DE2854774A1

DE2854774A1 - Surface live examination appts. for body tissue etc. - measures nuclide density and both relaxation times using spin echo

Info

Publication number: DE2854774A1
Application number: DE19782854774
Authority: DE
Inventors: Wilfried Hellmuth Dr Bergmann
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Bergmann Wilfried Hellmuth Dr 5476 Niederduere
Priority date: 1978-12-19
Filing date: 1978-12-19
Publication date: 1980-07-10

Abstract

The examination appts. is for live tissue, bones, organs, nerves and flowing blood for preventive purposes or to check the progress of therapeutic measures using the spin-echo technique. The sending and measuring coils of a core-spin-resonance apparatus enclose the area to be examined completely, and a detector and a computer to evaluate the measured values are included. The appts. has elements for measuring the nuclide density (with a magnetic core moment other than zero) in the selected examination volume, and for determining the spin-grid and spin-spin relaxation times, as well as the components of the diffusion tensor. Other elements measure the shortening of the spin-spin relaxation time, dependent on the flow state of blood in the examination volume. Both the working temperature of the measuring coil and that of the whole primary detection circuit are very low, preferably in the superconductivity range, and particularly in the temperature range of superfluid helium, e.g. below 1.85K.

Description

Vorrichtung zur noninvasiven, lokalen in-vivo-Untersuchungew von Körpergewebe, Organen, Knochen, Nerven oder von strömendem Blut auf der Basis der Spin-Echo-Technik ============================================= Die Erfindung betrifft eine auf dem Prinzip der Spin-Echo-Technik beruhende Vorrichtung zur noninvasiven, lokalen, in-vivo-Untersuchungen von Körpergewebe, Organen, Knochen, Nerven und von strömendem Blut im Rahmen der Vorsorgeuntersuchung sowie zur Verlaufskontrolle von therapeutischen Maßnahmen. Diese -Vorrichtung besitzt eine den Probanden vorzugsweise vollständig, zumindest aber den zu untersuchenden Bereich des Patienten umschließendes Magnetsystem snmt Sende- und Meßspulenanordnung. Device for non-invasive, local in-vivo examinations from Body tissue, organs, bones, nerves or from flowing blood based on the Spin-Echo-Technique ======================================================================== The invention relates to a device based on the principle of spin-echo technology for non-invasive, local, in-vivo examinations of body tissue, organs, bones, nerves and of flowing blood as part of the preventive medical check-up and for monitoring the progress of therapeutic measures. This device preferably has one of the test subjects completely, at least but the area of the patient to be examined Enclosing magnet system snmt transmitter and measuring coil arrangement.

Seit 1959 werden verschiedene Methoden der magnetischen Kernspin-Resonanz (NEIR = Nuclear Magnetic Resonance) hin zu non-invasiven, in-vivo-Beobachtungs- und Meßmethoden für physiologische Prozesse und für die Diagnostik weiterentwickelt. Die Arbeiten /1/ bis /20/ beinhalten Untersuchungen zur Haemodynamik. 1968 wurde erstmals die NMR zum Studium der Struktur des intra-zellularen Wassers und ihres Metabolismus /21/ bis /28/ angewandt. Nach den beiden zuletzt zitierten Arbeiten /26/ und /27/ wurde extravasales Wasser in myocardialem und im Lungengewebe beobachtet, um Herzinfarkt und Lungenödem zu studieren.Since 1959 different methods of magnetic nuclear spin resonance are used (NEIR = Nuclear Magnetic Resonance) to non-invasive, in-vivo observation and measuring methods for physiological processes and for diagnostics are further developed. The theses / 1 / to / 20 / contain studies on hemodynamics. 1968 became for the first time NMR to study the structure of intra-cellular water and its Metabolism / 21 / to / 28 / applied. After the last two works cited / 26 / and / 27 / extravascular water was observed in myocardial and lung tissue, to study heart attack and pulmonary edema.

In /16/ und /73/ deutet sich eine Möglichkeit zur Diagnose der Ischämie an. 1971 trat die Krebsforschung als weiteres Anwendungsgebiet der NMR hinzu, was die Literaturstellen /29/ bis /45/ belegen. Schließlich wurde 1974 mit der Entwicklung einer Anzahl von NMR-Körperquerschnitt-bildgebenden-Verfahren (Zeugmatographie) /46/ bis /73/ begonnen, die heute bereits ein Auflösungsvermögen von 0,4 x 0,4 x 3,0 mm3 /73/ erreicht haben. Das in "Physics Today" vom Dezember 1977 wiedergegebene Kopf-Röntgen-Computer-Tomogramm /75/ und das von Hinshaw und Mitarbeitern /73/ gleichzeitig publizierte NMR-Zeugmato- gramm eines menschlichen Handgelenkes erreichen eine vergleichbare Bildqualität. Allerdings wurde zu der letztgenannten-Aufnahme etwa die 100-fache Zeit (9 min) benötigt.In / 16 / and / 73 / there is a possibility of diagnosing ischemia at. In 1971 cancer research was added as a further area of application for NMR, what the references / 29 / to / 45 / prove. Finally 1974 began with the development a number of NMR body cross-section imaging methods (zeugmatography) / 46 / to / 73 / which already have a resolution of 0.4 x 0.4 x 3.0 mm3 / 73 /. The one reproduced in "Physics Today" of December 1977 Head X-ray computer tomogram / 75 / and that of Hinshaw and colleagues / 73 / at the same time published NMR testimonials gram of a human wrist achieve a comparable image quality. However, the latter became the recording takes about 100 times the time (9 min).

Ein schwerwiegender Nachteil der bekannten NMR-Methoden geht darauf zurück, daß sie bei einem Signal-Rausch-Verhältnis viel zu nahe bei eins arbeiten müssen. Daraus folgt, daß sich mit ihnen nur Probenteilbereiche unter suchen lassen, die für detaillierte und differenzierte Aussagen noch zu groß sind. Nur durch mehrfache wie der holte Datenakkumulation und Datenmittlung, wozu eine relativ lange Zeit benötigt wird, lassen sich die atfgezeigten Resultate erzielen. Durch das mehrfache An- ud Aumessen des "gleichen", sich z.B. mit der Atmung- und/oder Pulsfrequenz leicht variierenden Beobachtungsbereiches ergibt sich eine weitere Ungenauigkeit der Meßresultate.This is a serious disadvantage of the known NMR methods back that they are working far too close to one at a signal-to-noise ratio have to. It follows from this that only partial areas of the sample can be examined with them, which are still too large for detailed and differentiated statements. Just by multiple like the fetched data accumulation and data transfer, including a relatively long time is required, the results shown can be achieved. By the multiple Measure and measure the "same", e.g. with the breathing and / or pulse frequency slightly varying observation area results in a further inaccuracy of the measurement results.

Daraus folgt, daß sich mit ihnen nur Probenteilbereiche untersuchen lassen, die für detaillierte und differenzierte Aussagen noch zu groß sind,und daß durch die mehrfache wiederholte Datenakkumulation und Datenmittlung eine relativ zu lange Zeit benötigt wird.It follows from this that only partial areas of the sample can be examined with them that are still too big for detailed and differentiated statements, and that due to the multiple repeated data accumulation and data averaging, a relative takes too long.

Den an sich leistungsfähigen Methoden der Röntgonographie, der -Rönt gen-Angiographi e oder der Röntgen-Computer Tomographie wie auch jeder nuklearmedizinischen Diagnostik steht entgegen, daß die Strahlenbelastung des Patienten oft sehr nahe an die Grenze permanenter Schädigung für empfindliche Gewebe und Organe (Eintrittsdosis L 3 rad) heranreicht. Bereits aus diesem Grund scheiden diese Methoden für die Vorsorge- und Früherkennungs-Screening-Untersuchung sowie auch weitgehend für die Verlaufskontrolle von therapeutischen Maßnahme aus.The powerful methods of x-ray gonography, the x-ray gene angiography or X-ray computer tomography as well as any nuclear medicine Diagnostics is contrary to the radiation exposure of the patient often very close to the limit of permanent damage to sensitive tissues and organs (Entry dose L 3 rad). For this reason alone, these methods differ for the preventive and early detection screening examination as well as largely for the follow-up of therapeutic measures.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der genau lokalisiert in sehr kleinen Teilbereichen Spin-Echo-Messungen mit einer einzigen Pulssequenz mit hoher Empfindlichkeit und bei gutem Signal-Rausch-Verhältnis bzw. hohem örtlichen und zeitlichen Auflösungsvermögen durchgeführt werden können.The invention is now based on the object of providing a device create, with the precisely localized spin-echo measurements in very small sub-areas with a single pulse sequence with high sensitivity and a good signal-to-noise ratio or high spatial and temporal resolution.

Ziel ist es, bei der Diagnose mit einer einzigen Aufnahme eines Beobachtungsbereiches (-Volumenelementes) auszukommcn, während man bisher wegen des kleinen Signal-Rausch-Verhältnisses erst durch Mittelung zahlreicher Aufnahmen das für eine Auswertung notwendige Auflösungsvermögen erreichen konnte.The aim is to diagnose with a single recording of an observation area (-Volume element), while so far because of the small signal-to-noise ratio the resolution required for an evaluation only by averaging numerous recordings could achieve.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe mit einer Kernspinresonanzapparatur der eingangs genannten Art gelöst werden kann, wenn diese mit Einrichtungen zur Messung der Nukliddichte (mit magnetischen Kernmoment 6 O) im vorgegebenen, d.h. ausgewählten, genau lokalisierten Betrachtungsvolumen, zu dessen Mitführung bei Objektbewegungen und zur Bestimmung der beiden Relaxationszeiten, nämlich der Spin-Gitter-Relaxationszeit und der Spin-Spin-Relaxationszeit sowie der Komponenten des Diffusionstensors ausgerüstet ist und wenn sie ferner Einrichtungen zur Bestimmung der Verkürzung der Spin-Spin-Relaxationszeit in Abhängigkeit von dem jeweiligen Strömungsverhalten des im Betrachtungsvolumen strömenden Blutes aufweist; erfindungswesentlich ist ferner, daß die Arbeitstemperatur sowohl der Meßspulenanordnung als auch des gesamten primären Detektionskreises bei sehr tiefen Temperaturen, vorzugsweise im Supraleitfähigkeitsbereichs, insbesondere im Temperaturbereich des superfluiden Heliums unter etwa 1,85 K liegt.It has now been shown that this task can be performed with a nuclear magnetic resonance apparatus the type mentioned can be solved if this with facilities for Measurement of the nuclide density (with magnetic nuclear moment 6 O) in the given, i.e. selected, precisely localized viewing volume, contributes to its entrainment Object movements and to determine the two relaxation times, namely the spin-lattice relaxation time and the spin-spin relaxation time as well as the components of the diffusion tensor and if they also have facilities for determining the shortening of the spin-spin relaxation time depending on the respective flow behavior of the volume under consideration having flowing blood; It is also essential to the invention that the working temperature both the measuring coil arrangement and the entire primary detection circuit very low temperatures, preferably in the superconductivity range, in particular is below about 1.85 K in the temperature range of superfluid helium.

In einer bevorzugten Aúsffihrungsart der Erfindung besteht die Meßanordnung im wesentlichen aus einem Elektromagneten und/oder supraleitenden Magnetsystem, das ein homogenes, zeitlich äußerst konstantes Magnetfeld-erzeugt, des weiteren aus Magnetspulen zur Erzeugung von langsam variablen dreidimensionalen linearen und quadratischen Gradientenfeldern, die zur Einschränkung und Größe'nkontrolle des Resonanzbereiches auf das Betrachtungsvolumen, zu dessen Mitführung bei Objektbewegungen hervorgerufen durch Herzaktion, Atembewegung, Darmperistaltik und andere periodische Körperbewegungen und zur Strömungsanalyse dienen, ferner aus einem Spulensystem mit einer Steuer- einheit zur Erzeugung schneller dreidimensionaler magnetischer Gradientenfeldpulse zwecks Bestimmung der Komponenten des Diffusionstensors. Zur Reduzierung des Einflusses der von außen eingestreuten Störfelder ist im Inneren der erfindungsgemäßen Vorrichtung, vorzugsweise koaxial zur Sendespulenanordnung, eine Gradiometerempfangsspule erster oder zweiter Ordnung angebracht. Das Empfangs- bzw. Detektionssystem ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem SQUID-Detektor und/oder mit einem bei den genannten tiefen Temperaturen arbeitenden Vorverstärker ausgerüstet.In a preferred embodiment of the invention, there is the measuring arrangement essentially consisting of an electromagnet and / or superconducting magnet system, that generates a homogeneous magnetic field that is extremely constant over time, furthermore from magnetic coils for the generation of slowly variable three-dimensional linear and quadratic gradient fields, which are used to restrict and control the size the resonance range on the viewing volume, to carry it along with object movements caused by heart action, breathing movement, intestinal peristalsis and other periodic Body movements and flow analysis are used, furthermore from a coil system with a tax unit for the generation of three-dimensional magnetic gradient field pulses for the purpose of determining the components of the diffusion tensor. To reduce the influence of the interference fields interspersed from the outside is inside the device according to the invention, preferably coaxial to the transmitter coil arrangement, a gradiometer receiving coil of the first or second order is attached. The reception or detection system is in this embodiment with a SQUID detector and / or with a preamplifier operating at the low temperatures mentioned equipped.

Das Joch des zur Erzeugung des homogenen, zeitlich konstanten Magnetfeldes dienenden Magnetsystems in der Meßanordnung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß es allseitig möglichst geschlossen ist, um externe Störungen weitgehend von dem Empfangssystem abzuschirmen. Zur vollständigen Konstanthaltung des Feldes 110 kann sein Fluß in einem entsprechend ausgelegten, in sich kurzgeschlossenen supraleitenden Magneten,der innerhalb des Joches angebracht ist, eingefroren werden.The yoke of the to generate the homogeneous, temporally constant magnetic field Serving magnet system in the measuring arrangement is preferably designed so that it is closed on all sides as far as possible in order to largely avoid external interference from the receiving system shield. To keep the field 110 completely constant, its flow in an appropriately designed, internally short-circuited superconducting magnet, the attached within the yoke, be frozen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung sind supraleitende Kurzschlußspulen mit niedriger Windungszahl nach Art von Helmholtz-Spulen derart außerhalb des Joches angeordnet, daß sie vorzugsweise während des Meßbetriebes die Fluktuationen aller Störfelder kompensieren, so daß das Joch und damit in entsprechender Weise auch Ho lediglich einem zeitlich konstanten "Zusatzfeld' als resultierendes externes Stört feld ausgesetzt sind.According to a further advantageous embodiment of the invention are Superconducting short-circuit coils with a low number of turns in the manner of Helmholtz coils so arranged outside of the yoke that they are preferably while of the measuring operation compensate the fluctuations of all interference fields, so that the yoke and thus, in a corresponding way, Ho is only an "additional field" that is constant over time as a resultant external disturbance field.

Des weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, zur Kompensation und Ausschaltung von Unschärfeeffekten die durch periodische Objektbewegungen, wie Herzaktlonen, Atembewegungen, Darmperistaltik und andere Körperbewegungen hervorgerufen werden, in einem vorgegebenen Rhytmus intermittierend die zeitlichen Bewegungen von zwei oder mehreren anatomisch ausgezeichneteü Reterenzpunkten, wie markanten Gefäßverzweigungen des zu unter such-enden Organs, zu vermessen. Aus diesen Koordinatenbewegungen wird die entsprechende affine Transformation als Funktion der Zeit abgeleitet, mit deren Hilfe zu verschiedenen Zeiten der Objektbewegungen gewonnene Informationen entweder auf eine beliebig vorwählbare Zeit geometrisch reduziert und/oder nach ihren Ursprungszeiten sortiert abgebildet werden. Mit Hilfe dieser Transformation kann ebenfalls das Betrachtungsvolumen den Objektbewegungen entsprechend automatisch mitgeführt werden, so daß Beobachtungen und/oder Messungen an einem bestimmten, anatomisch genau definierten Ort über längere Zeiten hinweg durchgeführt werden können.Furthermore, it is provided according to the invention for compensation and Elimination of blurring effects caused by periodic object movements, such as heart actlons, Breathing movements, intestinal peristalsis and other body movements are caused, the temporal movements of two intermittently in a given rhythm or several anatomically distinctive points of reference, such as prominent vascular branches of the organ to be examined. These coordinate movements become the corresponding affine transformation is derived as a function of time, with whose Help information obtained at different times of object movements either Geometrically reduced to any preselectable time and / or according to their original times be mapped sorted. With the help of this transformation, the viewing volume are automatically carried along according to the object movements, so that observations and / or measurements at a specific, anatomically precisely defined location over a longer period of time Times can be carried out.

SchLießlich ist es nach einer noch weiteren Ausführungsart der Erfindung möglich, zur Vermeidung von Störeffekten, hervorgerufen durch mechanische Relativbewegungen wie Vibrationen und Eigenschwingungen zwischen den einzelnen Magnetsystemen, die das Ho~7 das H1- sowie die beiden Gradientenfelder erzeugen, und dem Detektorspulensystem, alle diese Spulensysteme bei den genannten sehr tiefen Temperaturen, vorzugsweise im Temperaturbereich des superfluiden Heliums unter etwa 1,85 K zu betreiben und diese Spulensysteme zu einer einzigen mechanischen Einheit zu integrieren. Dabei operieren lediglich alle das HO-Feld erzeugenden und stabilisierenden Spulensysteme und das Detektorspulensystem in der beschriebenen Weise im supraleitenden Zustand, während sowohl das Sendespulensystem als auch die beiden die Gradientenfelder erzeugenden Spulensysteme im normalleitenden Zustand betrieben werden. Eine Möglichkeit zur technischen Realisation eines derartigen integrierten Magnetsystems wird z.B. in den U.S.-Patenten 3 600,281 und 3 894, 208 beschrieben.Finally, it is according to yet another embodiment of the invention possible to avoid disruptive effects caused by mechanical relative movements like vibrations and natural oscillations between the individual magnet systems that the Ho ~ 7 generate the H1 and the two gradient fields, and the detector coil system, all of these coil systems at the very low temperatures mentioned, preferably to operate in the temperature range of superfluid helium below about 1.85 K and to integrate these coil systems into a single mechanical unit. Included only all coil systems that generate and stabilize the HO field operate and the detector coil system in the manner described in the superconducting state, while both the transmitter coil system and the two generate the gradient fields Coil systems are operated in the normally conducting state. One way to technical implementation of such an integrated magnet system is e.g. U.S. Patents 3,600,281 and 3,894,208.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird also durch Anwendung der Magnettechnologie in Verbindung mit der Tieftemperaturphysik eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit und des Signal-Rauschverhältnisses bei der Detektion der magnetischen Kernspinresonanz er- reicht, so daß Spin-Echo-Messungen in sehr kleinen Teilbereichen innerhalb der Sende- und Meßspulenanordnung dieser Kernspinresonanzapparatur bzw. im zu untersuchenden Bereich des Probanden mit einer einzigen Messung durchgeführt werden können. Dadurch wird nicht nur die räumliche und zeitliche Auflösung der Zeugmatographie - weit über die Grenzen der Röntgen-Computer-Tomographie hinaus - verbessert, sondern sogar die Möglichkeit geschaffen, in sehr kleinen, genau auswählbaren Untersuchungsvolumina eines beliebigen Körperquerschnitts des Probanden, der vorzugsweise durch ein Zeugmatogramm abgebildet wird, noninvasive, momentan-in-vivo-Bestimmungen von speziellen Nukliddichten, der beiden Relaxationszeiten, ihrer Verkürzung durch Strömungsvorgänge, von Diffusionsgrößen und von Kernspinresonanzspektren durchzuführen. Aus diesen noninvasiven Momentanmessungen folgen in-vivo Informationen zum Zellmetabolismus, zur Struktur und zum Bindungszustand des Zellwassers, zur Präsenz, zum Transport- und Bindungszustand spezifischer Ionen- und Nuklidarten. Ausgehend von einer tomographischen Lokalisationsdiagnose (Zeugmatogramm) werden -ohne jegliches Risiko für den Probanden bzw. Patienten - Informationen zur Funktionsdiagnose von Organen, Nerven, Knochen und Muskulatur erbracht und die Druck-Valumen-Zeit-Charakteristik des Herzens oder die eines beliebigen Gefäßabschnittes, der Strömungszustand und die mengenge- wichtete Geschwindigkeitsverteilung als zeitliche Funktion der momentanen pulsierenden Blutmenge und der pulsierende Gefäßquerschnitt als Funktion der Zeit bestimmt. Noninvasiv können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Tomogramme von Metastasen und Angiogramme der Gehirn- oder Herzcoronargefäße erstellt werden und Stenosen und Aneurysmen lokalisiert, abgebildet und quantitativ vermessen werden. Damit ergeben sich neuartige Möglichkeiten zur Diagnose und Früherkennung (inklusive Screening-Untersuchen) von speziellen Krebserkrankungen, der Osteoporose, der Arteriosklerose und anderer Kreislauf- und Herzerkrankungen sowie zur Verlaufskontrolle (Validierung)von therapeutischen Maßnahmen.With the device according to the invention is therefore by using the Magnet technology in connection with the low temperature physics a substantial increase the sensitivity and the signal-to-noise ratio in the detection of the magnetic Nuclear magnetic resonance enough so that spin-echo measurements in a lot small sub-areas within the transmission and measuring coil arrangement of this nuclear magnetic resonance apparatus or in the area of the subject to be examined with a single measurement can be. This not only increases the spatial and temporal resolution of the Material matography - far beyond the limits of X-ray computer tomography - improved, but even created the possibility in very small, precisely selectable Examination volumes of any body cross-section of the subject, who is preferably is mapped by a stuff matogram, non-invasive, momentary-in-vivo determinations of special nuclide densities, the two relaxation times, their shortening To carry out flow processes, of diffusion quantities and of nuclear magnetic resonance spectra. These non-invasive instantaneous measurements provide in-vivo information on cell metabolism, on the structure and binding state of the cell water, on the presence, on the transport and binding state of specific types of ions and nuclides. Starting from a tomographic Localization diagnosis (stuff matogram) without any risk for the test person or patients - information for the functional diagnosis of organs, nerves, bones and muscles and the pressure-value-time characteristics of the heart or that of any vessel section, the flow condition and the quantity weighted Speed distribution as a function of time of the instantaneous pulsating amount of blood and the pulsating vessel cross-section is determined as a function of time. Non-invasive can tomograms of metastases and angiograms with the device according to the invention the cerebral or cardiac coronary vessels are created and stenoses and aneurysms are localized, mapped and measured quantitatively. This opens up new possibilities for diagnosis and early detection (including screening examinations) of special Cancer diseases, osteoporosis, arteriosclerosis and other circulatory and Heart disease as well as for monitoring the progress (validation) of therapeutic measures.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie die mit diesem Gerät durchführbaren Untersuchungsmethoden zeichnen sich vor allem durch folgende Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten aus: a) Durch das wesentlich erhöhte Signal-Rausch-Verhältnis ergeben sich entscheidende Verbesserung der Kernspin-Lokalisations- und Funktionsdiagnostik zur direkten Nukliddichte-Bildgebung von körpereigenen Isotopen wie H1, C13, F19, p31 und anderen (Zeugmatographie) und zur direkten Lokalisations- und Funktionsdiagnostik zwecks Studiums der Funktionstopographie mit Hilfe von NMR-Indikatoren, das sind Radioindikatorefl, in denen das Radionuklid durch ein entsprechendes, nicht radioaktives mit einem von Null verschiedenen Spin ersetzt wurde. b) Die Spin-Echo-Bestimmung molekularkinetischer Größen, wie die der Reaxationszeiten Ti und T2 und der Komponenten des Diffusionstensors D wird durch eine einzige Meßsequenz durchführbar. Diese Meßwerte gewähren Einblick z.B. in den lokalen Zellmetabolismus, den lokalen Bindungszustand des intrazellularen Wassers, seiner Struktur (shoztrange order) und von iw Plasma und den Erythrozyten an Proteinen hydratisiertem Wasser. Die kurzen Relaxationszeiten (T1) von Geweben werden mit der gitterähnlichen Struktur seines Wassers und ihre Verlängerung.mit deren Zerstörung in Folge verschiedene Carzinome in Zusammenhang gebracht. c) Durch Anwendung der Haemotachyspektrometrie /74/, die über die Vermessung der durch den Strömungszustand des betrachteten Fluids verkürzten Spin-Spin-Relaxationszeit in einem definiert inhomogenen Magnet-Feld (und der Relaxationszeiten des strömenden Mediums) und anschließender Integraltransformation der Spin-Spin-Relaxationszeit-Funkt ion in das zugehörige GeschWin- digkeitsdigkeitsspektrum des Fluids wird die Bestimmung der im betrachteten Gefäßabschnitt momentan pulsierenden Blutmengen, ihrer momentanen pulsierenden, mengengewichteten Geschwindigkeitsverteilungen und Strömungszustände (laminar und turbulent) und des momentanen Gefäßquerscnitts ermöglicht. Über eine Zeitserie von Relaxationszeitfunktionen der pulsierenden Blutströmung können diese Größen als Funktionen der Zeit bestimmt und damit die gesamte Druck-Volumen-Zeit-Charakteristik im betrachteten Blutgefäß oder im Herzen ermittelt werden. Mit Hilfe dieser Methode bzw. der entsprechenden Vorrichtung können nicht nur Stenosen und Aneurysmen lokalisiert, sondern auch vollständig noninvasiv vermittels T1-Diskrimination Angiogramme, z.B. der Gehirn- oder Herzcoronargefäße, erstellt werden. Auf diese Weise werden neue Möglichkeiten zur Früherkennung der Arteriosklerose und anderer Kreislauf- und Herz erkrankungen und auch zur Verlaufskontrille von therapeutischen Maßnahmen erschlossen.The device according to the invention and that which can be carried out with this device Examination methods are mainly characterized by the following features and possible applications from: a) The significantly increased signal-to-noise ratio results in decisive factors Improvement of magnetic resonance localization and functional diagnostics for direct nuclide density imaging of endogenous isotopes such as H1, C13, F19, p31 and others (zeugmatography) and for direct localization and function diagnostics for the purpose of studying the functional topography with the help of NMR indicators, that is, radioindicators, in which the radionuclide by a corresponding, non-radioactive with a was replaced by non-zero spin. b) The spin-echo determination of molecular kinetics Quantities such as the reaction times Ti and T2 and the components of the diffusion tensor D can be carried out by a single measurement sequence. These measured values provide insight e.g. in the local cell metabolism, the local binding state of the intracellular Water, its structure (shoztrange order) and mainly plasma and erythrocytes water hydrated in proteins. The short relaxation times (T1) of tissues become with the lattice-like structure of its water and its extension. with their destruction as a result of various carcinomas related. c) Through Application of haemotachyspectrometry / 74 /, which is about the measurement of the Flow state of the considered fluid shortened spin-spin relaxation time in a defined inhomogeneous magnetic field (and the relaxation times of the flowing Medium) and subsequent integral transformation of the spin-spin relaxation time funct ion into the associated speed Life spectrum of the fluid the determination of the blood volume that is currently pulsating in the vessel section under consideration, their current pulsating, volume-weighted speed distributions and Flow conditions (laminar and turbulent) and the current vessel cross-section enabled. Over a time series of relaxation time functions of the pulsating blood flow these quantities can be determined as functions of time and thus the entire pressure-volume-time characteristic can be determined in the blood vessel or in the heart. With the help of this method or the corresponding device can not only localize stenoses and aneurysms, but also completely non-invasively by means of T1 discrimination angiograms, e.g. the brain or cardiac coronary arteries. This way they become new Possibilities for early detection of arteriosclerosis and other circulatory and cardiac systems diseases and also for the progressive contraindications of therapeutic measures.

Die erfindungsgemäß erreichte Steigerung der Empfindlichkeit und die Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses gehen vor allem darauf zurück, daß - die Detektorspulenanordnung als Gradiometer erster oder zweiter Ordnung konstruiert, unempfindlich für äußere Störeinstrahlung (Fremdrauschen) und gleichzeitig hochempfindlich für das interne, stark inhomogene Strahlungsfeld des angeregten Betrachtungsbereiches ausgelegt ist. daß der gesamte primäre Detektionskreis zur Reduktion des Eigenrauschens bei sehr tiefen Temperaturen, vorzugsweise unter 1,85 K, durch superfluides Helium gekühlt und thermisch stabilisiert, betrieben wird, daß die Detektorspulenanordnung und der gesamte primäre Detektorkreis (sowie gegebenenfalls auch die zugehörigen Anschlußleitungen) weitgehend aus hochreinen Metallen mit einem möglichst hohen Widerstandsverhältnis, wie Aluminium, oder vorzugsweise aus harten Supraleitern der II. Art besteht. Diese Supraleiter der II.The increase in sensitivity achieved according to the invention and the The increase in the signal-to-noise ratio is mainly due to the fact that - the Detector coil arrangement as a gradiometer first or second order constructed, insensitive to external interference (extraneous noise) and at the same time highly sensitive to the internal, highly inhomogeneous radiation field of the excited Viewing area is designed. that the entire primary detection circuit for Reduction of self-noise at very low temperatures, preferably below 1.85 K, cooled and thermally stabilized by superfluid helium, is operated, that the detector coil arrangement and the entire primary detector circuit (as well as, if applicable also the associated connecting lines) largely made of high-purity metals with a as high a resistance ratio as possible, such as aluminum, or preferably made of hard Superconductors of the II. Kind exists. These superconductors of the II.

Art sind vorzugsweise so gewählt, daß die Stromleitung des durch das Spin-Echo induzierten Signals während der Meßzeiten dissipationsfrei im mixer state" und unterhalb des Einsetzens des "flux flow" wie z.B. bei Nb3Sn erfolgt. daß die Sende- und Detektorspulenanordnung entkoppelt ausgelegt werden. Dies wird in einem Ausführungsbeispiel dadurch realisiert, daß die Gradiometerspulen- anordnung im homogen ausgelegten Feldteil der Sendespule angeordnet ist; andersartige, geeignete geometrische Anordnungen sind ebenfalls denkbar. Auch kann die Detektorspule aus entsprechend dünnen, supraleitenden Filmen aufgebaut sein, die von den Feldpulsen der Sendespule (H1) und den schnellen Gradientenfeldpulsen z.B. innerhalb der Carr-Purcell-Meiboom-Gill-Sequenzen durch strahlt" /96/ werden. Auch kann das vorübergehende Normaltreiben der supraleitenden Detektorspule wegen der Thermostabilisierung mit superfluidem Helium zugelassen werden; - daß das HO-Feld von einem Elektro- oder supraleitendem Magnetsystem erzeugt wird, das vorzugsweise so ausgelegt ist, daß der Rückfluß des HO-Feldes in den den Feldraum (zwischen den Polflächen) weitgehend ein- und umschließenden, aus weichem ferromagnetischen Material bestehenden Joch-Wandungen verläuft. Hierdurch wird eine weitgehende Abschirmung gegen externe Störquellen erreicht. Zur vollständigen Konstanthaltung des Feldes 110 kann sein Fluß in einem entsprechend ausgelegten, in sich kurzgeschlossenen supraleitenden Magneten, der innerhalb des Joches angebracht ist, eingefroren werden; - daß supraleitende kurzgeschlossene Spulen niedriger Windungszahl nach Art von Helmhöltz-Spulen außerhalb des Joches derart angeordnet sind, daß sie vorzugsweise während des Meßbetriebes die Fluktuation aller Störfelder derart kompensieren, so daß das Joch und datnit auch in entsprechender Weise Ho lediglich ein zeitlich konstantes t'Zusatzfeld" als resultierendes exteF-nes Störfeld erfahren; - daß zur Kompensation und Ausschaltung von Unscharfeeffekten hervorgerufen durch periodische Objektbewegungen, wie z.B. Herzaktionen, Atembewegungen, Darmperistaltik und andere Körperbewegungen, in einem vorgegebenen Rhytmus intermittierend die zeitlichen Bewegungen von zwei oder mehreren anatomisch ausgeZeichneten Referenzpunkten, wie z.B. markante GefäßvErzweigungen des zu studierenden Organs, vermessen werden. Aus diesen Koordinatenbewegungen wird die entsprechende affine Transformation als Funktion der Zeit abgeleitet. Mit ihrer Hilfe werden zu unterschiedlichen Zeiten der Objektbewegung gewonnene Informationen entweder auf eine beliebig vorgewählte Zeit durch entsprechende Interpolation reduziert, und/oder nach ihren Ursprungszeiten sortiert abgebildet. Mit Hilfe dieser Transformation kann ebenfalls das Betrachtungsvolumen den Objektbewegungen entsprechend automatisch nachgeführt werden, so daß Beobachtungen und/oder Messungen an einem bestimmten, anatomisch genau definier- ten Ort über längere Zeiten hinweg durchgeführt werden ,können; - daß zur Vermeidung von Störeffekten, hervorgerufen durch mechanische Relativbewegungen wie z.B. Vibrationen und Eigenschwingungen zwischen den einzelnen Magnetsystemen die das Ho~ und das H1-und die beiden Gradientenfelder erzeugen sowie dem Detektorspulensystem, alle diese Spulensysteme bei den genannten tiefen Temperaturen, vorzugsweise im Temperaturbereich des superfluiden Heliums unter etwa 1,85 K betrieben werden und derart ausgeführt sind, daß sie eine einzige mechanische integrierte Einheit bilden. Dabei operieren lediglich alle das HO-Feld erzeugenden und stabilisierenden Spulensysteme und das Detektorspulensystem in der beschriebenen Weise im supraleitenden Zustand, während sowohl das Sendespulensystem als auch die beiden die Gradientenfelder erzeugenden Spulensysteme im normalleitenden Zustand betrieben werden. Eine Möglichkeit zur technischen Realisation eines derartigen integrierten Magnetsystems wird in dem US-Patent 3 600 281 und 3 894 2D8, beschrieben; - weiterhin ist es wichtig, daß der supraleitende Detektorkreis, um ihn abzuschirmen, mit Ausnahme der Gradiometerspule, von entsprechenden Supraleitern eingeschlos- sen wird,- wobei die Gradiometerspule selbst während der einzelnen 111 und der schnellen Gradientelfeldpulse durch eine entspreche Anordnung von schnell sthaltenden (# 10-7s) Schicht-Cryotrons /97/ kurzgeschlossen bzw. vom Detektorkreis galvanisch entkoppelt wird; - daß die Spin-Echos, die als kurzzeitige, amplitudenmodulierte elektromagnetische Wellenzüge in der Lamorfrequenz wO der jeweiligen Messung von der Gradiometerspule entsprechend empfangen werden, von einem Mikrowellen-"biased"-SQUID-System, das über einen Flflßtransformator induktiv eingekoppelt ist, mit einem entsprechend schnellen phasenempfindlichen Detektor /98/ in Quadratur nachgewiesen werden. Da die Signalamplitude und das Signal-Rausch-Verhältnis proportional mit der Ansteuerungsfrequenz steigen, wird vorzugsweise eine Frequenz im Bereich von 1 bis einigen hundert GHz /95/ verwendet, die Flußtransition-Zeiten von 10 12 sec /O ermöglichen. Um die notwendige Bandbreite sicherzustellen, wird das SQUID "reflective" /99/ ausgelegt. Das Prinzip eines solchen Systems wird hier später anhand der Figur 2 beschrieben.Type are preferably chosen so that the power line of the through the Spin-echo induced signal during the measurement times dissipation-free in the mixer state " and takes place below the onset of the "flux flow" such as with Nb3Sn. that the Transmitter and detector coil arrangement are designed to be decoupled. This will be in a Embodiment realized in that the gradiometer coil arrangement is arranged in the homogeneously designed field part of the transmitter coil; different, suitable geometric arrangements are also conceivable. The detector coil can also be switched off accordingly thin, superconducting films be built up by the field pulses the transmitter coil (H1) and the fast gradient field pulses e.g. within the Carr-Purcell-Meiboom-Gill sequences through radiates "/ 96 /. The temporary normal driving of the superconducting Detector coil approved because of the thermal stabilization with superfluid helium will; - That the HO field is generated by an electric or superconducting magnet system is, which is preferably designed so that the return flow of the HO field in the Field space (between the pole faces) largely enclosing and enclosing, made of soft ferromagnetic material existing yoke walls runs. This creates a extensive shielding against external sources of interference achieved. To keep it completely constant of field 110 can flow in a suitably designed, self-shorted superconducting magnet mounted inside the yoke are frozen; - That superconducting short-circuited coils of low number of turns in the manner of Helmholz coils outside of the yoke are arranged such that they preferably the fluctuation of all interference fields during the measuring operation compensate so that the yoke and datnit also Ho only in a corresponding manner experience a temporally constant t 'additional field "as a resulting external interference field; - That caused by the compensation and elimination of blurring effects periodic object movements, such as heart actions, breathing movements, intestinal peristalsis and other body movements, the temporal ones intermittently in a given rhythm Movements from two or more anatomically drawn reference points, such as e.g. distinctive vascular branches of the organ to be studied can be measured. the end The corresponding affine transformation becomes a function of these coordinate movements derived from time. With their help, objects move at different times obtained information either for an arbitrarily preselected time by corresponding Reduced interpolation and / or mapped sorted according to their original times. With the help of this transformation, the observation volume can also reflect the movements of the object are automatically tracked accordingly, so that observations and / or measurements at a certain, anatomically precisely defined th place for a long time Times can be performed; - that to avoid disruptive effects, caused by mechanical relative movements such as vibrations and natural oscillations between the individual magnet systems the Ho ~ and the H1 and the two gradient fields generate as well as the detector coil system, all of these coil systems in the case of the aforementioned low temperatures, preferably in the temperature range of superfluid helium are operated below about 1.85 K and are designed such that they are a single form a mechanical integrated unit. Only all of them operate the HO field generating and stabilizing coil systems and the detector coil system in the described way in the superconducting state, while both the transmitter coil system as well as the two coil systems generating the gradient fields in the normally conducting State operated. One possibility for the technical realization of such a thing integrated magnet system is described in U.S. Patents 3,600,281 and 3,894 2D8; - It is also important that the superconducting detector circuit, in order to shield it, with the exception of the gradiometer coil, enclosed by corresponding superconductors sen will, - the gradiometer coil itself during the single 111 and the rapid Gradient field pulses through a corresponding arrangement of fast stopping (# 10-7s) Layer cryotrons / 97 / short-circuited or galvanically decoupled from the detector circuit will; - That the spin echoes, as short-term, amplitude-modulated electromagnetic Wave trains in the Lamor frequency wO of the respective measurement from the gradiometer coil be received accordingly by a microwave "biased" SQUID system, the is inductively coupled via a flow transformer, with a corresponding fast phase-sensitive detector / 98 / can be detected in quadrature. There the signal amplitude and the signal-to-noise ratio proportional to the control frequency increase, a frequency in the range from 1 to a few hundred GHz will preferably be used / 95 / are used, which allow flux transition times of 10 12 sec / O. To the necessary To ensure bandwidth, the SQUID is designed as "reflective" / 99 /. The principle such a system will be described later with reference to FIG.

Während sich Röntgeninformationen im Bild erschöpfen, können mit der erfindungsgemäßen KernspinresonanzApparatur an jeder gewünschten Stelle spezifische, molekular- kinetische Messungen genau lokalisiert ausgeführt werden, die für die Diagnostik Auskünfte geben können, z.B. über das Vorhandensein spezieller Isotope /28/, /47/, /72/ und /73/, über gutartige und bösartige Gewebestrukturen /29/ bis /45/, über den Zellmetabolismus /73/, über den Bindungszustand des Zellwassers /22/ und /24/, über dessen Ilydratisation an Proteinen /23/, über die Viskosität von intrazellularen Flüssigkeiten /i7/ bis zu einer vollständigen Strömungsanalyse (Volumen-Druck-Zeit-Charakteristik, Strömungszustand und Geschwindigkeitsverteilung sowie örtliche und zeitliche Querschnittsvariationen) von in Gefäßen oder im Herzen pulsierendem Blut /74/.While X-ray information is exhausted in the image, the Nuclear magnetic resonance apparatus according to the invention at any desired location specific, molecular- kinetic measurements are carried out precisely localized, who can provide information for diagnostics, e.g. about the presence of special Isotopes / 28 /, / 47 /, / 72 / and / 73 /, about benign and malignant tissue structures / 29 / to / 45 /, about the cell metabolism / 73 /, about the binding state of the cell water / 22 / and / 24 /, about its ilydation on proteins / 23 /, about the viscosity from intracellular fluids / i7 / to a complete flow analysis (Volume-pressure-time characteristics, flow condition and velocity distribution as well as local and temporal cross-sectional variations) from in vessels or in the heart pulsating blood / 74 /.

Die Vorteile der für die erfindungsgemäße Vorrichtung angewendeten NMR-Methode für biophysikalische und diagnostische Anwendungen sind einerseits die vollständige Noninvasivität und andererseits die Vermeidung jeglicher schädlichen Auswirkungen durch die zur Untersuchung eingesetzten stationären und niederfrequenten Magnetfelder /76/ und Hochfrequenzfelder, deren im Gewebe absorbierte Leistung bei etwa 10 7 bis 10 9 W/cm3 /62/ und /73/ liegt und damit um einige Größenordnungen kleiner als die bei Diathermie-Behandlungen verabreichte ist. Solche NMR-Methoden ermöglichen nicht nur die Durchführung aller mit diesen ausführbaren, molekularstruktur- und kinetischen Messungen an jedem beliebigen, vorgebbaren Ort des menschlichen Körpers, sondern auch die Anfertigung zWei-oder dreidimensionaler Verteilungs-(Querschnitts-)Karten all dieser Eigenschaften (Zeugmatogramme).The advantages of the applied for the device according to the invention NMR methods for biophysical and diagnostic applications are on the one hand the complete non-invasiveness and, on the other hand, the avoidance of any harmful Effects of the stationary and low frequency used for the investigation Magnetic fields / 76 / and high-frequency fields, their power absorbed in the tissue about 10 7 to 10 9 W / cm3 / 62 / and / 73 / and thus by several orders of magnitude is smaller than that given during diathermy treatments. Such NMR methods not only enable the implementation of all that can be carried out with these, molecular structure and kinetic measurements at any predetermined location of the human Body, but also the production of two- or three-dimensional distribution (cross-sectional) maps all of these properties (stuff matograms).

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten gehen aus der folgenden Darstellung der Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels und der beigefügten Abbildungen hervor.Further features, advantages and possible uses can be found in the following presentation of the invention based on a special embodiment and the attached illustrations.

Es zeigen in schematischer Vereinfachung Figur la in Seitenansicht und im Schnitt eine Ausführungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtungb Figur lb in gleicher Darstellung wie Figur la symbolisch die Anordnung und Richtung der verschiedenen Felder, die durch die Spulen der Vorrichtung nach Figur 1a erzeugt werden, und Figur 2 im Blockschaltbild den Detektionskreis der Vorrichtung nach Figur 1a mit einer Gradiomet er-Det ekt orspule.It shows a schematic simplification of Figure la in side view and in section an embodiment of the device according to the invention b FIG same representation as figure la symbolically the arrangement and direction of the various Fields generated by the coils of the device according to FIG. 1a, and FIG 2 in the block diagram of the detection circuit of the device according to FIG. 1a with a Gradiometer detector coil.

Aus der Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 1a ist die Anordnung der verschiedenen Spulen zur Erzeugung der einzelnen Felder in Relation zu dem Probanden 7 ersichtlich. Der Elektromagnet, bei dem es sich zweckmäßigerweise um einen supraleitenden Magneten handelt und die zur Erzeugung eines homogenen, zeitlich äußerst konstanten Nagnetfeldes in z-Richtung 8 dient, ist mit 1 bezeichnet, seinc Erregungs-Wicklung mit 2. Um die Übersichtlichkeit der Zeichnungen zu erhalten, sind sowohl der interne supraleitende Feldstabilisierungsmagnet wie auch die externen supraleitenden llelmholtz-Spulensysteme zur Fluktuationskompensation nicht dargestellt. Die Spulensysteme zur Erzeugung der langsamen 5 und schnellen 4 Feldgradienten in x-Richtung sind ebenfalls in Figur la angedeutet. Die analogen Spulensysteme zur Erzeugung der ebenfalls notwendigen entsprechenden cldgradienten in y- und z-Richtung sind nicht dargestellt, um die Übersichtlichkeit der Zeichnungen zu erhalten.From the representation of the device according to the invention according to FIG 1a is the arrangement of the various coils to generate the individual fields in relation to the test person 7 can be seen. The electromagnet, which is expediently a superconducting magnet and the to generate a homogeneous, extremely constant magnetic field in the z-direction 8 is designated with 1, its excitation winding with 2. For clarity of the drawings are both the internal superconducting field stabilizing magnet as well as the external superconducting llelmholtz coil systems for fluctuation compensation not shown. The coil systems for generating the slow 5 and fast 4 field gradients in the x direction are also indicated in FIG. The analog ones Coil systems for generating the corresponding cld gradients, which are also necessary in the y- and z-directions are not shown for the sake of clarity of the drawings to obtain.

Mit Hilfe der HF-Sendespule 3 wird H1 erzeugt. Die Spulen 4 und 5 -vgl. hierzu Figuren ia und Ib - dienen zur Erzeugung des langsam variablen Feldgradienten 11 bzw. des schnellen Feldgradienten 10 in x-Richtung. Die vorgesehene Lage des Probanden 7 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Figur la ebenfalls angedeutet. Das Betrachtungsvolumen (Beobachtungsbereich, Untersuchungsvolumen, Volumenelement) befindet sich bei dem in Figur 1b angedeuteten langsam variablen Feldgradienten 11 gerade im Ursprung des Koordinatensystems.With the help of the RF transmitter coil 3, H1 is generated. The coils 4 and 5 -see. Figures ia and Ib serve to generate the slowly variable field gradient 11 or the fast field gradient 10 in the x direction. The intended location of the Subject 7 within the device according to the invention is also shown in FIG indicated. The observation volume (observation area, examination volume, Volume element) is at that indicated in Figure 1b slowly variable field gradient 11 just at the origin of the coordinate system.

Die Gradiometerspule 6 hier zweiter Ordnung besitzt in diesem Ausführungsbeispiel 4 Windungen. Diese Anordnung wirkt als Serienschaltung von zwei gegeneinander geschalteten Gradiometern erster Ordnung. Zur Kompensation einer trotz höchster Präzisionsfertigung verbleibender Rest empfindlichkeit für Fluktuationen homogener Pelder sind außerhalb des Einflußbereiches der Gradientenfelder (10) und (11) drei zueinander orthogonale kleine Einwindungsspulen mit der Gradiometeranordnung entsprechend in Serie geschaltet. Ihre Empfangsempfindlichkeit -kann durch von außen justierbare kleine koaxial sie umschliessende supraleitende Schirmzylinder geregelt werden. Weiters folgt eine aus schnell schaltenden ( ~ 10 7s) Schicht-Cryotrons aufgebaute Schaltung A, die so au elegt ist, daß während der Sendezeiten von 11 -(9) und Gradientenfeldes(19 kein Signalsuprastrom in das SQUID gelangt und die Gradiometerspule gleichzeitig dissipativ abgeschlossen ist. Während der Empfangsdauer der einzelnen Spinechos wird der in der Gradiometeranordnung induzierte Supra-Strom über einen vorzugsweise toroidal die z.B. als Punktkontakt ausgebildeten Stelle schwacher Kopplung (Josephson-Kontakt) C umschließende Feldübertragungsspule des Flußtransformators B induktiv in den SQUID-Detektor eingekoppelt. Bei der Flußübertragung ist vorzugsweise eine möglichst hohe Verstärkung anzustreben.The gradiometer coil 6 here has the second order in this exemplary embodiment 4 turns. This arrangement acts as a series connection of two connected against each other First order gradiometers. To compensate for a high level of precision manufacturing remaining residual sensitivity to fluctuations of homogeneous pelts are outside of the area of influence of the gradient fields (10) and (11) are three mutually orthogonal small single-turn coils connected in series with the gradiometer arrangement. Your reception sensitivity can be adjusted by small, externally adjustable coaxial cables surrounding superconducting screen cylinders are regulated. Another follows Circuit A composed of fast switching (~ 10 7s) layer cryotrons, the is set up in such a way that during the transmission times of 11 - (9) and gradient field (19 no signal super current gets into the SQUID and the gradiometer coil at the same time is completed dissipatively. During the reception period of the individual spin echoes the supercurrent induced in the gradiometer arrangement is preferably via a toroidal the point of weak coupling, e.g. formed as a point contact (Josephson contact) C surrounding field transmission coil of the flux transformer B inductively into the SQUID detector coupled. A gain as high as possible is preferred in the flux transmission to strive for.

Um die Übersichtlichkeit der Zeichnung zu erhalten sind weder der Kompensator noch die supraleitenden Abschirmungen, die diesen Flußtransformator mit Ausnahme der vier Gradiometerwindungen und des Kompensators von allen Feldern abschirmen, dargestellt. Der nachfolgende Meßkreis gemäß Figur 2 besteht im wesentlichen aus einem Mikrowellengenerator 12 (Klystron, Gunn-Oszillator oder dgl.), der der Mikrowellenleistung z.B. im Bereich von etwa 10 9 W über einen Attenuator 13, Isolator 14, Richtkoppler 15 und entsprechenden Impedanztransformator 16, der vorzugsweise als "near optimum tamper ausgelegt ist /98/, auf das SQUID strahlt und dessen Punktkontakt vorzugsweise aus einer justierbaren Nb-Spitze und Nb-Fläche gebildet wird. Die von diesem SQUID reflektierten Wellen werden z.B. mittels Tunnel-Dioden-Verstärkern 17 verstärkt und nach Gleichrichtung mit Hilfe von Schottky-Dioden 18 einem phasenempfindlichen Detektor 19 zugeführt. Alle Mikrowellenkomponenten die. zumindest entsprechend supraleitend, z.B. mit Nb3Sn, ausgekleidet sind, werden mit Ausnahme des Generators 12 erfindungsgemäß bei Temperaturen im Supraleitfähigkeitsbereich und insbesondere bei Temperaturen unter 1,85 K betrieben, um Rauschen und Temperaturstrahlung auf ein Minimum zu reduzieren. Zur Verringerung des System-Rauschens kann die in /98/ beschriebene Kompensation in das Mikrowellensystem eingebaut werden. Die Abschlußwiderstände des Mikrowellensystems werden zumindest He-Dampfgekühlt. Auch der gesamte Meßkreis ist entsprechend sorgfältig supraleitend gegen elektromagnetische Störungen abgeschirmt.In order to keep the drawing clear, neither the Compensator nor the superconducting shields that make up this flux transformer with the exception of the four gradiometer windings and the compensator of all fields shield, shown. The following measuring circuit according to FIG. 2 essentially consists from a microwave generator 12 (klystron, Gunn oscillator or the like.) Which the Microwave power e.g. in the range of about 10 9 W via an attenuator 13, isolator 14, directional coupler 15 and corresponding impedance transformer 16, which is preferably is designed as a "near optimum tamper / 98 /, onto which the SQUID radiates and its point contact is preferably formed from an adjustable Nb tip and Nb surface. The from Waves reflected from this SQUID are generated e.g. by means of tunnel diode amplifiers 17 amplified and after rectification with the help of Schottky diodes 18 a phase-sensitive Detector 19 supplied. All microwave components die. at least correspondingly superconducting, for example with Nb3Sn, are lined with the exception of the generator 12 according to the invention at temperatures in the superconductivity range and especially at temperatures operated below 1.85 K to reduce noise and thermal radiation to a minimum. To reduce system noise, the described in / 98 / Compensation can be built into the microwave system. The terminating resistors of the microwave system are at least He vapor-cooled. Also the entire measuring circuit is accordingly carefully screened against electromagnetic interference by superconducting.

Die medizinische Bedeutung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt nicht nur in der erreichten Verbesserung der Bildqualität und des Auflösungsvermögen von tomogrammen (Zeugmatogrammen), die die Topographie von Organen, Nerven, Gewebe und Knochen von Carzinomen und Metastasen, Angiogramme z.B. der Herz- oder Gerhirngefäße aufgrund der lokalen Variationen der Protonen-Spin-Dichte und des Bindungszustandes dieser Protonen, der sich in Vartationen ihrer Relaxationszeiten niederschlägt, wiedergeben. Darüberhinaus werden die meßtechnischen Möglichkeiten geschaffen, am einzelnen Probanden die spezifischen, individuellen Zusammenhänge der beobachteten Relaxationszeitverlängerungen /91/ zu untersuchen, um zu einer Früherkennungsdiagnostik diverser Krebsarten zu kommen. Auch wurden schon Versuche unternommen Lungenödeme /26/ und /27/ zu diagnostizieren.The medical importance of the device according to the invention lies not only in terms of the improvement in image quality and resolution of tomograms (zeugmatograms) showing the topography of organs, nerves, tissues and bones of carcinomas and metastases, angiograms e.g. of the cardiac or cerebral vessels due to local variations in proton spin density and bond state of these protons, which is reflected in variations of their relaxation times, reproduce. In addition, the metrological possibilities are created on individual subjects the specific, individual relationships of the observed Relaxation time extensions / 91 / to be investigated in order to enable early diagnosis various types of cancer to come. Attempts have also been made to develop pulmonary edema / 26 / and / 27 / to diagnose.

Ferner ist zu erwarten, daß es wegen der Empfindlichkeitssteigerung und der Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses infolge der erfindungsgemäß angewandten Tieftemperatur im Vergleich zu gesunden Knochen des gleichen Patienten.It is also expected that because of the increase in sensitivity and the increase in the signal-to-noise ratio as a result of the inventively applied Low temperature compared to healthy bones from the same patient.

Die relativen Volumendichten können durch eine quantitative Bestimmung des Apatit-Gehaltes am F19 und p31 vorgenommen werden. Von großem Vorteil für Beobachtungen zum Zellmetabolismus wäre es, den zuvorgenannten NMR-Indikatornukliden noch K39 und 1127 und gegebenenfalls auch li7 beizufügen. In anderen NMR-Experimenten wurden Beobachtungen an N15, ol7 Al27 Ski29 Cm35, Cd113, Sn119 und Pd207 gemacht.The relative volume densities can be determined by a quantitative determination the apatite content of the F19 and p31. Great for observation for cell metabolism it would be to add K39 to the aforementioned NMR indicator nuclides and 1127 and if necessary also li7 to be attached. In other NMR experiments were Observations made on N15, ol7, Al27, Ski29, Cm35, Cd113, Sn119 and Pd207.

McLaughlin et al/100/ hat mittels der H1 - C13 und p31 ~ NMR gezeigt, daß die Lipid-Doppelschicht biologischer Membranen ein flüssiges System mit stark anisotropen Diffusionseigenschaft ist. Zur Zeit studieren sie auch die Protein-Lipidgrenzschicht-Wechselwirkungen mittels spezieller Spinecho-Pulssequenzen, die z.B. von Waugh et al.McLaughlin et al / 100 / has shown by means of H1 - C13 and p31 ~ NMR that the lipid bilayer of biological membranes is a liquid system with strong is anisotropic diffusion property. They are also currently studying protein-lipid interface interactions by means of special spin echo pulse sequences, which e.g. by Waugh et al.

/101/ entwickelt wurden, um zum Verständis ihrer selektiven Permeabilität und ihrer biochemischen und physiologischen Funktionen wie des mitochondriellen Elektronentransports und nervöser Leitungsvorgänge (Innervationen) zu gelangen. Seeley et al. /102/ untersuchen mittels p31 ~ NMR Spektren die Energie-Umwandlungen in "physiologisck funktionstüchtigen" Systemen wie perfundierten Muskeln, Herzen und Nieren in dem sie den Stoffwechsel am Abbau von ATP (Asdenosintriphosphatase) in verschiedenen gesunden", "anoxämischen" und "ischämischen" Zuständen an den möglich wird, anhand von Relaxationszeit-, Diffusions-und Spektral-Messungen in mikroskopischen Bereichen z.B. den Metabolismus von einzelnen Zellen und Innervationsvorgänge an Neuronen in-vivo zu studieren. Ähnliche, meist in-vitro-Beobachtungen wurden bisher außer an Protonen (H1) auch an H2 273 C13 F19, Na23 und P31-Kernen ausgeführt /92/. Bei derartigen Präzisionsbeobachtungen ist die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschaffene Möglichkeit, bei Verwendung einer entsprechenden Gradiomteranordnung mit einer einzigen Messung von einer bestimmte Position aus die Koordinaten des Ortes, also die Richtung und die Entfernung von der die beobachtete angeregte HF-Strahlung ausgeht, die Stärke des der Strahlungsquelle äquivalenten Dipols und seine Orientierung im Raum zu bestimmen, von entscheidendem Vorteil. Von dieser Möglichkeit wurde z.B. bei der Beobachtung des Vektro-Magneto-Cardiogrammes /93/ und des Magneto-Encephalogrammes /94/ Gebrauch gemacht. Derartige NMR-Kerne lassen eine Funktionsdiagnostik auch in den Fällen möglich erscheinen, in denen eine reine Lokalisationsdiagnostik keinen auffälligen pathologischen Befund zeitigt. So ist z.B. daran zu denken, die Osteoporose zu diagnostizieren, die durch eine sehr starke Abnahme der Volumendicht der Spongiosa in einzelnen Knochen charakterisiert ist, an der mit dieser einhergehenden starken lokalen Abnahme an Apatit /3Ca3(P04)2.Ca(Cl,F)2/ in den erkranken Knochen sich als Funktionen der Zeit einstellenden Gleichgewichtswerten ihrer Stoffwechselprodukte, wie Kreatinphosphat, anorganischen Phosphate, Phosphatzucker und z.Zt. noch nicht vollständig identifizierten Resonanzen /103/ analysieren. Als besonderen Vorteil der angewandten NMR-Methoden erwies sich dabei die Möglichkeit die Wasserstoffionenkonzentration (pH-Wert) in der Zellumgebung der beobachteten Komponenten zu bestimmen. Die Experimente an mitdurch lebende Tiere perfundierten Organen weisen auf die Möglichkeit hin, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Patienten noninvasiv in-vivo Funktionsdiagnosen des Metabolismus einzelner Organe oder ihrer Teilbereiche zu erstellen,um krankhafte Funktion oder Krebs zu diagnostizieren, den Erfolg einer Organtransplantation zu beobachten oder den Verlauf von therapeutischen Maßnahmen am lokalen (in den betreffenden Organen) Wirksamwerden von mit NMR-Indikatoren ausgestatteten Pharmaka zu kontrollieren./ 101 / were developed in order to understand their selective permeability and their biochemical and physiological functions such as that of the mitochondrial Electron transport and nervous conduction processes (innervations) to arrive. Seeley et al. / 102 / investigate the energy conversions by means of p31 ~ NMR spectra in "physiologically functioning" systems such as perfused muscles, hearts and kidneys in which they metabolize the breakdown of ATP (asdenosine triphosphatase) in various healthy, "anoxemic" and "ischemic" states to the possible is based on relaxation time, diffusion and spectral measurements in microscopic Areas e.g. the metabolism of individual cells and innervation processes Study neurons in vivo. Similar, mostly in vitro observations have been made so far in addition to protons (H1) also carried out on H2 273 C13 F19, Na23 and P31 nuclei / 92 /. In the case of such precision observations, the device according to the invention is used created possibility when using a corresponding gradiometer arrangement with a single measurement from a specific position the coordinates of the Location, i.e. the direction and distance from which the excited RF radiation observed assumes the strength of the dipole equivalent to the radiation source and its orientation to determine in space is a decisive advantage. This possibility was e.g. when observing the vector magneto cardiogram / 93 / and the magneto encephalogram / 94 / made use of. Such NMR cores can also be used for functional diagnostics appear possible in cases in which a pure localization diagnosis is not possible shows abnormal pathological findings. For example, osteoporosis should be considered diagnose by a very sharp decrease in the volume density of the cancellous bone is characterized in individual bones, at the strong accompanying it local decrease in apatite /3Ca3(P04)2.Ca(Cl,F)2/ in the diseased bones themselves as functions of the time-adjusting equilibrium values of their metabolic products, such as creatine phosphate, inorganic phosphates, phosphate sugar and currently not yet analyze fully identified resonances / 103 /. As a special advantage The applied NMR methods turned out to be the possibility of the hydrogen ion concentration (pH value) in the cell environment of the observed components. The experiments organs perfused with living animals indicate the possibility of with the device according to the invention on patients non-invasively in-vivo functional diagnoses of the metabolism of individual organs or their sub-areas to create pathological ones Function or diagnose cancer, the success of an organ transplant observe or monitor the course of therapeutic measures on the local (in the relevant Organs) to control the effectiveness of pharmaceuticals equipped with NMR indicators.

Da strömendes Blut und Gewebe sich in ihren Relaxationszeiten deutlich unterscheiden, ergibt sich daraus die Möglichkeit, von einzelnen Organen, wie dem Herzen, oder von Körperteilen, wie dem Kopf, nicht nur NMR-tomographische Bilder der Gewebeverteilungen, sondern auch Bilder der Blutstrombahnen, wie in einem Angiogramm, zu erzeugen.Because flowing blood and tissue clearly show their relaxation times differ, there is the possibility of individual organs, such as the Hearts, or parts of the body, such as the head, not just NMR tomographic images the tissue distributions, but also images of the bloodstream, such as in an angiogram, to create.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch ein dreidimensionales Abrastern mit dem "Betrachtungsvolumen" möglich. Damit läßt sich eine isometrische Projektion eines dreidimensionalen Angiogramms konstruieren. Dies könnte zum Auffinden von gefährdeten Blutstrombahnbereichen (Stenosen und Aneurysmen) und damit zur Früherkennung der Arteriosklerose von großem Nutzen sein. An diesen Gefäßabschnitten wären dann die im folgenden beschriebenen Strömungsmessungen durchzuführen, um zu einer klaren Diagnose der betreffenden Kreislaufstörung zu gelangen.The device according to the invention is also a three-dimensional one Scanning with the "viewing volume" is possible. This allows an isometric Construct a projection of a three-dimensional angiogram. This could be found of endangered blood flow areas (stenoses and aneurysms) and thus for early detection be of great benefit in arteriosclerosis. At these vessel sections there would then be carry out the flow measurements described below in order to obtain a clear Diagnosis of the circulatory disorder in question.

Die gleichen Beobachtungen sind auch im Rahmen der Verlaufskontrolle von therapeutischen Maßnahmen eine große Hilfe.The same observations are also made in the course of the follow-up therapeutic measures are of great help.

Eine weitere Möglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß mengengewichtete Ausström-Interferogramm einer zum Markuerungszeitpunkt in einem definiert inhomogenen Magnetfeld ( + G . x) Larmor-phasenkohärenten Spin-Population, die einen mit unterschiedlichen Gescindndigkeiten (laminar oder turbulent) stationar oder auch pulsierend strömenden Fluid angehören, während des Ausströmcns aus ihrem Markierungsfeld (H1) aufzuzeichnen.Another possibility of the device according to the invention exists in that quantity-weighted outflow interferogram one at the time of marking in a defined inhomogeneous magnetic field (+ G. x) Larmor phase-coherent spin population, some with different speeds (laminar or turbulent) stationary or also belong to pulsating flowing fluid during the discharge from their Record the marking field (H1).

Durch eine spezielle physikalische Integral-Transformation kann man aus diesem Interferogramm das translatorische und das turbulente (oder diffuse) Geschwindigkeftsspekerum, die Mengenverteilung als Funktion der in der Strömung vorhandenen Geschwindigkeiten (dm/dv als Funktion von v) und aus dem letzteren durch einfache Integration die im Beobachtungsvolumen momentan strömende Menge und den momentanen Durchsatz (die momentan pro Zeit einheit strömende Blutmenge) ermitteln. Der momentane Strömungs- oder Gefäßquerschnitt F ergibt sich nach F = m / v mit f der Dichte des strömenden Fluids und v seiner mittleren Geschwindigkeit, die aus dem gemessenen Geschwindigkeitsspektrum berechnet werden kann, Entscheidend für die Auswertung der durch die Strömungs- vorgänge verkürzten Spin-Spin-Relaxationszeit ist die invivo-Messung der Spin-Gitter-Relaxationszeit des im betrachteten Gefäß strömenden Blutes. Diese kann aus der Atenuationswirkung von Nutationspulsen auf die Kernmagnetisierung, in Anlehnung an ein von Hernovoi und Latyshev /90/ angegebenes Verfahren, ermittelt werden.Using a special physical integral transformation, one can derive the translational and the turbulent (or diffuse) velocity spectrum from this interferogram, the quantity distribution as a function of the velocities present in the flow (dm / dv as a function of v) and from the latter by simple integration the Amount currently flowing in the observation volume and the current throughput (the current amount of blood flowing per unit of time) determine. The current flow or vessel cross-section F results from F = m / v with f the density of the flowing fluid and v its mean speed, which can be calculated from the measured speed spectrum, decisive for the evaluation of the spin shortened by the flow processes Spin relaxation time is the in vivo measurement of the spin-lattice relaxation time of the blood flowing in the vessel under consideration. This can be determined from the atenuation effect of nutation pulses on the nuclear magnetization, based on a method given by Hernovoi and Latyshev / 90 /.

Mit der in /74/ beschriebenen Strömungsmeßmethode, die unabhängig vom stationären oder instationären Strömungszustand des beobachteten Fluids seinen momentanen integralen Strömungszustand in Beobachtungszeitden, die wesentlich kleiner als 0,1 s sind, abbildet, kann das Pulsieren der Blutsrömung durch eine Serie rasch aufeinanderfolgender momentaner Strömungszustandsaufnahmen vermessen werden. Aus diesen Daten lassen sich dann die momentanen Geschwindigkeitsverteilungen, die sich mit dem Pulsieren ändern, das momentan im betrachtete Gefäß transportierte Blutvolumen (Stromstärke i) und der sich mit dem Pulsieren ändernde Gefäßquerschnitt F als Funktion der Zeit ableiten.With the flow measurement method described in / 74 /, which is independent on the steady or unsteady state of flow of the observed fluid instantaneous integral flow state in observation time, which is much smaller than 0.1 s, the pulsation of blood flow through a series may be rapid successive momentary flow condition recordings are measured. the end These data can then be used to determine the instantaneous speed distributions change with the pulsation, the volume of blood currently transported in the vessel in question (Current intensity i) and the vessel cross-section F, which changes with the pulsation, as a function derive from time.

Daraus ist nun wiederum die Pulswellenfortpflanzungsgeschwindigkeit Cw die Wellenstromstärke iw und der Volumenelastizitätsmodel R = f Cw zu bestimmen. Aus dem Wellenwiderstand, der Impedanz Z = pw = 9 .Cw folgt der iw Fw systolische Druck pw = iw # # # cw.From this, in turn, is the pulse wave propagation speed Cw to determine the wave current strength iw and the volume elasticity model R = f Cw. From the wave resistance, the impedance Z = pw = 9 .Cw, the iw Fw systolic follows Pressure pw = iw # # # cw.

Fw Die Wellenstromstärke iw ist dabei gleichbedeutend mit dem Herzschlagvolumen, falls die Aorta ascendens beobachtet wurde. Analog läßt sich nach der beschriebenen Methode und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die gesamte Druck-Volumen-Zeit-Charakteristik des Herzens oder eines beliebigen Gefäßabschnittes aus einer Serie von momentanen Strömungszustandsaufnahmen ermitteln. Fw The wave current strength iw is synonymous with the Stroke volume, if the ascending aorta was observed. According to the one described Method and with the device according to the invention, the entire pressure-volume-time characteristic of the heart or any vessel segment from a series of current Determine flow condition recordings.

Anlage: Literaturverzeichnis Literatur Blood Flow Measurement /1/ P. Buchmann; M.S. Thesis, Univ. of Washington, Seattle/Wash. (1959) /2/ J.R. Singer; Science 130, 1952 (1959) J. Appl. Phys. 31/1, 125 (1960) und 31/5, 406S (1060) IRE-Trans.Med.Electron 7, 23 (1960) Electronics 33/14; 71 (1960) /3/ R.L. Bowman & V. Kudravcev; IRE-Trans. Med.Appendix: Bibliography Literature Blood Flow Measurement / 1 / P. Buchmann; M.S. Thesis, Univ. of Washington, Seattle / Wash. (1959) / 2 / J.R. Singer; Science 130, 1952 (1959) J. Appl. Phys. 31/1, 125 (1960) and 31/5, 406S (1060) IRE-Trans. Med. Electron 7, 23 (1960) Electronics 33/14; 71 (1960) / 3 / R.L. Bowman & V. Kudravcev; IRE-Trans. Med.

Electron. 6, 267 (1959) /4/ A.I. Hernovoi & G.D. Latyshev; '2Nuclear Magnetic Resonance in a Flowing Liquid", p. 97, Plenum Press, NY.- (1965) /5/ A. Ganssen; D.P. 16 73 037.3 (11. 8. 1967) D.P. 15 66 148.0-35 (10. 3. 1967) /6/ T.R. Ligon; M.S. Thesis, Oklahoma State Univ. (1967) /7/ W. Dickes; M.S. Thesis, Marquette Univ. Milwaukee/ Wies. Electron. 6, 267 (1959) / 4 / A.I. Hernovoi & G.D. Latyshev; '2Nuclear Magnetic Resonance in a Flowing Liquid, "p. 97, Plenum Press, NY.- (1965) / 5 / A. Goose; D.P. 16 73 037.3 (August 11, 1967) D.P. 15 66 148.0-35 (March 10, 1967) / 6 / T.R. Ligon; M.S. Thesis, Oklahoma State Univ. (1967) / 7 / W. Dickes; M.S. Thesis, Marquette Univ. Milwaukee / Wies.

/8/ O.C. Morse III; Ph.D. Thesis, Univ. of California, Berkeley/Cal. (1970) /9/ O.C. Morse III & J.R. Singer; Science 170 , 440 (1970) /10/ J.H. Battocletti, S.M. Evans, S.J. Larson, A. Sances, R.L. Bowman, J.H. Lingham, V. Kudravcev, W.K. Genthe. R.E. Halbach & F.J. Antonich; Proc./ 8 / O.C. Morse III; Ph.D. Thesis, Univ. of California, Berkeley / Cal. (1970) / 9 / O.C. Morse III & J.R. Singer; Science 170, 440 (1970) / 10 / J.H. Battocletti, S.M. Evans, S.J. Larson, A. Sances, R.L. Bowman, J.H. Lingham, V. Kudravcev, W.K. Genthe. RE. Halbach & F.J. Antonich; Proc.

"Flow: Its Measurement and Control in Science and Industrie"ed. R.B. Dowdall, 1/3, 1401, Instrum.Soc. "Flow: Its Measurement and Control in Science and Industry" ed. R.B. Dowdall, 1/3, 1401, Instrum. Soc.

Amer., Pittsburgh/Pa. (1971) /11/ R.L. Bowman, V. Kudravcev, J.H. Battocletti, S.J. Larson & A. Sances jr.; Proc. Workshop 2, 9th Int. Conf.Med.Biol.Eng., Melbourne/Australia p. 225 (1971), to be publsihed in Med.Biol.Eng. Amer., Pittsburgh / Pa. (1971) / 11 / R.L. Bowman, V. Kudravcev, J.H. Battocletti, S.J. Larson & A. Sances, Jr. Proc. Workshop 2, 9th Int. Conf.Med.Biol.Eng., Melbourne / Australia p. 225 (1971), to be published in Med.Biol.Eng.

/12/ T. Grover & J.R. Singer; J.Appl.Phys. 42/3, 938 (1971) J.R. Singer & T. Grover; Proc. "Med.Develop./ 12 / T. Grover & J.R. Singer; J.Appl.Phys. 42/3, 938 (1971) J.R. Singer & T. Grover; Proc. "Med.Develop.

Flow Measurement", ed. C.G. Claton, p.38, P. Peregrinus (1971) /13/ J.J. Battocletti, J.H. Linehan, S.J. Larson, A. Sances jr., R.L. Boçman, V. Kudravcev, W.K. Genthe, R.E. Ilalbach & S.M. Evans; IEEE BME-19/6, 403 (1972) /14/ 0. Shyi-Lin lang; M.S. Thesis, Marquette Univ., Milwaukee/Wis. (1972) /15/ J.H. Battocletti, J.H. Linehan, R.S. Hosen, A. Sances jr., R.E. Halbach, ll.D. Itakowitz, S.J. Larson, S.M. Evans, RL. Bowman & V. Kudravcev; Proc. 25th ACHSE, flal Harbour/Fla. 14, 146 (1972) /16/ J.II. Battocletti, A. Sances jr., S.J. Larson, R.E. Halbach, R.L. Bowman, V. Kudravcev & S.M. Evans; IEEE MAG-9/3, 451 (1973) /17/ J.H. Battocletti, A. Sances jr., S.J. Larson, S.M. Evans, R.E. Halbach, V. Kudravcev & R.L. Bowman; "Biologic and Clinical Effects of Low-Frequency Magnetic and Electric Fields", ed. J.G. Llauroado et al. P. 263 u. 338, C.C. Thomas, Pub. Springfield/ 111. (1974) /18/ Z. Abe, K. Tanaka, M. Hotta & M. Imai; loc,cit. /i7/ p. 295 /19/ D.W. Jones & T.F. Child; "Adv.Mag.Res." ed. Flow Measurement ", ed. C.G. Claton, p.38, P. Peregrinus (1971) / 13 / J.J. Battocletti, J.H. Linehan, S.J. Larson, A. Sances Jr., R.L. Boçman, V. Kudravcev, W.K. Genthe, R.E. Ilalbach & S.M. Evans; IEEE BME-19/6, 403 (1972) / 14/0. Shyi-Lin long; M.S. Thesis, Marquette Univ., Milwaukee / Wis. (1972) / 15 / J.H. Battocletti, J.H. Linehan, R.S. Pants, A. Sances Jr., R.E. Halbach, ll.D. Itakowitz, S.J. Larson, S.M. Evans, RL. Bowman & V. Kudravcev; Proc. 25th AXIS, Flal Harbor / Fla. 14, 146 (1972) / 16 / J.II. Battocletti, A. Sances Jr., S.J. Larson, R.E. Halbach, R.L. Bowman, V. Kudravcev & S.M. Evans; IEEE MAG-9/3, 451 (1973) / 17 / J.H. Battocletti, A. Sances Jr., S.J. Larson, S.M. Evans, R.E. Halbach, V. Kudravcev & R.L. Bowman; "Biologic and Clinical Effects of Low-Frequency Magnetic and Electric Fields ", ed. J.G. Llauroado et al. P. 263 & 338, C.C. Thomas, Pub. Springfield / 111. (1974) / 18 / Z. Abe, K. Tanaka, M. Hotta & M. Imai; loc, cit. / i7 / p. 295 / 19 / D.W. Jones & T.F. Child; "Adv.Mag.Res." ed.

J.S. Waugh, 8,123 Academic Press, NY. (1976) /20/ J.R. Singer & J. Libove; ANS Trans.San Franzisco 1977 Winter Meering, p. 165 (1977) Salt and Water Metabolism in Cells, Structure of Cellular Water /21/ J.A. Jackson & W.H. Langham; Rev.Sci.Instr. 39,510 (1968) /22/ F.W. Cope; Biophys.J. 9, 303 (1969) /23/ S.11. Koenig & W.W. Schilinger; J.Bio.Chem. 244, 3283 (1969) /24/ D.C. Chang, C.F. Hazlewood, B.L. Nichols & H.E. J.S. Waugh, 8,123 Academic Press, NY. (1976) / 20 / J.R. Singer & J. Libove; ANS Trans. San Franzisco 1977 Winter Meering, p. 165 (1977) Salt and Water Metabolism in Cells, Structure of Cellular Water / 21 / J.A. Jackson & W.H. Langham; Rev.Sci.Instr. 39,510 (1968) / 22 / F.W. Cope; Biophys. J. 9, 303 (1969) / 23 / p.11. Koenig & W.W. Schilinger; J.Bio.Chem. 244, 3283 (1969) / 24 / D.C. Chang, C.F. Hazlewood, B.L. Nichols & H.E.

Rorschach; Nature 235, 170 (1972) /25/ G. F;lini & O. Svelto; Nuovo Cimento 23, 55 (1972) Supplement, Serie X /26/ J.A. Frank, M.A. Feiler. M.V. House. P.C. Rorschach; Nature 235, 170 (1972) / 25 / G. F; lini & O. Svelto; Nuovo Cimento 23, 55 (1972) Supplement, Series X / 26 / J.A. Frank, M.A. Feiler. M.V. House. P.C.

Lauterbut & M.J. Jacobson; Clinical Res. 24/3, 217A (1976) /27/ P.C. Lauterbur, J.A. Frank & M.J. Jacobson; Physics in Canada 32, 33.9 (1976) /28/ G.N. Holland, P.A. Bottomley & W.S. Hinshaw; J.Mag.Res. (in the press) Celncer Diagnosis /29/ R. Damadian; Scicnce 171, 1151 (1971) /30/ D.C. Chang, lI.E. Rorschach. B.L. Nichols & C.F. Lauterbut & M.J. Jacobson; Clinical Res. 24/3, 217A (1976) / 27 / P.C. Lauterbur, J.A. Frank & M.J. Jacobson; Physics in Canada 32, 33.9 (1976) / 28 / G.N. Holland, P.A. Bottomley & W.S. Hinshaw; J.Mag.Res. (in the press) Celncer Diagnosis / 29 / R. Damadian; Scicnce 171, 1151 (1971) / 30 / D.C. Chang, lI.E. Rorschach. B.L. Nichols & C.F.

Hazlewood; Bull.Am.Phys.Soc., Series II, 17/3, 328 (1972) /31/ C.F. Hazlewood, D.C. Chang, D. Medina, G. Cleveland & B.L. Nichols; Proc.Nat.Acad.Sci. USA, 69/6, 1478 (1972) /32/ N. Iijima, N. Fujii, T. Koike, K. Osanai & S. Ibyashi; IEEE Trans.MAG-8/e,... (1972) /33/ H.E. Frey, R.R. Knispel, J. Kruuv, A.R. Sharp, R.T. Thompson & M.M. Pintar; J.Natl. Cancer Inst. Hazlewood; Bull.Am.Phys.Soc., Series II, 17/3, 328 (1972) / 31 / C.F. Hazlewood, D.C. Chang, D. Medina, G. Cleveland & B.L. Nichols; Proc.Nat.Acad.Sci. USA, 69/6, 1478 (1972) / 32 / N. Iijima, N. Fujii, T. Koike, K. Osanai & S. Ibyashi; IEEE Trans.MAG-8 / e, ... (1972) / 33 / H.E. Frey, R.R. Knispel, J. Kruuv, A.R. Sharp, R.T. Thompson & M.M. Pintar; J.Natl. Cancer Inst.

49, 903 (1972) /34/ I.D. Weisman, L.H. Bennett, L.R. Maxwell, M. W. 49, 903 (1972) / 34 / I.D. Weisman, L.H. Bennett, L.R. Maxwell, M. W.

Woods & D. Burk; Science i78, 1288 (1972) /35/ I.D. Weisman, L.H. Bennett & L.R. Maxwell sen.; IEEE Trans.MAG-9/3, 454 (1973) /36/ R.R. Knispel, R.T. Thompson & M.M. Pintar; J.Mag.Res. 14, 44 (1974) /37/ W.R. Inch, J.A. McCredie, R.R. Knispel, R.T. Thompson & M.M. Pintar; J.Natl.Cancer Inst. 52, 353 (1974) /38/ D.P. Hollis, L.A. Saryan, J.S. Economou, J.C. Woods & D. Burk; Science i78, 1288 (1972) / 35 / I.D. Weisman, L.H. Bennett & L.R. Maxwell Sr. IEEE Trans. MAG-9/3, 454 (1973) / 36 / R.R. Knispel, R.T. Thompson & M.M. Pintar; J.Mag.Res. 14, 44 (1974) / 37 / W.R. Inch, J.A. McCredie, R.R. Knispel, R.T. Thompson & M.M. Pintar; J. Natl. Cancer Inst. 52, 353 (1974) / 38 / D.P. Hollis, L.A. Saryan, J.S. Economou, J.C.

Eggleston, J.L. Czeisler & H.P. Morris; J.Natl. Eggleston, J.L. Czeisler & H.P. Morris; J.Natl.

Cancer Inst. 53, 807 (1974) /39/ C.F. Hazlewood, G. Cleveland & D. Medina, J.Natl. Cancer Inst. 53, 807 (1974) / 39 / C.F. Hazlewood, G. Cleveland & D. Medina, J. Natl.

Cancer Inst. 52, 1849 (1974) /40/ R. Damadian, K. Zaner, D. Hor & T. DiMaio; Proc.Nat. Cancer Inst. 52, 1849 (1974) / 40 / R. Damadian, K. Zaner, D. Hor & T. DiMaio; Proc.Nat.

Acad.Sci. USA 71, 1471 (1974) /41/ I.C. Kiricuta & V. Simplaceanu; Cancer Res. 35, 1164 (1975) /42/ P.H. Hollis, A.S. Leon. L.A. Saryan, J.C. Eggleston & H.P. Morris, J.Natl.Cancer Inst. 54, 1469 (1975) /43/ R. Damadian, L. Minkoff, M. Goldsmith, M. Stanford & J. Koutcher; Physil.Chem. & Phys. 8, 61 (1976) /44/ P.C. Lauterbur, C.M. Lai, J.A. Frank & C.S. Dulcey jr.; Physics in Canada 32, 33.11 (197()) /45/ R. Damadian, L. Minkoff, M. Goldsmith, M. Stanford & J. Koutcher; Science 194, 1430 (1976) Zeugmat o graphy /46/ P.C. Lauterbur; Nature 242, 190 (1973) /47/ P.C. Lauterbur; Proc. 1st.Int.Conf.Stable Isotopes in Chemistry, Biology and Medicine, AEC, CONF-730525, 255 (1973) /48/ P. Mansfield, P.K. Grannell, A.N. Garroway & D.C. Acad.Sci. USA 71, 1471 (1974) / 41 / I.C. Kiricuta & V. Simplaceanu; Cancer Res. 35, 1164 (1975) / 42 / P.H. Hollis, A.S. Leon. L.A. Saryan, J.C. Eggleston & H.P. Morris, J. Natl. Cancer Inst. 54, 1469 (1975) / 43 / R. Damadian, L. Minkoff, M. Goldsmith, M. Stanford & J. Koutcher; Physil.Chem. & Phys. 8, 61 (1976) / 44 / P.C. Lauterbur, C.M. Lai, J.A. Frank & C.S. Dulcey Jr. Physics in Canada 32, 33.11 (197 ()) / 45 / R. Damadian, L. Minkoff, M. Goldsmith, M. Stanford & J. Koutcher; Science 194, 1430 (1976) Zeugmat o graphy / 46 / P.C. Lauterbur; Nature 242, 190 (1973) / 47 / P.C. Lauterbur; Proc. 1st.Int.Conf.Stable Isotopes in Chemistry, Biology and Medicine, AEC, CONF-730525, 255 (1973) / 48 / P. Mansfield, P.K. Grannell, A.N. Garroway & D.C.

Stalker, Proc.lst Specialized Colloque Ampere, Inst. Stalker, Proc. Lst Specialized Colloque Ampere, Inst.

Nucl.Phys. Krakow/Poland, p. i6 (1973) /49/ P. Mansfield & P.K. Grannell; J.Phys. C: Solid State Phys. 6, L422 (1973) /50/ P.C. Lauterbur; Pure ApplChem. 40, 149 (1974) /51/ P.C. Lauterbur; "Techniques of Three-Dimensional Reconstruction", ed. R.B. Marr, BNL 20425, 20 (1974) /52/ W.S. Hinshaw; Phys.Lett. 48A, 87 (1974) /53/ P.C. Lauterbur, C.S. Dulcey jr., C.M. Lai. M.A. Nucl.Phys. Krakow / Poland, p. i6 (1973) / 49 / P. Mansfield & P.K. Grannell; J.Phys. C: Solid State Phys. 6, L422 (1973) / 50 / P.C. Lauterbur; Pure ApplChem. 40, 149 (1974) / 51 / P.C. Lauterbur; "Techniques of Three-Dimensional Reconstruction", ed. R.B. Marr, BNL 20425, 20 (1974) / 52 / W.S. Hinshaw; Phys.Lett. 48A, 87 (1974) / 53 / P.C. Lauterbur, C.S. Dulcey Jr., C.M. Lai. M.A.

Feiler. W.V. House jr., D. Kramer, C.-N. Chen & Dias; Proc. 18th Ampere Congr., Nottingham/U!(., ed. P.S. Allen et al., North-Holland, Amsterdam 1, 27 (1974) /54/ J.M.S. Hutchison, J.R. Mallard & C.C. Goll; loc.cit /53/ 283 (1974) /55/ P. Mansfield, P.K. Grannell & A.A. Maudsley; loc. cit./53/,2,431 (i974) /56/ W.S. Hinshaw, loc.cit. /53/,2, 433 (1974) /57/ A.N. Garroway, P.K. Grannell & P. Mansfield; J.Phys. Feiler. W.V. House Jr., D. Kramer, C.-N. Chen &Dias; Proc. 18th Ampere Congr., Nottingham / U! (., ed. P.S. Allen et al., North Holland, Amsterdam 1, 27 (1974) / 54 / J.M.S. Hutchison, J.R. Mallard & C.C. Goll; loc.cit / 53/283 (1974) / 55 / P. Mansfield, P.K. Grannell & A.A. Maudsley; loc. cit./53/,2,431 (i974) / 56 / W.S. Hinshaw, loc. Cit. / 53 /, 2, 433 (1974) / 57 / A.N. Garroway, P.K. Grannell & P. Mansfield; J.Phys.

C: Solid State Phys. 2, L457 (1974) /58/ A. Kumar, D. Welti & R.R. Ernst; Naturwiss 62, 34 (1975) /59/ A. Kumar, D. Welti & R.R. Ernst; J.Mag.Res. 18, 69 (1975) /60/ P.C. Lauterbur. W.V. House jr., D.M. Kramer, C.-Nr. C: Solid State Phys. 2, L457 (1974) / 58 / A. Kumar, D. Welti & R.R. Serious; Naturwiss 62, 34 (1975) / 59 / A. Kumar, D. Welti & R.R. Serious; J.Mag.Res. 18, 69 (1975) / 60 / P.C. Lauterbur. W.V. House Jr., D.M. Kramer, C. No.

Chen, F.W. Porretto & C.S. Dilcey jr.; Imago Processing for 2-D and 3-D Reconstruction from Projections" Theory and Practice in Medicine and Physical Sciences, Opt. Soc. Am. MA 10-1 to MA 10-3 (1975) /61/ P.C. Lauterbur, D.M. Kramer. W.V. House jr. & C.-N. Chen; J.Am.Chem.Soc. 97, 6866 (1975) /62/ P.K. Grannell & P. Mansfield; Phys. Med. Biol. 20, 477 (19 ) P. Mansfield & P.K. Grannell; Phys. Rev. Chen, F.W. Porretto & C.S. Dilcey Jr. Imago Processing for 2-D and 3-D Reconstruction from Projections "Theory and Practice in Medicine and Physical Sciences, Opt. Soc. At the. MA 10-1 to MA 10-3 (1975) / 61 / P.C. Lauterbur, D.M. Chandler. W.V. House jr. & C.-N. Chen; J.Am.Chem.Soc. 97, 6866 (1975) / 62 / P.K. Grannell & P. Mansfield; Phys. Med. Biol. 20, 477 (19) P. Mansfield & P.K. Grannell; Phys. Rev.

B, 12,3618 (1975) /63/ P. Mansfield & P.K. Grannell; Phys. Rev. B., 12, 3618 (1975) /64/ P. Mansfield, A.A. Maidsley & T. Baines; J.Phys. E: Sci.Instrum. 9, 271 (1976) /65/ W.S. Hinsllaw; J. Appl. Phys. 47, 3709 (1976) /66/ P. Mansfield & A.A. Maidsley; Phys.Med.Biol. 21, 847 (197 ) /67/ T. Baines & P. Mansfield; J.Phys. E: Sci.Instrum. B, 12, 3618 (1975) / 63 / P. Mansfield & P.K. Grannell; Phys. Rev. B., 12, 3618 (1975) / 64 / P. Mansfield, A.A. Maidsley & T. Baines; J.Phys. E: Sci.Instrum. 9, 271 (1976) / 65 / W.S. Hinsllaw; J. Appl. Phys. 47, 3709 (1976) / 66 / P. Mansfield & A.A. Maidsley; Phys.Med.Biol. 21, 847 (197) / 67 / T. Baines & P. Mansfield; J.Phys. E: Sci.Instrum.

9, 809 (1976) /68/ P. Mansfield & A.A. Maidsley; J-Phys. C: Solid State Phys. L 409 (1976) /69/ P. Mansfield & A.A. Maudsley; Brit.J.Radiology 50, 188 (1977) /70/ J.M.S. Hutchinson; Medial Images: Formation, Perception and Measurement", ed. G.A.Hay, J. Wiley, N.Y. p. 135 (1977) /71/ D.I. Hoult; J.Mag.Res. 27, 165 (1977) /72/ P.C. Lauterbur; "NMR in Biology" p. 323, ed. 9, 809/68 (1976) / P. Mansfield & A.A. Maidsley; J-Phys. C: Solid State Phys. L, 409/69 (1976) / P. Mansfield & A.A. Maudsley; Brit. J. Radiology 50, 188 (1977) / 70 / J.M.S. Hutchinson; Medial Images: Formation, Perception and Measurement ", ed. G.A. Hay, J. Wiley, N.Y. p. 135 (1977) / 71 / D.I. Hoult; J. Mag. Res. 27, 165 (1977) / 72 / P.C. Lauterbur; "NMR in Biology" p. 323, ed.

R.A. Dwek et al., Academic Press, NY. (1977) /73/ W.S. Binsliaw, P.A. Bottomley & G.N. Holland; Nature 270, 722 (1977) /74/ W.II. Bergmann & B. Knüttel; D.Pat 25 Ol 794.1 (17. 1. 1975) W.H. Bergmann: - "Zur Beobachtung der Hydrodynamik in stationären und transienten Ein- und Zweiphasen-Strömungszuständen mittels der magnetischen Kernspinresonanz (Nucleat Magnetic Resonance)"m v. 30. 7. 1975, to be published. R.A. Dwek et al., Academic Press, NY. (1977) / 73 / W.S. Binsliaw, P.A. Bottomley & G.N. Holland; Nature 270, 722 (1977) / 74 / W.II. Miner & B. Knüttel; D.Pat 25 Ol 794.1 (January 17, 1975) W.H. Miner: - "To the Observation of the hydrodynamics in stationary and transient one- and two-phase flow states by means of Nucleat Magnetic Resonance "m v. 30. 7. 1975, to be published.

- "Spin-Echo-Messungen am Induktionssignal eines markierten Spin-Volumens, das laminar oder turbulent im Bereich bis etwa Re = 10 000 aus seiner Markierungsspule ausströmt", to be published. - "Spin-echo measurements on the induction signal of a marked spin volume, the laminar or turbulent in the range up to about Re = 10,000 from its marking coil emanates ", to be published.

- 1NNR-Haemotachyspektrometrie", Febr. 1977, to be published. - 1NNR-Haemotachyspektrometrie ", Febr. 1977, to be published.

- "Zur Entwicklung einer noninvasiven in-vivo Meßmethode für lokale Blut strömungen (Haemotachyspektrometrie)", Kolloquium gehalten an der Abt. - "For the development of a non-invasive in-vivo measurement method for local Blood currents (Haemotachyspektrometrie) ", colloquium held at the Dept.

Physiologie der RWTH Aachen am 15.6.1977. Physiology at RWTH Aachen University on June 15, 1977.

/75/ W. Swindell & H.H. Barrett; Physics Today 30/12, 32 (1977) /76/ M.F. Barnothy, ed.; Biologie Effects of Magnetic Fields", Plenum Ny., 1 (1964), 2 (1969) J.G. Llaurado, A. Sances jr. & J.H. Battocletti, eds.; "Biologic and Clinical Effects of Low Frequency Magnetic and Electric Fields", C.C./ 75 / W. Swindell & H.H. Barrett; Physics Today 12/30, 32 (1977) / 76 / M.F. Barnothy, ed .; Biology Effects of Magnetic Fields ", Plenum Ny., 1 (1964), 2 (1969) J.G. Llaurado, A. Sances Jr. & J.H. Battocletti, eds .; "Biologic and Clinical Effects of Low Frequency Magnetic and Electric Fields, "C.C.

Thomas Publ., Springfield, 111. (1974) /77/ II. London; Phys.Lett. 6/2, 162 (1963) /78/ M.G. Richards; Adv.Mag.Res. 5, 305 (1971) /79/ W.M. Wynn, C.P. Frahm, P.J. Caroll, R.H. Clark, J. Wellhouer & M.J. Wynn; IEEE Trans.,MAG-11/2, 701 (1975), J.E. Opfer, Y.K. Yeo, J.M. Perce & L.H. worden; IEEE Trans., MAG-9, 536 (1974) /80/ K.L. Chopra; "Thin Film Phenomena" p. 589, McGraw-Hill, N.Y. (1969) /81/ W. Schauer, W. Specking & P. Turowski; Proc. 3 Int. Conf. Mag.Tech.MT3, 606 (1970); W.D. Hannibal, II. Pfundt & G. Winkhaus; Proc. 3 Int. Conf. Thomas Publ., Springfield, 111. (1974) / 77 / II. London; Phys.Lett. 6/2, 162 (1963) / 78 / M.G. Richards; Adv.Mag.Res. 5, 305 (1971) / 79 / W.M. Wynn, C.P. Frahm, P.J. Caroll, R.H. Clark, J. Wellhouer & M.J. Wynn; IEEE Trans., MAG-11/2, 701 (1975), J.E. Victim, Y.K. Yeo, J.M. Perce & L.H. been; IEEE Trans., MAG-9, 536 (1974) / 80 / K.L. Chopra; "Thin Film Phenomena" p. 589, McGraw-Hill, N.Y. (1969) / 81 / W. Schauer, W. Specking & P. Turowski; Proc. 3 Int. Conf. Mag.Tech.MT3, 606 (1970); W.D. Hannibal, II. Pfundt & G. Winkhaus; Proc. 3 Int. Conf.

Nag.Tcch.MT3, 1234 (1970) /82/ W.M. Wynn, C.P. Frahm, P.J. Caroll, R.H. Clark, J. Weilhoner & M.G. Wynn; IEEE Trans.MAG-ll, 701 (1975) /83/ W.L. Goodman, V . W. Hesterman, L.H. Rorden & W.S. Goree; Proc. IEEE 61/1,20 (1973) /84/ E.P. Day; Phys. Rev.Lett. 29/9, 540 (1972) /85/ L.A. Moberly & O.G. Symko; IEEE, Trans.EAG-13/1, 358 (1977) /86/ T.C. Farrar & E.D. Becker; "Pulse and Fourier Transform NMR", Academic Press, NY. (1971) /87/ D.I. Hoult & R.E. Richards; J.Mag.Res.24,71 (1976) /88/ 13. Ilillenbrand, II. Martens, lI. Pfister, K. Schnitzke & Y. Uzel; IEEE Trans.MAG.-13/491 (1977) /89/ P. Kneisel, 11. Kupfer, W. Schwarz, O. Stoltz & J. Halbritter; IEEE Trans.MAG-13, 496 (1977) /90/ A.I. Hernovoi & G.D. Latychev; loc.cit. /4/, p.132 /91/ J.M. I-lutchison, R. Sutherland, J.R. Mallard & M.A. Forster; loc.cit. /72/ p. 368 /92/ R.A. Dwek, I.D. Campell, R.E. Richards & R.J.P. Nag.Tcch.MT3, 1234 (1970) / 82 / W.M. Wynn, C.P. Frahm, P.J. Caroll, R.H. Clark, J. Weilhoner & M.G. Wynn; IEEE Trans. MAG-ll, 701 (1975) / 83 / W.L. Goodman, V. W. Hesterman, L.H. Rorden & W.S. Goree; Proc. IEEE 61 / 1.20 (1973) / 84 / E.P. Day; Phys. Rev.Lett. 29/9, 540 (1972) / 85 / L.A. Moberly & O.G. Symko; IEEE, Trans. EAG-13/1, 358 (1977) / 86 / T.C. Farrar & E.D. Becker; "Pulse and Fourier Transform NMR ", Academic Press, NY. (1971) / 87 / D.I. Hoult & R.E. Richards; J. Mag. Res. 24, 71 (1976) / 88 / 13. Ilillenbrand, II. Martens, lI. Pfister, K. Schnitzke & Y. Uzel; IEEE Trans.MAG.-13/491 (1977) / 89 / P. Kneisel, 11. Kupfer, W. Schwarz, O. Stoltz & J. Halbritter; IEEE Trans.MAG-13, 496 (1977) / 90 / A.I. Hernovoi & G.D. Latychev; loc.cit. / 4 /, p.132 / 91 / J.M. I-lutchison, R. Sutherland, J.R. Mallard & M.A. Ranger; loc.cit. / 72 / p. 368/92 / R.A. Dwek, I.D. Campell, R.E. Richards & R.J.P.

Williams, eds.; "NMR in Biology", Academic Press, N.Y. (1977) /93/ J.P. Wikswo jr. & W.M. Fairbank; IEEE Trans. MAG-13/1, 354 (1977) /94/ D. Brenner, L. Kaufmann & S.J. Williamson; IEEE Trans.MAG-13/1, 365 (1977) /95/ H. Kant er & F.L. Vernon, Jr. IEEE Trans. MAG- 13/1, 389 (1977) /96/ C.P. Bean; Phys. Rev. Lett. 8, 250 (1962) & Rev. Williams, eds .; "NMR in Biology", Academic Press, N.Y. (1977) / 93 / J.P. Wikswo jr. & W.M. Fairbank; IEEE Trans. MAG-13/1, 354 (1977) / 94 / D. Brenner, L. Kaufmann & S.J. Williamson; IEEE Trans.MAG-13/1, 365 (1977) / 95 / H. Kant he & F.L. Vernon, Jr. IEEE Trans. MAG- 13/1, 389 (1977) / 96 / C.P. Bean; Phys. Rev. Lett. 8, 250 (1962) & Rev.

Mod.Phys. 36,31 (1964) /97/ V.L. Newhouse & J.W. Brenner; J. Appl. Phys 30, 1458 (1959) /98/ H. Rogalla & C. Heiden, Appl. Phys. 14, 161 (1977) /99/ R.A. Kamper & M.B. Simmonds; Appl. Phys. Lett., 20/8, 270 (1972) /100/ A.C. McLaughlin, P.R. Cullis, M. Hemminga, F.F. Mod.Phys. 36,31 (1964) / 97 / V.L. Newhouse & J.W. Burner; J. Appl. Phys 30, 1458 (1959) / 98 / H. Rogalla & C. Heiden, Appl. Phys. 14, 161 (1977) / 99 / R.A. Kamper & M.B. Simmonds; Appl. Phys. Lett., 20/8, 270 (1972) / 100 / A.C. McLaughlin, P.R. Cullis, M. Hemminga, F.F.

Brown & J. Brocklehurst; loc.cit. /72/ p. 231 /101/ V. Haeberlen & J.S. Waugh; Phys. Rev. 185, 420 (1969) /102/ P.J. Seeley, P.A. Sehr, D.G. Gadian, P.B. Garlci & G.K. Radda; loc.cit. /72/ p. 247 /103/ J. Dawson, D.G. Gadian & D.R. Wilkie; loc.cit. Brown & J. Brocklehurst; loc.cit. / 72 / p. 231 / 101 / V. Haeberlen & J.S. Waugh; Phys. Rev. 185, 420 (1969) / 102 / P.J. Seeley, P.A. Very, D.G. Gadian, P.B. Garlci & G.K. Radda; loc.cit. / 72 / p. 247/103 / J. Dawson, D.G. Gadian & D.R. Wilkie; loc.cit.

/72/ p. 289 / 72 / p. 289

Claims

Device for non-invasive, local, in-vivo examination of body tissue, organs, bones, nerves and of flowing blood in the context of the Preventive medical check-ups or to monitor the progress of therapeutic measures Basis of the spin-echo technology with its transmission and measuring coil arrangement of a nuclear magnetic resonance apparatus, the test subjects completely, but at least the one to be examined Area encloses, as well as with a detection device and a computer for Evaluation of the measured values, characterized in that they are equipped with devices for Measurement of the nuclide density (with nuclear magnetic moment f O) in the selected volume under consideration, to determine the two relaxation times, namely the spin-lattice relaxation times (T1) and the spin-spin relaxation time (T2), as well as the components of the diffusion tensor (D) and with devices for measuring the shortening of the spin-spin relaxation time (T2) as a function of the respective flow state of the blood in the volume under consideration is equipped and that both the working temperature of the measuring coil assembly as also of the entire primary detection circuit at very low temperatures, preferably in the superconductivity range, especially in the temperature range of superfluids Helium is below about 1.85 K.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the measuring arrangement essentially consisting of an electromagnet and / .or a superconducting magnet system (1,2) which generates a homogeneous, temporally extremely constant magnetic field H0 (8), furthermore from magnetic coils (5) for the generation of slowly variable three-dimensional nals linear and square gradient fields (11) for restriction and size control of the resonance area on the volume under consideration and for the Str'oXbhgsanalysis in this and for its tracking in case of object movements as well as from a coil system (4) with a control unit for generating fast three-dimensional magnetic gradient fields (10) exists, as well as that to reduce the stray interference fields from the outside Gradiometer receiving coil systems (6) of the first or second order, preferably is arranged coaxially to the transmitter coil and that the receiving or. Detection system with a microwave SQUID detector (Fig. 2) and / or with an im superconductivity working preamplifier.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the. Yoke (1) of the magnet system generating the homogeneous, temporally constant magnetic field 110 (8) is designed in such a way that a space that is as closed as possible on all sides is created, which largely shields the receiving system from external interference.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that superconducting short-circuit coils (with a low number of turns) like Helmholtz do the washing up are arranged outside the yoke in such a way that they counteract the fluctuations of all interference fields compensate in such a way that the yoke (and thus also Ho) is only one is exposed to an external additional field that is constant over time.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that caused by the compensation and elimination of blurring effects periodic object movements, such as heart actions, breathing movements, intestinal peristalsis and other body movements, in a given rhythm intermittently the temporal Movement of two or more anatomically marked reference points, such as e.g. vascular branching of the organ to be imaged are measurable.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that to avoid disruptive effects caused by mechanical relative movements, like vibrations and natural oscillations between the individual magnet systems that the Ho generate the H1 and the two gradient fields, and the detector coil system the working temperatures of all these coil systems in the superconductivity range and that these coil systems are integrated into a single mechanical unit are.