. Optionally, signal contributions due to fat can be additionally suppressed.
  • - High Field MRI Ability: Changes in oxygen saturation lead to very small signal intensity changes in BOLD-weighted imaging. For magnetic field strengths of 1.5 T, signal intensity changes of approximately 2-5% have been reported (11). Higher field strengths offer increased sensitivity to microscopic and macroscopic susceptibility differences. In contrast to the SNR, the susceptibility gradient has no linear dependence on the magnetic field strength, but follows approximately a quadratic function. Doubling the field strength from 1.5 T to 3.0 T results in a fourfold increase in sensitivity to microscopic susceptibility gradients. Therefore, the proposed technique on high-field MR systems offers improved de possibility for susceptibility-induced signal changes.
  • High imaging speed: The proposed technique is compatible with parallel imaging.
  • - Avoidance of influences by breathing movement: Conventionally, breath-hold techniques are used. Their use is inadequate because conventional T2 * weighted dynamic imaging extends beyond the duration of a breath hold phase. In addition, breath-hold techniques compromise patient comfort, reproducibility of image quality and thus the quality of the diagnostic.

Deshalb wird hier mit Hilfe von Navigatortechniken (pencil beam) die Bildgebung unter freier Atmung umgesetzt. Dieser Ansatz ist von existentieller Bedeutung zur Vermeidung atmungsbedingter Bewegungsartefakte. In Folge kann die Bildgebung unter freier Atmung zur Abbildung ausgewählter Selektionen des Herzens oder unter Komplettabdeckung des Herzens mit 2D- oder mit 3D-Bildgebung ermöglicht werden. Zudem kann die Abbildung T2*-gewichteter Bilder auf die Quantifizierung mittels T2*-Kartierungen ausgedehnt werden, da der Ansatz der freien Atmung im Unterschied zu Atemanhaltetechniken keine zeitliche Einschränkung der Bildgebungsdauer diktiert.Therefore Here is the imaging with the help of navigator techniques (pencil beam) reacted under free breathing. This approach is of existential Significance for avoiding respiratory movement artifacts. In The result is free breathing imaging for mapping selected selections of the heart or under complete coverage of the heart with 2D or be enabled with 3D imaging. In addition, the mapping of T2 * -weighted images to the quantification be extended by means of T2 * maps, since the approach of the free Breathing in contrast to breathing techniques no temporal restriction of the Imaging time dictated.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 1 dargestellt. Diese zeigt die Aneinanderreihung von Vorbereitungs- und Messsequenzen sowohl zur Unterdrückung von Blutartefakten, zur Kompensation, bzw. Berücksichtigung der Atembewegung sowie auch zur Aufnahme von Spin-Echo-Messsignalen.An embodiment of the invention is in the 1 shown. This shows the juxtaposition of preparation and measurement sequences both for the suppression of blood artifacts, for compensation, or consideration of the respiratory movement as well as for the recording of spin echo measurement signals.

Erkennbar ist hierbei jeweils die Ansteuerung bzw. ein Messsignal (RF Receive) innerhalb einer Spule zur Erzeugung von HF-Anregungs- oder Vorbereitungsimpulsen, ebenso wie die Ansteuerung von Spulen zur Erzeugung von Gradientenmagnetfeldern, um eine Ortsselektivität bei der Untersuchung eines Objektes zu erzielen. Grundsätzlich kann die Spule zur Erzeugung der HF- Impulse auch zur Erfassung der Mess-Signale, also der Echos genutzt werden, oder alternativ eine separate Empfangsspule.recognizable In this case, in each case the control or a measurement signal (RF Receive) within a coil for generating RF excitation or preparation pulses, as well as the control of coils for the generation of gradient magnetic fields, for a location selectivity in the investigation of an object. Basically the coil for generating the RF pulses also be used to capture the measurement signals, ie the echoes, or alternatively a separate receiver coil.

So ist hier erkennbar, dass in einer Sequenz I. zur Erzielung der Unterdrückung von Blufflussartefakten zunächst ein nicht schichtselektiver Hochfrequenzpuls 1 in das Objekt eingestrahlt wird, um global die Inversion der Netto-Magnetisierungs-Komponente Mz zu -Mz zu bewirken. Anschließend wird ein zweiter schichtselektiver Hochfrequenzpuls 2 eingestrahlt, um nur innerhalb der untersuchten Schicht des lebenden Objektes eine weitere Inversion und damit die Rückkehr in den ursprünglichen Zustand der Netto-Magnetisierungs-Komponente Mz zu erzielen. Die Schichtselektivität wird hierbei durch das Einschalten eines Gradientenmagnetfeldes entlang der Z-Richtung des homogenen Magnetfeldes erzielt, wie es hier durch Einschalten des sogenannten slice encoding-Gradienten durch einen programmierten Puls 3 erfolgt.Thus, it can be seen here that in a sequence I. to achieve the suppression of Blufflussartefakten initially a non-slice-selective radio-frequency pulse 1 is irradiated into the object to globally effect the inversion of the net magnetization component Mz to -Mz. Subsequently, a second slice-selective radio-frequency pulse 2 in order to achieve a further inversion within the investigated layer of the living object, and thus to return to the original state of the net magnetization component Mz. The slice selectivity is achieved here by switching on a gradient magnetic field along the Z direction of the homogeneous magnetic field, as here by switching on the so-called slice encoding gradient by a programmed pulse 3 he follows.

Sodann wird hier eine erste Evolutionszeit TI abgewartet, nach der ein Hochfrequenzanregungspuls 4 in das lebende Objekt schichtselektiv unter gleichzeitiger Schaltung des schichtkodierenden Gradienten mit einem Puls 5 erzeugt wird.Then, a first evolution time TI is waited here after which a high-frequency excitation pulse 4 layer-selectively into the living object with simultaneous switching of the layer-coding gradient with a pulse 5 is produced.

Der zeitliche Abstand und somit die Dauer der ersten Evolutionszeit TI zwischen dem invertierenden schichtselektiven Hochfrequenzpuls 2 und dem Anregungshochfrequenzimpuls 4 zur Erzeugung eines Spinflip ist derart bemessen, dass in dem Augenblick des HF-Anregungsimpulses 4 das in die zu untersuchende Schicht durch den Herzschlag bewegte Blut mit der zuvor invertierten Netto-Magnetisierungs-Komponente-Mz so weit relaxiert ist, dass dessen Netto-Magnetisierungs-Komponente in Z-Richtung betragsmäßig Null, d. h. Mz = 0 ist, so dass die Spins dieses ersetzten Blutes keinen Spin-Flip durch den Anregungspuls 4 vollziehen können und somit in der nachfolgenden Messsequenz kein Signalbeitrag aufgrund dieses Blutes zu erwarten ist.The time interval and thus the duration of the first evolution time TI between the inverting slice-selective radio-frequency pulse 2 and the excitation RF pulse 4 for generating a spin flip is dimensioned such that at the moment of the RF excitation pulse 4 the blood moved into the layer to be examined by the heartbeat has relaxed so far with the previously inverted net magnetization component Mz that its net magnetization component in the Z direction is zero in absolute value, ie Mz = 0, so that the Spins of this replaced blood do not spin-flip through the excitation pulse 4 and thus no signal contribution due to this blood is to be expected in the subsequent measurement sequence.

Die 1 zeigt weiterhin, dass nach dem Hochfrequenzanregungspuls 4 eine Evolutionszeit Tau abgewartet wird, nach der ein erster Rephasierungsimpuls 6 in das lebende Objekt eingestrahlt wird, um die Dephasierung der Mxy-Magnetisierungs-Komponente durch sodann periodische Abfolge weiterer Rephasierungspulse immer wieder umzukehren und so die sogenannten Spin-Echo-Signale zu generieren.The 1 further shows that after the RF excitation pulse 4 an evolution time Tau is awaited, after which a first rephasing pulse 6 is irradiated in the living object to repeatedly reverse the dephasing of the Mxy magnetization component by periodic sequence of further rephasing pulses and thus to generate the so-called spin-echo signals.

Hierbei bewirkt der Einschub der zusätzlichen Evolutionszeit Tau, die eine Gesamtzeit zwischen Puls 4 und erstem Rephasierungsimpuls 6 erzeugt, die über den äquidistanten zeitlichen Abstand zwischen den einzelnen Rephasierungsimpulsen 6 hinausgeht, dass sich vor dem ersten Rephasierungsimpuls 6 eine Dephasierung der transversalen Magnetisierungskomponente Mxy aufbauen kann, die ausschließlich durch Inhomogenitäten des gesamten Magnetfeldes am Ort der Untersuchung hervorgerufen ist. Dieser Dephasierungsanteil bleibt demnach bei den einzelnen folgenden erzeugten Spin-Echo-Signalen erhalten und kann durch die Auswertung der Spin-Echo-Signale ermittelt werden, so dass hier selbst mit der ansonsten prinzipbedingt für Suszeptibilitätsunterschiede insensitiven Spin-Echo-Technik suszeptibilitätsgewichtete Bildgebung möglich wird.In this case, the insertion of the additional evolution time Tau, which causes a total time between pulse 4 and first rephasing pulse 6 generated over the equidistant time interval between the individual rephasing pulses 6 goes beyond that before the first rephasing pulse 6 can build a dephasing of the transverse magnetization component Mxy, which is caused exclusively by inhomogeneities of the entire magnetic field at the site of the investigation. Accordingly, this dephasing proportion is retained in the individual subsequent generated spin echo signals and can be determined by the evaluation of the spin echo signals, so that susceptibility-weighted imaging is possible even with the spin-echo technique otherwise insensitive to susceptibility differences.

Die Ausführung gemäß der 1 zeigt hier weiterhin, dass die Möglichkeit besteht, vor dem HF-Anregungsimpuls 4 eine Vorbereitungssequenz II durchzuführen, d. h. eine Abfolge von Hochfrequenzimpulsen und Gradientenfeldern zu programmieren, mit der es möglich ist, eine von der Atembewegung abhängige Organposition, insbesondere innerhalb einer untersuchten Säule statt einer kompletten Schicht des lebenden Objektes zu untersuchen und somit ein Kriterium zu erhalten, ob bei einer Aufnahme der Spin-Echo-Signale unter freier Atmung des lebenden Objektes die entsprechend aufgenommenen Spin-Echo-Signale zu verwerten oder der Bildgebung zugrunde zu legen sind.The execution according to the 1 shows here further that there is the possibility, before the RF excitation pulse 4 to carry out a preparation sequence II, ie to program a sequence of radiofrequency pulses and gradient fields, with which it is possible to investigate an organ position dependent on the respiratory movement, in particular within a column investigated instead of a complete layer of the living object and thus obtain a criterion as to whether when the spin-echo signals are recorded with free breathing of the living object, the correspondingly recorded spin-echo signals are to be utilized or the imaging is to be used.

Hierbei kann in einer nicht dargestellten Alternative die programmierte Sequenz II auch im Anschluss an den HF-Anregungsimpuls 4, d. h. innerhalb der Evolutionszeit Tau durchgeführt werden.In this case, in an alternative not shown, the programmed sequence II may also follow the RF excitation pulse 4 , ie be carried out within the evolution time Tau.

Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert somit die Vorteile der einzelnen programmierten Sequenzen, wie die Unterdrückung von Blutartefakten in der Sequenz I, die Möglichkeit zur Kompensation der Atembewegung durch Selektion beizutragender Messwerte aus den gesamten akquirierten Messwerten sowie der Bildgebung auf der Grundlage der bekannten Spin-Echo-Technik, die sich als verzerrungsfrei auszeichnet, hier jedoch unter Einführung der Evolutionszeit unter Berücksichtigung von suszeptibilitätsbedingter Dephasierung des Messsignals.The inventive method thus combines the advantages of the individual programmed sequences, like the oppression of blood artifacts in the sequence I, the possibility of compensation the respiratory movement by selection of contributing measured values from the entire acquired readings as well as imaging on the basis the well-known spin-echo technique, which is characterized as distortion-free, here however under introduction of the Evolution time under consideration suszeptibilitätsbedingter Dephasing of the measuring signal.

Hierbei besteht weiterhin die Möglichkeit, aus dem Akquisitionsfenster, d. h. demjenigen Fenster, welches zeitlich geöffnet ist, um die Messwerte zu erfassen, zur Vermeidung von Kohärenzen und Interferenzen zwischen ungeraden und geraden Echo-Gruppen eine dieser beiden Gruppen mittels eines zusätzlichen Gradientenimpuls entlang der Leserichtung aus dem Akquisitionsfenster zu schieben, so dass nur die verbleibende Echogruppe zum Signal beiträgt.in this connection there is still the possibility of off the acquisition window, d. H. the window, which temporally open is to capture the readings, to avoid coherences and Interference between odd and even echo groups one of these two groups by means of an additional Gradient pulse along the reading direction from the acquisition window to push, so that only the remaining echo group contributes to the signal.

Wie sich der 1 weiterhin entnehmen Lässt, ist hierbei jede der programmierten Sequenzen, d. h. zum einen die Sequenz zur Unterdrückung von Blutartefakten, die zur Kompensation von Atembewegung sowie diejenige zur Aufnahme der Spin-Echos jeweils bevorzugt synchronisiert an die Herzbewegung des lebenden Objektes. Bei der Ausführung, bei welcher die Sequenz II zur Kompensation der Atembewegung innerhalb der zweiten Evolutionszeit Tau programmiert wird, ist als weiteres Erfordernis lediglich zu berücksichtigen, dass am Ende dieser durchgeführten Sequenz am Ort der Untersuchung eine Netto-Dephasierung von Null vorliegt, damit sichergestellt ist, dass durch die eingeschobene Sequenz zur Kompensation der Atembewegung keine Artefakte in der Bildgebung entstehen.How is the 1 Furthermore, Lets, is here each of the programmed sequences, ie on the one hand, the sequence for the suppression of blood artifacts that compensate for respiratory movement as well as those for recording the spin echo each preferably synchronized to the heart movement of the living object. In the embodiment in which the sequence II is programmed to compensate for the respiratory movement within the second evolution time Tau, another only requirement is that at the end of this sequence performed there be a net dephasing of zero at the site of the examination to ensure this in that due to the inserted sequence for compensation of the respiratory movement no artefacts arise in the imaging.

Claims (3)

Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanztomographen zur ortsaufgelösten Spinresonanzmessung an einem lebenden Objekt, welches in einem statischen Magnetfeld B0 angeordnet wird, wodurch sich eine Ausrichtung der Spins des Objektes und eine longitudinale Nettomagnetisierung Mz entlang der Magnetfeldrichtung Z ergibt, wobei mittels wenigstens eines Hochfrequenz-Anregungs-Impulses in Resonanz ein Spin-Flip um einen gewünschten Flip-Winkel erzeugt wird, bei dem eine transversale Magnetisierungskomponente Mxy erzeugt oder geändert wird, deren T2*-Relaxation zur Durchführung suszeptibilitätsgewichteter Messungen erfasst wird, wobei der Ort des dabei messtechnisch erfassten Volumenelements des Objektes durch mehrere zumindest zeitweise dem homogenen Magnetfeld B0 überlagerte Gradientenmagnetfelder bestimmt wird und wobei der Start und/oder Vorbereitungssequenzen einer Messung an eine oder mehrere erfasste Formen physiologischer Bewegung synchronisiert wird/werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorbereitung der messtechnischen Erfassung mit einem nicht schichtselektiven HF-Impuls global die Nettomagnetisierung Mz invertiert und anschließend. mit einem schichtselektiven HF-Impuls in der abzubildenden Schicht des Objektes die ursprüngliche Nettomagnetisierung Mz wiederhergestellt wird, wonach eine erste Evolutionszeit abgewartet wird, in welcher das Blut in der abzubildenden Schicht durch Blut ersetzt wird, dessen Magnetisierung mit dem ersten nicht schichtselektiven HF-Impuls invertiert wurde und wobei die messtechnische Erfassung von mehreren Spin-Echo-Signalen aus einem gewünschten Volumenelement des Objektes erfolgt, die nach einem HF-Anregungsimpuls durch eine Sequenz von untereinander äquidistanten Hochfrequenz-Rephasierungimpulsen erzeugt werden, wobei den Echo-Signalen vor deren Erfassung eine Suszeptibilitätsabhängigkeit aufgeprägt wird durch eine zwischen dem Hochfrequenz-Anregungsimpuls und dem ersten Hochfrequenz-Rephasierungsimpuls zusätzlich eingefügte zweite Evolutionszeit zur Entwicklung der durch Inhomogenitäten des Magnetfeldes erzeugten Dephasierung der durch den HF-Anregungsimpuls erzeugten transversalen Magnetisierung Mxy und wobei vor der messtechnischen Erfassung der Echo-Signale eine physiologisch synchronisierte Kompensations-Mess-Sequenz zur Feststellung einer durch die Atembewegung des lebende Objekts bedingten Organposition durchgeführt wird, wobei in Abhängigkeit von so festgestellten Organposition die aufgenommenen Spin-Echo-Signale als Messsignal gewertet oder verworfen werden.A method for operating a magnetic resonance tomograph for spatially resolved spin resonance on a living object, which is arranged in a static magnetic field B0, whereby an alignment of the spins of the object and a longitudinal net magnetization Mz along the magnetic field direction Z results, by means of at least one high-frequency excitation pulse a spin-flip around a desired flip-angle is generated in resonance, in which a transverse magnetization component Mxy is generated or changed, the T2 * -Relaxation is detected to carry out susceptibility-weighted measurements, wherein the location of the thereby metrologically detected volume element of the object by a plurality characterized at least temporarily superimposed on the homogeneous magnetic field B0 gradient magnetic fields and wherein the start and / or preparation sequences of a measurement is synchronized to one or more detected forms of physiological movement / be characterized t that in preparation for the metrological detection with a non-slice selective RF pulse globally inverts the net magnetization Mz and then. with a slice-selective RF pulse in the slice of the object to be imaged, the original net magnetization Mz is restored, after which a first evolution time is waited in which the blood in the slice to be imaged is replaced by blood whose magnetization inverts with the first non slice-selective RF pulse and wherein the metrological detection of a plurality of spin-echo signals from a desired volume element of the object, which are generated after an RF excitation pulse by a sequence of mutually equidistant high-frequency Rephasierungimpulsen, wherein the echo signals prior to their detection impressed a susceptibility dependency is caused by a second evolution time additionally inserted between the high-frequency excitation pulse and the first high-frequency rephasing pulse for developing the dephasing generated by inhomogeneities of the magnetic field generated by the RF excitation pulse Magnetizing Mxy and wherein prior to the metrological detection of the echo signals, a physiologically synchronized compensation measurement sequence for determining a caused by the respiratory movement of the living object organ position is performed, depending on the thus determined organ position, the recorded spin echo signals as Measurement signal evaluated or discarded. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensations-Mess-Sequenz durchgeführt wird nach den beiden die Magnetisierung invertierenden Hochfrequenz-Impulsen und vor dem HF-Anregungsimpuls.A method according to claim 1, characterized in that the compensation measurement sequence is performed after the two magnetization inverting high-frequency pulses and before the RF excitation pulse. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensations-Mess-Sequenz durchgeführt wird innerhalb der zusätzlich eingefügten zweiten Evolutionszeit nach dem HF-Anregungsimpuls.Method according to claim 1, characterized in that that the compensation measurement sequence is carried out within the additionally inserted second Evolution time after the RF excitation pulse.
DE200710045172 2007-09-20 2007-09-20 Magnetic resonance tomography system operating method for patient, involves carrying out physiological synchronized compensation-measurement-sequence before metrological detection of spin-echo-signals for determination of organ position Expired - Fee Related DE102007045172B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710045172 DE102007045172B3 (en) 2007-09-20 2007-09-20 Magnetic resonance tomography system operating method for patient, involves carrying out physiological synchronized compensation-measurement-sequence before metrological detection of spin-echo-signals for determination of organ position

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710045172 DE102007045172B3 (en) 2007-09-20 2007-09-20 Magnetic resonance tomography system operating method for patient, involves carrying out physiological synchronized compensation-measurement-sequence before metrological detection of spin-echo-signals for determination of organ position

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007045172B3 true DE102007045172B3 (en) 2009-04-30

Family

ID=40490531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710045172 Expired - Fee Related DE102007045172B3 (en) 2007-09-20 2007-09-20 Magnetic resonance tomography system operating method for patient, involves carrying out physiological synchronized compensation-measurement-sequence before metrological detection of spin-echo-signals for determination of organ position

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007045172B3 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2317333A1 (en) 2009-10-30 2011-05-04 Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) MRT operating procedure
CN115184851A (en) * 2022-07-07 2022-10-14 北京万东医疗科技股份有限公司 Magnetic resonance imaging method, apparatus, device and storage medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5300886A (en) * 1992-02-28 1994-04-05 The United States Of America As Represented By The Department Of Health & Human Services Method to enhance the sensitivity of MRI for magnetic susceptibility effects
US5565777A (en) * 1993-09-13 1996-10-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Method/apparatus for NMR imaging using an imaging scheme sensitive to inhomogeneity and a scheme insensitive to inhomogeneity in a single imaging step
US5869964A (en) * 1993-09-14 1999-02-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging apparatus in which gradient echo signals are acquired at a time distant from the center of a gradient echo
WO2006014260A2 (en) * 2004-07-06 2006-02-09 Mayo Foundation For Medical Education And Research Magnetic resonance imaging of amyloid plaque

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5300886A (en) * 1992-02-28 1994-04-05 The United States Of America As Represented By The Department Of Health & Human Services Method to enhance the sensitivity of MRI for magnetic susceptibility effects
US5565777A (en) * 1993-09-13 1996-10-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Method/apparatus for NMR imaging using an imaging scheme sensitive to inhomogeneity and a scheme insensitive to inhomogeneity in a single imaging step
US5869964A (en) * 1993-09-14 1999-02-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging apparatus in which gradient echo signals are acquired at a time distant from the center of a gradient echo
WO2006014260A2 (en) * 2004-07-06 2006-02-09 Mayo Foundation For Medical Education And Research Magnetic resonance imaging of amyloid plaque

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2317333A1 (en) 2009-10-30 2011-05-04 Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) MRT operating procedure
CN115184851A (en) * 2022-07-07 2022-10-14 北京万东医疗科技股份有限公司 Magnetic resonance imaging method, apparatus, device and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009055961B4 (en) Method for detecting a respiratory movement of an examination subject of corresponding signal data by means of magnetic resonance
DE102007035176B4 (en) Method for recording and processing a sequence of temporally successive image data records and magnetic resonance apparatus
DE4428503C2 (en) Diffusion-weighted imaging with magnetic resonance
DE4432570A1 (en) Method and device for magnetic-resonance (nuclear-resonance) imaging of physiological function information
DE102011005084B3 (en) Method for diffusion-weighted recording of magnetic resonance signals, involves determining gradient moments of dephasing gradient such that gradient for each undesired signal coherence path is larger than threshold level
DE4432575C2 (en) Method for imaging brain function using a magnetic resonance device and a magnetic resonance device adapted to it
DE102009053293B4 (en) Illustration of a particle in which magnetically active substances are integrated, with an imaging magnetic resonance measurement
DE102016207641A1 (en) Parallel Magnetic Resonance Acquisition Technique
EP2317333A1 (en) MRT operating procedure
EP3441781A1 (en) Accelerated magnetic resonance measurement
DE102007045172B3 (en) Magnetic resonance tomography system operating method for patient, involves carrying out physiological synchronized compensation-measurement-sequence before metrological detection of spin-echo-signals for determination of organ position
EP2584370B1 (en) NMR measurement of contrast agent concentrations
DE102019215046A1 (en) Method for compensation of eddy currents in one of measurement data by means of magnetic resonance
DE19962847C2 (en) Magnetic resonance imaging method with echo planar imaging
DE10256208B4 (en) Method for improved flow measurement in magnetic resonance tomography
DE3809791A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CARRYING OUT MAGNETIC RESON EXAMS WITH A LIMITED VOLUME
DE10200371B4 (en) Method for performing a dynamic magnetic resonance measurement using contrast media
DE102004060768A1 (en) Eddy Current Compensation with N-Average SSFP Imaging
DE102008039581B4 (en) Method of creating a magnetic resonance angiography and magnetic resonance device
DE4442086A1 (en) Background tissue suppression in MR image generation
DE19962848C2 (en) Echo planar imaging
DE19546178C2 (en) Diffusion-sensitized MRI method and device
DE102012215299B4 (en) Determining a magnetic resonance image from approximated MR images
EP0355508B1 (en) Pulse sequence for measuring the temporal course of a flow in a vessel using nuclear magnetic resonance
EP3796023A1 (en) Improved magnetic resonance dixon method

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: MAX-DELBRUECK-CENTRUM FUER MOLEKULARE MEDIZIN,, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MAX-DELBRUECK-CENTRUM FUER MOLEKULARE MEDIZIN, DE

Free format text: FORMER OWNER: RHEINISCH-WESTFAELISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE AACHEN, 52062 AACHEN, DE

Effective date: 20110323

Owner name: MAX-DELBRUECK-CENTRUM FUER MOLEKULARE MEDIZIN, DE

Free format text: FORMER OWNER: RHEINISCH-WESTFAELISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE AACHEN, KOERPERSCHAFT DES OEFFENTLICHEN RECHTS, 52062 AACHEN, DE

Effective date: 20110323

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee