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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abbildung eines Teilchens, das sich in einem Untersuchungsobjekt befindet, sowie eine Magnetresonanzvorrichtung dafür. Insbesondere betrifft die Erfindung die Abbildung eines Teilchens, das bei einer Magnetresonanzmessung in einem angelegten Hauptmagnetfeld ein magnetisches Störfeld hervorruft.
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Die Magnetresonanztomographie ist ein weit verbreitetes Verfahren zur bildlichen Darstellung von Strukturen im Inneren eines Körpers eines Patienten. Zur Erzeugung eines Magnetresonanzsignals werden dabei im Allgemeinen Protonen von Wasserstoffmolekülen angeregt, die sich in einem präparierten, magnetischen Zustand befinden. Ein Zerfall dieser Anregung induziert ein Magnetresonanzsignal in einer Empfangsspule. Das Magnetresonanzsignal ist somit unter anderem von einer Dichte der Protonen der Wasserstoffmoleküle abhängig. Aus abzubildenden Bereichen, die eine geringe Protonendichte aufweisen, wie beispielsweise aus luftgefüllten Bereichen oder aus Knochen, wird dadurch ein geringes Magnetresonanzsignal erhalten, was zu einer Darstellung der entsprechenden Bereiche in den Magnetresonanzbildern als dunkle Stelle führt. Jedoch können derartige dunkle Stellen in Magnetresonanzbildern auch durch andere Mechanismen verursacht werden, wie beispielsweise durch lokale Magnetfelder, die durch magnetisch aktive Stoffe hervorgerufen werden. Diese lokalen Magnetfelder führen zu einer Dephasierung der angeregten Magnetisierung und erzeugen somit einen sogenannten hypointensen Kontrast.
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Dieser hypointense Kontrast kann zur Darstellung von Sonden in Form von Partikeln oder Teilchen ausgenutzt werden, in die die magnetisch aktiven Stoffe integriert sind. Derartige Teilchen finden eine Vielzahl von Anwendungen in der klinischen Routine und in der Forschung, beispielsweise im Bereich der Arzneiträgersysteme. Durch ihre magnetische Aktivität können diese magnetisch aktiven Stoffe ein magnetisches Störfeld hervorrufen, z. B. ein Dipolfeld beim Anlegen des Hauptmagnetfeldes einer Magnetresonanzmessung, wodurch sie mit hypointensen Kontrast abgebildet werden und folglich lokalisierbar sind. Insbesondere bei T2*-gewichteten Gradientenechosequenzen führt die Störung des homogenen Hauptmagnetfelds zu einem Signalverlust. In Spinechosequenzen frühen diese Störungen zudem zu Suszeptibilitätsartefakten. Ein Problem bei dieser Art der Abbildung von Teilchen ist es, dass sich die hypointensen Bildbereiche nicht eindeutig den Teilchen zuordnen lassen, da es wie oben beschrieben mehrere Ursachen für eine Signalarmut und die entsprechenden dunklen Bildbereiche gibt.
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Daher wurden Methoden vorgeschlagen, die einen hyperintensen Kontrast erzeugen. Diese Methoden nutzen das magnetische Dipolfeld der Teilchen, das sowohl Magnetfeldgradienten als auch eine Änderung der Protonen-Larmorfrequenz im direkten Umfeld der Störung bewirkt. Durch das Störfeld wird ein Resonanzbereich von Protonensignale von in Wassermolekülen gebundenen Protonen aufgeweitet.
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In „Positive contrast visualization of iron oxide-labeled stem cells using inversion-recovery with ON-resonant water suppression (IRON)", M. Stuber et. al., Magn. Reson. Med, 58: 1072–1077, Nov 2007 wird eine spinechobasierte, spektrale Methode zur hyperintensen Messung der magnetischen Störpartikel beschrieben. Hierbei werden vor einem Beginn einer Magnetresonanzmessung durch spektral selektive Inversionspulse Protonensignale von in Fett- und/oder Wassermolekülen gebundenen Protonen invertiert und/oder unterdrückt. Es entsteht eine T1-Abhängigkeit, die dazu führt, dass Stoffe mit einer inhomogenen Zeitkonstante T1 nicht ausreichend unterdrückt werden können. Jedoch weist diese Methoden den Nachteil auf, dass die Inversionspulse im spektralen Raum nur annähernd eine ideale Kastenform haben und gerade an Rändern unscharf sind. Dies führt dazu, dass meist entweder spektral derart breitbandig gesättigt wird, dass nichtresonante Signale mit gesättigt werden, oder derart schmalbandig gesättigt wird, sodass zuviel Signal der ungestörten Wasserprotonen übrig bleibt.
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Ein weiteres spinechobasiertes Verfahren ist in „Positive contrast magnetic resonance imaging of cells labeled with magnetic nanoparicles", C. H. Cunningham, Magn. Reson. Med., 53: 999–1005, May 2005 beschrieben, bei dem nur ausgewählte, nichtresonante Bereiche links und/oder rechts um das Protonensignal von Protonen, die in Wassermolekülen gebunden sind, durch einen Anregungspuls angeregt werden. Dieser Anregungspuls ist jedoch im spektralen Raum sehr unscharf.
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Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, bei der eine verbesserte Abbildung der magnetisch aktiven Teilchen erreicht werden kann. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zu einer Abbildung eines Teilchens, das sich in einem Untersuchungsobjekt befindet, mit einer bildgebenden Magnetresonanzmessung, die eine Pulssequenz mit einem Anregungspuls umfasst, der zu einem Erzeugen einer transversalen Magnetisierung des Untersuchungsobjekts aus einer sich in einem Hauptmagnetfeld einstellenden Magnetisierung vorgesehen ist, wobei das Teilchen bei der Magnetresonanzmessung in dem angelegten Hauptmagnetfeld ein magnetisches Störfeld hervorruft.
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Es wird vorgeschlagen, dass nach dem Anregungspuls zumindest ein spektral selektiver Refokussierungspuls zu einer Erzeugung eines Spinechos in einem nichtresonanten Frequenzbereich erzeugt wird. Vorzugsweise ist der Anregungspuls von einem breitbandigen Anregungspuls gebildet. In diesem Zusammenhang soll unter einem nichtresonanten Frequenzbereich insbesondere ein Frequenzbereich verstanden werden, der zumindest teilweise neben und/oder außerhalb eines Resonanzfrequenzbereichs eines Resonanzsignals von Protonen, beispielsweise von in Wassermolekülen oder Fettmolekülen gebunden Protonen, angeordnet ist. Der spektral selektive Refokussierungspuls ist vorzugsweise von einem 180°-Puls gebildet, der eine 180°-Drehung der Protonenspins bewirkt, so dass sich das Vorzeichen einer Magnetisierung der Protonenspins in y-Richtung umkehrt. Die durch das Teilchen hervorgerufene Störung des Hauptmagnetfelds bewirkt ein Störsignal in der Magnetresonanzmessung, das bei einer breitbandigen Refokussierung oder einem breitbandigen Spinecho zumindest teilweise einer Resonanzfrequenz der in Wassermolekülen gebundenen Protonen überlagert ist und zu einer Aufweitung des Resonanzsignals führt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhafte Darstellung und/oder ein vorteilhafter Nachweis der Teilchen erreicht werden, da sich das Magnetresonanzsignal nur aus Signalen aus den refokussierten Bereichen zusammensetzt und somit in den aufgenommenen Magnetresonanzbilder einen großen Kontrastbereich abdeckt. Darüber hinaus können mehrere spektral selektive Refokussierungspulse erzeugt werden, die nach der Anregung ausgesandt werden und somit unterschiedlich Bereiche um den Resonanzfrequenzbereich jeweils selektiv erfasst und abgebildet werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der spektral selektive Refokussierungspuls mit Refokussierungsfrequenzen innerhalb eines Refokussierungsfrequenzbereichs, der direkt neben einem Resonanzfrequenzbereich angeordnet ist, erzeugt wird. Es kann hierbei eine vorteilhafte Trennung von Signalen der magnetisch aktiven Teilchen, die den Resonanzsignalen, insbesondere Signalen aus einem Resonanzfrequenzbereich von in Wassermolekülen gebundenen Protonen, überlagert sind, von den Resonanzsignalen erreicht werden. Zudem kann hierbei ein Magnetresonanzbild rekonstruiert werden, in dem nur Signale mit Refokussierungsfrequenzen aus dem Refokussierungsfrequenzbereichs beitragen und zudem Beiträge und/oder Signale aus dem Resonanzfrequenzbereich vorteilhaft unterdrückt werden. Die Refokussierungsfrequenzen können hierbei kleiner und/oder größer als Resonanzfrequenzen des Resonanzfrequenzbereichs sein. Vorzugsweise entspricht der Refokussierungsfrequenzbereich dem Frequenzbereich der Teilchen mit den magnetisch aktiven Stoffen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass nach dem Anregungspuls zumindest zwei Refokussierungspulse mit zumindest teilweise unterschiedlichen Refokussierungsfrequenzbereichen erzeugt werden. Es können hierdurch nach einer Anregung mehrere Spinechos mit einer unterschiedlichen spektralen Selektion erzeugt werden. Zudem können mehrer Magnetresonanzbilder mit nur einem einzigen Anregungspuls erzeugt werden.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass der Resonanzfrequenzbereich im Wesentlichen Resonanzfrequenzen von in Wasser gebundenen Protonen umfasst, wodurch eine vorteilhafte Signaltrennung der Signale der in Wasser gebundenen Protonen von den Signalen der Teilchen mit den magnetisch aktiven Stoffen erreicht werden kann.
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Ein normaler, insbesondere anatomischer, Magnetresonanzkontrast des Untersuchungsobjekts kann vorteilhaft erzeugt werden, wenn zumindest ein weiterer Refokussierungspuls, der von einem breitbandigen Refokussierungspuls gebildet ist, ausgesendet wird. In diesem Zusammenhang soll unter einem breitbandigen Refokussierungspuls insbesondere ein Refokussierungspuls verstanden werden, der einen großen und/oder breiten spektralen Refokussierungsfrequenzbereich abdeckt. Der große und/oder breite spektrale Refokussierungsfrequenzbereich kann dabei sowohl nichtresonante Frequenzbereiche umfassen als auch resonante Frequenzbereiche, insbesondere den Resonanzfrequenzbereich von in Wasser gebundenen Protonen.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Anregungspuls selektiv auf den nichtresonanten Frequenzbereich beschränkt wird. Es kann hierbei eine vorteilhafte Anregung außerhalb eines Resonanzfrequenzbereichs, beispielsweise außerhalb des Resonanzfrequenzbereichs von in Wassermolekülen gebundenen Protonen, erreicht werden und somit Signale aus dem Resonanzfrequenzbereich unterdrückt werden.
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Es wird zudem vorgeschlagen, dass ein Unterdrückungspuls ausgesendet wird, der zumindest teilweise Signale eines Resonanzfrequenzbereichs unterdrückt, so dass im Wesentlichen ausschließlich Signale, die außerhalb des Resonanzfrequenzbereichs liegen, zur Magnetresonanzbildgebung beitragen. Vorzugsweise wird der Unterdrückungspuls vor einem Beginn der Magnetresonanzmessung, insbesondere des Anregungspulses, ausgesendet. Der Unterdrückungspuls kann von einem Inversionspuls, insbesondere einem spektral selektiven Inversionspuls, gebildet sein, der auf die Resonanzfrequenzbereich von Protonen, die in Fettmolekülen und/oder Wassermolekülen gebunden sind, abgestimmt ist und die Signale der in Fett- und/oder Wassermolekülen gebundenen Protonen invertiert.
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Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass kombinierte Bilddaten durch Addieren oder Subtrahieren von Bilddaten für zumindest zwei unterschiedliche, spektral selektive Refokussierungspulse bestimmt werden. Durch gezieltes Addieren oder Subtrahieren der Bilddaten für unterschiedliche Refokussierungspulse kann ein Kontrast einer Darstellung vorteilhaft erhöht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das Teilchen von einem magnetisch aktiven Teilchen gebildet ist, das Eisenoxid umfasst. Das Teilchen kann insbesondere superparamagnetische Nanopartikel aus Eisenoxid umfassen. Eine Abbildung von Teilchen mit anderem Aufbau und/oder anderer Zusammensetzung, die ein magnetisches Störfeld bei einem Anlegen des Hauptmagnetfelds verursachen, ist natürlich ebenfalls jederzeit möglich.
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Ferner geht die Erfindung aus von einer Magnetresonanzvorrichtung, die zu einer Abbildung eines Teilchens, das sich in einem Untersuchungsobjekt befindet, mittels einer Magnetresonanzmessung ausgelegt ist. Die Magnetresonanzvorrichtung umfasst hierzu einen Magneten, der zu einem Anlegen eines Hauptmagnetfelds ausgestaltet ist, eine Hochfrequenzspuleneinheit, die zu einem Einstrahlen von Hochfrequenzpulsen ausgestaltet ist, eine Gradienteneinheit, die zu einem Schalten von Magnetfeldgradienten ausgestaltet ist, und eine Steuereinheit, die zu einem Steuern des Magneten, der Hochfrequenzspuleneinheit und der Gradienteneinheit ausgelegt ist und die ein Aussenden eines Anregungsimpuls einer Pulssequenz zu einem Erzeugen einer transversalen Magnetisierung des Untersuchungsobjekts aus einer sich in einem Hauptmagnetfeld einstellenden Magnetisierung steuert.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zumindest einen spektral selektiven Refokussierungspuls steuert, der nach dem Anregungspuls zu einer Erzeugung eines Spinechos in einem nichtresonanten Frequenzbereich erzeugt wird. Es kann eine vorteilhafte Darstellung und/oder ein vorteilhafter Nachweis der Teilchen erreicht werden, da sich das Magnetresonanzsignal nur aus Signalen aus den refokussierten Bereichen zusammensetzt und somit in den aufgenommenen Magnetresonanzbilder einen großen Kontrastbereich abdeckt. Darüber hinaus können mehrere spektral selektive Refokussierungspulse erzeugt werden, die nach der Anregung ausgesandt werden und somit unterschiedlich Bereiche um den Resonanzfrequenzbereich jeweils selektiv erfasst und abgebildet werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Magnetresonanzvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
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2 ein erfindungsgemäßes Verfahren in einer schematischen Darstellung,
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3 eine Pulssequenz der Magnetresonanzvorrichtung, und
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4 eine schematische Darstellung einer Frequenzverteilung.
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Anhand der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren und eine Magnetresonanzvorrichtung 1 zu einer Abbildung von magnetisch aktiven Teilchen, die in einem angelegten Hauptmagnetfeld B0 ein Störfeld, beispielsweise ein Dipolfeld erzeugen, genauer erläutert. Die Teilchen sind von magnetisch aktiven Teilchen gebildet, die Eisenoxid umfassen.
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In 1 ist die erfindungsgemäße Magnetresonanzvorrichtung 1 schematisch dargestellt. Die Magnetresonanzvorrichtung 1 weist einen Magneten 2 zur Erzeugung des Hauptmagnetfelds B0 auf. Zudem weist die Magnetresonanzvorrichtung 1 einen zylinderförmigen Aufnahmebereich 3 zur Aufnahme eines Patienten 4 auf, der von dem Magneten 2 in eine Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs 3 umgeben ist. Ein Untersuchungsobjekt, hier der Patient 4, kann mittels einer Patientenliege 5 der Magnetresonanzvorrichtung 1 in den Aufnahmebereich 3 entlang einer Vorzugsrichtung 6 geschoben werden, wie dies in 1 durch Pfeile dargestellt ist. Die Magnetresonanzvorrichtung 1 weist weiterhin eine Gradienteneinheit 7 und Gradientenspulen 8 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Bildgebung und eine Ortskodierung verwendet werden. Die Gradientenspulen 8 werden mittels der Gradienteneinheit 7 gesteuert.
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Des Weiteren weist die Magnetresonanzvorrichtung 1 Hochfrequenzspulen 10 und eine Hochfrequenzspuleneinheit 9 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Magneten 2 erzeugten Hauptmagnetfeld B0 einstellt, auf. Die Hochfrequenzspulen 10 werden von der Hochfrequenzspuleneinheit 9 gesteuert und strahlen ein Hochfrequenzfeld, beispielsweise in Form eines von einem Hochfrequenzpuls gebildeten Anregungspulses 15, in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Aufnahmebereich 3 gebildet ist, ein. Hierdurch wird die Magnetisierung aus ihrer Gleichgewichtslage ausgelenkt. Die Anregungspulse werden mit verschiedenen Flipwinkeln eingestrahlt, die beispielsweise zwischen größer 0° und 90° liegen. Durch ein Auslenken der sich im Hauptmagnetfeld B0 einstellenden Magnetisierung (z. B. in z-Richtung) wird eine transversale Magnetisierung (z. B. in x/y-Ebene) erzeugt, deren Zerfall als Induktion mittels Empfangsspulen detektierbar ist. Die Empfangsspulen sind dabei von den Hochfrequenzspulen 10 umfasst. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, dass die Magnetresonanzvorrichtung 1 separate Empfangsspulen, wie beispielsweise Kopfspulen, Körperspulen und/oder weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Empfangsspulen, aufweist.
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Zu einer Steuerung des Magneten 2, der Gradienteneinheit 7 und zur Steuerung der Hochfrequenzspuleneinheit 9 weist die Magnetresonanzvorrichtung 1 eine Steuereinheit 12 auf. Die Steuereinheit 12 steuert zentral die Magnetresonanzvorrichtung 1, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Eine Auswahl einer durchzuführenden Bildgebungssequenz kann mit einer Eingabeeinheit 13 der Magnetresonanzvorrichtung 1 erfolgen. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanzbilder können auf einer Anzeigeeinheit 14 der Magnetresonanzvorrichtung 1 angezeigt werden. Mittels der Steuereinheit 13 werden zudem aus den erfassten Magnetresonanzsignalen Magnetresonanzbilder rekonstruiert. Zudem ist die Steuereinheit 13 zu weiteren Bildverarbeitungsschritten, wie ein Kombinieren von Daten zweier unterschiedlicher Magnetresonanzbilder zu einem kontrastverstärkten Magnetresonanzbild vorgesehen.
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Die in 1 schematisch dargestellte Magnetresonanzvorrichtung 1 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzvorrichtung 1 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise einer Magnetresonanzvorrichtung 1 ist dem Fachmann bekannt, sodass auf eine detaillierte Beschreibung der allgemeinen Komponenten verzichtet wird.
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In 2 ist ein Verfahrenablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abbildung von magnetisch aktiven Teilchen mit einer Magnetresonanzmessung dargestellt. In einem ersten Schritt erfolgt das Anlegen 50 des Hauptmagnetfeldes B0 in dem Untersuchungsraum mittels des Magneten 2. Der Patient 4 oder das Untersuchungsobjekt, in dem sich die abzubildenden Teilchen befinden, ist in dem Untersuchungsraum und damit in dem Hauptmagnetfeld B0 angeordnet.
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Die Magnetresonanzmessung umfasst eine Pulssequenz, die in 3 dargestellt ist. Die Pulssequenz ist hinsichtlich einer Schaltung von Gradienten in x-, y- und z-Richtung von einer Standardpulssequenz gebildet, die dem Fachmann bekannt ist. Die Pulssequenz ist von einer Spinechosequenz gebildet ist und wird von der Steuereinheit 12 gesteuert. Zu Beginn der Pulssequenz werden zur gezielten Abbildung einer Schicht in einem Schichtselektionsschritt 51 Schichtselektionsgradienten geschaltet, z. B. in z-Richtung. Anschließend wird in einem Anregungsschritt 52 ein Anregungspuls 15 (3) erzeugt und in den Untersuchungsraum eingestrahlt zu einem Auslenken der sich im Hauptmagnetfeld B0 eingestellten Magnetisierung. Der Anregungspuls 15 ist von einem breitbandigen Hochfrequenzpuls gebildet, der einen breiten Frequenzbereich abdeckt. In Bereichen, in denen aufgrund des angelegten Schichtselektionsgradienten eine Larmorfrequenz der präzedierenden Protonenspins mit einer Frequenz des eingestrahlten Anregungspulses 15 übereinstimmt, wird damit die Magnetisierung zumindest teilweise in die x/y-Ebene geklappt und somit eine transversale Magnetisierung erzeugt. Zudem können weitere Pulse und/oder Gradienten nach dem Anregungspuls geschaltet werden, wie beispielsweise ein Dephasierungsgradient und/oder Frequenzkodierungsgradienten.
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Anschließend wird in einem Aussendeschritt 53 ein spektral selektiver Refokussierungspuls 16 (3) zur Erzeugung eines Spinechos in einem nichtresonanten Refokussierungsfrequenzbereichs 17 (4) ausgesandt. Der Refokussierungspuls 16 ist hierbei von einem 180°-Puls gebildet, der eine 180°-Drehung der Spins der Protonen bewirkt, so dass sich das Vorzeichen der Magnetisierung der Spins in einer y-Richtung umkehrt. Sowohl das Aussenden des Anregungspulses 15 als auch das Aussenden des Refokussierungspulses 16 ist von der Steuereinheit 12 gesteuert. Nach dem Aussendeschritt 53 zum Aussenden des Refokussierungspulses 16 erfolgt ein Aufnahmeschritt 54 zu einer Signalaufnahme 18 des Spinechos (3). Aus Daten der Magnetresonanzmessung werden in einem Rekonstruktionsschritt 55 mittels der Steuereinheit 12 Bilddaten für ein Magnetresonanzbild rekonstruiert. In diesen ist nur das Signal aus den refokussierten Bereichen zu sehen.
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In 4 ist eine Frequenzverteilung dargestellt, die einen Frequenzbereich mit einem Resonanzfrequenzbereich 19 von in Fettmolekülen gebundenen Wasserstoffatomen und einem Resonanzfrequenzbereich 20 von in Wassermolekülen gebundenen Wasserstoffatomen abdeckt. Der Resonanzfrequenzbereich 20 der in Wasser gebundenen Wasserstoffatome oder Protonen ist aufgeweitet aufgrund eines Störsignals 21, das von innerhalb des Hauptmagnetfelds B0 befindlichen magnetisch aktiven Partikel oder Teilchen hervorgerufen wird, die ein Störfeld in Form eines Dipolfeldes hervorrufen oder erzeugen. Um die aufgrund des Störfelds hervorgerufenen Signale und Resonanzsignale 28 der in Wasser gebundenen Wasserstoffatome oder Protonen zu unterscheiden, ist der Refokussierungspuls 16 auf einen Refokussierungsfrequenzbereich 17, 22 neben dem Resonanzfrequenzbereich 20 beschränkt. Der Refokussierungsfrequenzbereich 17, 22 ist dabei spektral selektiv auf einen Frequenzbereich direkt neben dem Resonanzfrequenzbereich 20 zur Erzeugung eines Spinechos in dem nichtresonanten Refokussierungsfrequenzbereich 17, 22 beschränkt. Zu dem gemessenen Signal tragen somit nur die Signale aus dem nichtresonanten Refokussierungsfrequenzbereich 17, 22 bei, so dass ein großer Kontrastbereich in den daraus resultierenden Magnetresonanzbildern abgedeckt wird. Der nichtresonante Refokussierungsfrequenzbereich 17, 20 kann dabei Frequenzen enthalten, die größer oder kleiner als Resonanzfrequenzen des Resonanzfrequenzbereichs 19, 20 sind.
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Nach dem Aufnehmen des ersten Spinechosignals aufgrund des ersten Refokussierungspulses 16 folgt erneut der Aussendeschritt 53 und ein zweiter Refokussierungspuls 23 wird erzeugt und ausgesendet. Der zweite Refokussierungspuls 23 deckt einen zum ersten nichtresonanten Refokussierungsfrequenzbereich 17 unterschiedlichen nichtresonanten Refokussierungsfrequenzbereich 22 ab. Beispielsweise kann der erste Refokussierungspuls 16 den Refokussierungsfrequenzbereich 17 links des Resonanzfrequenzbereichs 20 aus 4 und der zweite Refokussierungspuls 23 den Refokussierungsfrequenzbereich 22 rechts des Resonanzfrequenzbereichs 20 abdecken. Zudem kann der erste Refokussierungspuls 16 von einem spektral selektiven Refokussierungspuls 16 mit einem Refokussierungsfrequenzbereich 17, 22 links oder rechts des Resonanzfrequenzbereichs gebildet sein und der zweite Refokussierungspuls 23 von einem breitbandigen Refokussierungspuls 23 gebildet sein. Der breitbandige Refokussierungspuls 23 deckt dabei einen Refokussierungsfrequenzbereich 24 ab, der sowohl den nichtresonanten Frequenzbereich 17, 22 als auch die Resonanzfrequenzbereiche 19, 20 umfasst, so dass ein anatomischer Kontrast erfasst werden kann. Zudem kann der spektral selektive Refokussierungspuls 16 zudem sowohl den nichtresonanten Refokussierungsfrequenzbereich 17, 22 mit Refokussierungsfrequenzen, die sowohl größer und kleiner als Resonanzfrequenzen des Resonanzfrequenzbereichs 20 ausgebildet sind, umfassen.
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Alternativ hierzu ist es jederzeit möglich, dass nach dem Anregungspuls 15 drei oder mehr Refokussierungspulse 16, 23 erzeugt und ausgesandt werden, die zumindest teilweise einen spektral selektiven Refokussierungsfrequenzbereich 17, 22, 24 abdecken. Es können beispielsweise die ersten beiden Refokussierungspulse 16, 23 einen Refokussierungsfrequenzbereich 17, 22 links oder rechts des Resonanzfrequenzbereichs 20 aufweisen und ein dritter Refokussierungspuls von einem breitbandigen Refokussierungspuls gebildet sein. Mittels eines Anregungspulses 15 können derart mehrere Spinechos erzeugt und aufgenommen werden, die jeweils einen zumindest teilweise unterschiedlichen Refokussierungsfrequenzbereich 17, 22, 24 aufweisen. Daraus werden von der Steuereinheit 15 Bilddaten für Magnetresonanzbilder mit jeweils einem unterschiedlichen spektralen Bereich rekonstruiert.
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Nach dem erneuten Aussendeschritt 53 zum Aussenden des zweiten Refokussierungspulses 23 erfolgt erneut der Aufnahmeschritt zur Signalaufnahme 26 des zweiten Spinechos und erneut der Rekonstruktionsschritt 55 zum Rekonstruieren eines zweiten Magnetresonanzbildes.
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Zu einer Konrastverstärkung der einzelnen Magnetresonanzbilder können mittels der Steuereinheit 12 kombinierte Bilddaten aus zumindest zwei unterschiedlichen, spektral selektiven Refokussierungspulsen 16, 23 gewonnen werden. Hierzu werden die Bilddaten der unterschiedlichen, spektral selektiven Refokussierungspulse 16, 23 von der Steuereinheit 12 addiert oder subtrahiert und ein neuer Bilddatensatz rekonstruiert, so dass ein großes Kontrastspektrum in den rekonstruierten Magnetresonanzbildern erzeugt wird.
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Neben einem breitbandigen Anregungspuls 15 ist es ferner möglich, dass in dem Anregungsschritt 52 der Anregungspuls 15 spektral selektiv auf einen nichtresonanten Frequenzbereich, der im Wesentlichen von einem der Resonanzfrequenzbereiche 17, 22 gebildet ist, beschränkt wird.
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Des Weiteren ist es möglich, dass zusätzlich zu den Refokussierungspulsen 16, 23 Unterdrückungspulse 26, 27 generiert werden, die in 4 durch einen schraffierten Bereich dargestellt werden. Die Unterdrückungspulse 26, 27 unterdrücken zumindest teilweise Signale des Resonanzfrequenzbereichs 19, 20, insbesondere des Resonanzfrequenzbereichs 20 der in Wasser gebundenen Wasserstoffatome. Mittels der Unterdrückungspulse werden die Resonanzsignale 28 der in Wassermolekülen und/oder Resonanzsignale 29 der in Fettmolekülen gebundenen Protonen invertiert. Dies erfolgt vorzugsweise vor einem Aussenden des Anregungspulses 15.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Positive contrast visualization of iron oxide-labeled stem cells using inversion-recovery with ON-resonant water suppression (IRON)”, M. Stuber et. al., Magn. Reson. Med, 58: 1072–1077, Nov 2007 [0005]
- „Positive contrast magnetic resonance imaging of cells labeled with magnetic nanoparicles”, C. H. Cunningham, Magn. Reson. Med., 53: 999–1005, May 2005 [0006]
