DE3125502A1 - Geraet zur ausmessung der kernspinresonanz von proben - Google Patents

Geraet zur ausmessung der kernspinresonanz von proben

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DE3125502A1
DE3125502A1 DE19813125502 DE3125502A DE3125502A1 DE 3125502 A1 DE3125502 A1 DE 3125502A1 DE 19813125502 DE19813125502 DE 19813125502 DE 3125502 A DE3125502 A DE 3125502A DE 3125502 A1 DE3125502 A1 DE 3125502A1
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DE19813125502
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Wilfried Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 8522 Herzogenaurach Loeffler
Manfred Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8520 Erlangen Pfeiler
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/381Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
    • GPHYSICS
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    • G01R33/50NMR imaging systems based on the determination of relaxation times, e.g. T1 measurement by IR sequences; T2 measurement by multiple-echo sequences

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Description

  • Gerät zur Ausmessung der Kernspinresonanz von Proben Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Ausmessung der bildgebenden Kernspinresonanz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Geräte dieser Art sind z.B. beschrieben in Nature Vol. 242, March 16, 1973, Seiten 190/191.
  • Bei den bekannten Geräten zur Ausmessunge der bildgebenden Kernspinresonanz von Proben wird immer ein Gleichfeldmagnet zur Erstellung des Grundfeldes verwendet.
  • Dies beruht offensichtlich darauf, daß an die zeitliche Konstanz des Feldes hohe Ansprüche gestellt werden müssen, wenn nicht eine Synchronisierung der Arbeitsfrequenz an das Magnetfeld erfolgt.
  • Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, bei einem Gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bei gleichbleibenden Verlusten in der Spule eine Erhöhung des Feldes zum Zeitpunkt der Messung und zugleich eine Reduzierung der Verluste im Stromversorgungsgerät zu erzielen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Durch die Verwendung eines Wechselfeldmagneten zur Erzeugung des Grundmagnetfeldes und Signalerfassung wenigstens in der Nähe eines Extrempunktfeldes wird bei gleichbleibenden Verlusten in der zur Erzeugung des Feldes verwendeten Spule die Feldamplitude um den Faktor 2 größer als in einem entsprechenden Gleichfeld. Außerdem werden die Verluste im Stromversorgungsgerät wegen der Resonanzüberhöhung reduziert. Dies ist so erklärbar, daß entsprechend der Güte des zur Erzeugung des Wechselfeldes erforderlichen Schwingkreises Energie nur zwischen Kondensator und Spule pendelt.
  • Die Verluste in der zur Felderzeugung verwendeten Spule müssen allerdings gedeckt werden. Sie stimmen mit denjenigen überein, die auch beim Gleichfeldmagneten hinzunehmen sind.
  • Durch Überlagerung von Gleich- und Wechselfeldanteilen können auf einfache Art unmittelbar nacheinander, d.h.
  • im Abstand aufeinanderfolgender einzelner bzw. mehrerer halber Perioden, Messungen der Kernspinresonanz erfolgen. Zur Erzeugung derartig überlagerter Felder ist es lediglich notwendig, der Felderzeugungsspule zusätzlich zum Wechselstrom auch einen Gleichstromanteil zuzuführen. Durch-die Messung bei periodisch veränderten Feldstärken unterschiedlicher Höhe können zwei Feldstärken-NNR-Bilder analog zur Zwei-Energie-Methode der Röntgentechnik bei quasi simultanen Signalmessungen bei beiden Feldstärken erhalten werden. Ohne die Überlagerung von Gleich- und Wechselfeld geht das nicht, weil dann beide Feldextremalwerte gleich sind bei nur umgekehrten Vorzeichen des Feldes.
  • Bei der Signalerfassung bei verschiedenen Feldstärken wird davon ausgegangen, daß aus dem Unterschied zwischen den für beide Feldstärken anfallenden Relaxationszeiten T1 ein weiteres Maß für die Biochemie des untersuchten Materials erhalten werden kann. Dies ist aufgrund von in vitro Messungen an Gewebsproben zu erwarten (s. z.B. Phys. Med. Biol. 25, 748 (1980)).
  • Die Frequenz des benutzten Wechselfeldes ist so anzusetzen, daß die Gleichgewichtsmagnetisierung der zu untersuchenden Probe wenigstens im wesentlichen folgen kann, d.h. es ist von einer Frequenz auszugehen, die kleiner als ca. 1/T1, also z.B. bei Protonen im biologischen Gewebe in der Regel kleiner als 1 Hz, ist.
  • Als Amplitude ist eine Schwingung von 0,3 T (Tesla) anzusetzen, weil entsprechende Verlustleistungen nach dem Stand der Technik gut zu verkraften sind. Als Spanne, in welcher sich die Amplitude befinden kann, ist 0,1 bis 0,5 T anzusehen, je nach dem vertretbaren technischen Aufwand in bezug auf Kühlung, Stromversorgung und Stabilität gegen magnetische Kräfte.
  • Im Hinblick auf die Meßdauer der Relaxationszeit braucht keine Rücksicht auf die Magnetfeldfrequenz genommen zu werden. Sie braucht also nicht unbedingt so niedrig gewählt zu werden, daß bei Erreichung der Spitzenwerte das Magnetfeld über einen der Relaxationszeit entsprechenden Zeitraum als konstant angesehen werden kann.
  • Die Anregungs-Hochfrequenz sowohl als auch die zur Signalerfassung dienende Referenz-Frequenz können an den Verlauf des Magnetfeldes angebunden werden. Sie können sozusagen von dem Magnetfeld mitgezogen werden. Die Basis für eine derartige Steuerung kann eine zusätzliche Kernspin-Resonanz-Sonde sein, die sich ebenfalls im Feld befindet.
  • Die Signalerfassung bei nicht konstantem Gleichfeld führt zu einer Misch-Relaxationszeit, die für die Biochemie eines vorgegebenen Materials ebenfalls im Sinne einer Differenzierung verschiedener Gewebe charakteristischer sein kann als eine einzelne Relaxationszeit.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele weiter erläutert.
  • In der Figur 1 ist in einem Übersichtsschaltbild schematisch die Funktion der Erfindung dargestellt, in der Figur 2 anhand eines Daigramms die Lage von Meßpunkten und in der Figur 3 die Anordnung der Meßpunkte sowie die Überlagerung von Gleich- und Wechselfeldern bei der Erzeugung des Grundfeldes.
  • In der Figur 1 ist mit 1 ein Netzgerät bezeichnet, von welchem aus die Spulen 2 bis 5 zur Erzeugung des Grundmagnetfeldes betrieben werden. Gradientenspulen sind mit 6 und 7 bezeichnet, während mit 8 eine Hochfrequenzspule symbolisch dargestellt ist. Aus einem Versorgungsgerät 9 werden die Gradientenspulen 6 und 7 versorgt, während die Versorgung der HF-Spule 8 von einem Oszillator 10 aus erfolgt, der über einen Modulator 11 an einen Sendeverstärker 12 zur Erzeugung von HF-Impulsen anschließbar ist. Die Signalabnahme erfolgt ebenfalls von der HF-Spule 8 über einen Signalverstärker 13 und einen phasenempfindlichen Gleichrichter 14, der als Referenz über eine Leitung 15 auch Signale vom HF-Oszillator 10 erhält. Vom Gleichrichter gelangt das Signal auS einen Prozeßrechner 16, von dem aus Signale an ein Bildschirmgerät 17 abgegeben werden können, so daß es zu einem sichtbaren Bild kommt. Der Prozeßrechner ist aber außerdem zur Steuerung der Gradientenstromversorgung 9 und zur Steuerung des Modulators 11 ausgelegt, wie durch Leitungen 18 zur Stromversorgung 9 und 19 zum Modula- tor 11 angedeutet ist. Den Magnetspulen 2 bis 5 ist eine Meßsonde 20 zugeordnet, von der aus über eine Leitung 21 eine Ansteuerung des HF-Oszillators im Sinne einer Synchronisation der Signalerzeugung erfolgen kann.
  • Der Betrieb der Spulen 2 bis 5 zur Erzeugung des Grundfeldes kann über einen der beiden Teile 22 oder 23 des Stromversorgungsgerätes 1 erfolgen, indem entsprechende Schalter 24 bzw. 25 geschlossen werden, die zu einer Leitung 26 zu den Spulen 2 bis 5 führen. Zur Bildung eines Resonanzkreises ist die Leitung 26 über einen Kondensator 27 geerdet, ebenso wie das Ende der Spule 5.
  • Beim Schließen des Schalters 25 erfolgt die Anregung der Spulen 2 bis 5 in bekannter Weise aus dem einen Gleichspannungsgenerator darstellenden Teil 22 des Stromversorgungsgerätes. Wird andererseits der Schalter 24 geschlossen, erfolgt die Versorgung aus dem einen Wechselstromgenerator darstellenden Teil 23. Bei Schließung beider Schalter kann außerdem eine überlagerte Anregung der Spulen 2 bis 5 im Sinne obiger Beschreibung erfolgen. Die beiden als Gleichstrom- bzw. Wechselstromgenerator wirkenden Teile 22 und 23 der Stromversorgung 1 sind einstellbar, so daß verschieden starke Felder in den Spulen 2 bis 5 zur Anpassung an einen gewünschten Meßvorgang wählbar sind.
  • Kernspin-Untersuchungen können z.B., wie in der eingangs genannten Literaturstelle von Lauterbur dargestellt, zur Erstellung von kernspintomographischen Bildern benutzt werden. Dazu wird ein zu untersuchender Patient 28 in die HF-Spule 8 eingebracht, über die Spulen 2 bis 5 unter Benutzung einer aus den Teilen 22 oder 23 entsprechend über 24 oder 25 eingeschalteten Spannung ein Magnetfeld angelegt und eine bekannte Schaltsequenz der Feldgradienten und HF-Impulse zur Bilderzeugung angewendet.
  • Schließlich wird aus dem Rechner 16 eine entsprechende Signalfolge auf das Bildschirmgerät 17 abgegeben, so daß dort das gewünschte tomographische Bild aus dem Körper des Patienten 28 sichtbar wird.
  • In der Figur 2 ist in der Ordinate 30 die Feldstärke und in der Abszisse 31 die Zeit aufgetragen. Das in den Spulen 2 bis 5 erzeugte Magnetfeld erhält dann einen Verlauf entsprechend der Kurve 33, d.h. bei Anwendung eines sinusförmigen Stromes aus dem Teil 23 des Versorgungsgerätes 1 wird eine sinusförmige Schwingung erreicht, die im vorliegenden Beispiel bei 1 Hz liegt.
  • Die Höhe der Maxima und Minima beträgt gegenüber der im Nulldurchgang gezeichneten Abszisse 31 +0,3 T bzw.
  • -0,3 T. Damit ist an den Extrema 34, 35 und 36 eine Messung bei hohem Magnetfeld möglich.
  • In der Figur 3 ist in einem der Figur 2 entsprechenden Diagramm die Durchführung einer Messung bei Gleich- und Wechselfeldüberlagerung aus 22 und 23 dargestellt. Durch eine gestrichelte Linie ist dabei die Anhebung des Grundmagnetfeldes mittels der Gleichspannung aus 22 dargestellt. Sie beträgt z.B. 0,35 T. Die eigentliche Schwingung entsprechend der Linie 33' liegt entsprechend der Anhebung des Untergrundes, wie durch die gestrichelte Linie 37 angedeutet, oberhalb der Abszisse 31, die durch den Nullpunkt der Feldstärke führt. Die Schwingungen der Feldstärke stimmen mit derjenigen nach Figur 2 überein.
  • Es ergibt sich lediglich eine Verschiebung der Kurve nach 31' und der Extrema nach 34', 35' und 36' um die Anhebung von 31 auf 37. Dadurch ermöglichen sich auch Messungen bei zwei unterschiedlichen Feldstärken, da jetzt die Extremwerte der Kurve bei verschiedenen Absolutbeträgen der Feldstärke liegen.
  • 3 Figuren 3 Patentansprüche Leerseite

Claims (2)

  1. Patentansprüche g Gerät zur Ausmessung der mazgnetischen Kernspinresonanz von Proben, die in ein Magnetfeld (Grundfeld) eingebracht und einem HF-Magnetfeld ausgesetzt werden, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen als Wechselfeldmagneten ausgelegten Grundfeldmagneten und wenigstens in der Nähe eines der Extremwerte des Feldes wirksamer Signalerfassung.
  2. 2. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z ei c h n e t , daß der Wechselfeldmagnet auch eine Gleichfeldkomponente aufweist 3 Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß dem Grundfeldmagneten eine Signalerfassungssynchronisiermeßsonde zugeordnet ist, mit welcher die Signalerfassung an den Verlauf des Magnetfeldes angebunden ist
DE19813125502 1981-06-29 1981-06-29 Geraet zur ausmessung der kernspinresonanz von proben Withdrawn DE3125502A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0160350A1 (de) * 1984-04-30 1985-11-06 Oxford Magnet Technology Limited Magnetanordnung
FR2579753A1 (fr) * 1985-03-26 1986-10-03 Thomson Cgr Procede et dispositif d'imagerie par resonance magnetique nucleaire
FR2621392A1 (fr) * 1988-09-30 1989-04-07 Gen Electric Cgr Machine de rmn a bas champ et a polarisation dynamique

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0160350A1 (de) * 1984-04-30 1985-11-06 Oxford Magnet Technology Limited Magnetanordnung
FR2579753A1 (fr) * 1985-03-26 1986-10-03 Thomson Cgr Procede et dispositif d'imagerie par resonance magnetique nucleaire
EP0198748A1 (de) * 1985-03-26 1986-10-22 General Electric Cgr S.A. Verfahren und Vorrichtung zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz
US4727326A (en) * 1985-03-26 1988-02-23 Thomson-Cgr Method and device for forming images by nuclear magnetic resonance
FR2621392A1 (fr) * 1988-09-30 1989-04-07 Gen Electric Cgr Machine de rmn a bas champ et a polarisation dynamique
WO1990003583A1 (fr) * 1988-09-30 1990-04-05 General Electric Cgr S.A. Machine de rmn a bas champ et a polarisation dynamique
US5208533A (en) * 1988-09-30 1993-05-04 General Electric Cgr S.A. Nmr machine with low field and dynamic polarization

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