DE3824137A1

DE3824137A1 - Magnetresonanz-spektroskopiegeraet

Info

Publication number: DE3824137A1
Application number: DE3824137A
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Hanawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-07-15
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1989-01-26
Anticipated expiration: 2008-07-16
Also published as: DE3824137C2; JPS6420436A; US4887035A

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetresonanz-Spektroskopie system (MRS-System) zum Erfassen einer Magnetresonanz(MR)- Spektralinformation von bestimmten Atomkernen, die inner halb des Untersuchungsobjektes vorhanden sind, unter Ver wendung der Magnetresonanzerscheinung.

Bei einem Magnetresonanz-Bildsystem (MRI-System) wird ein vorgegebener Teil eines Untersuchungsobjektes mit einem homogenen statischen Magnetfeld beaufschlagt. Darüber hinaus wird das Untersuchungsobjekt mit einem Gradientenmagnetfeld beaufschlagt, das senkrecht zu einem Scheibenabschnitt angeordnet ist, der den interessierenden Teil einschließt, sowie mit einem Anregungsimpuls, der ein senkrecht zum statischen Magnetfeld liegendes Hochfrequenzmagnetfeld (normalerweise Radiofrequenzmagnetfeld) ist. Das Gradientenmagnetfeld und der Anregungsimpuls überlagern das statische Magnetfeld. Als Ergebnis werden innerhalb des Scheibenabschnittes nur bestimmte Kernspins zu einer magnetischen Resonanz angeregt. Nach Entfernen des Hochfrequenzmagnetfeldes wird ein von den in Resonanz versetzten Kernen geliefertes Magnetresonanz-MR-Signal erfaßt, und die MR-Daten auf der Grundlage dieses MR-Signals werden verarbeitet, um ein Magnetresonanz-Bild zu erstellen.

Bei einem bekannten System, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist es üblich, das MR-Signal für eine Scheibe S eines Untersuchungsobjektes P zu erhalten und für diese Scheibe das MR-Bild zu erstellen. Neuerdings wird jedoch speziell auf dem Gebiet der medizinischen Diagnose gefordert, ein MR-Signal nur aus einem lokalen Bereich S 1, der einen Ziel abschnitt in der Scheibe S umfaßt (siehe Fig. 1), für eine nachfolgende Spektralanalyse zu entnehmen und eine MR-Spek tralinformation zu erfassen, die die Information über die Dichte bestimmter Kernspins und chemische Verschiebungen wiederspiegelt. Ein derartiges System, das eine MR-Spek tralinformation erfaßt, wird MRS-System genannt und ist beispielsweise in einem MRI-System eingebaut.

Zum Erfassen eines MR-Signals von nur einem solchen lokalen Bereich sind bisher zwei Arten von Verfahren angewandt wor den.

Gemäß dem ersten Verfahren wird, wie in Fig. 2 dargestellt, in einem statischen Magnetfeld B ₀ örtlich ein Abschnitt eines gleichförmigen Magnetfeldes B′₀ erzeugt und die MR- Erscheinung veranlaßt, nur in diesem Abschnitt aufzutreten, um ein MR-Signal zu erfassen. Das Verfahren wird als lokales Magnetresonanzverfahren (TMR-Verfahren) bezeichnet.

Das zweite Verfahren wird als Oberflächenspulenverfahren bezeichnet. Wenn eine verhältnismäßig kleine Spule, die als Oberflächenspule bezeichnet wird, über der Oberfläche eines Zielabschnittes eines Untersuchungsobjektes angeordnet wird, wird die Empfindlichkeit D (in Richtung der Tiefe) für ein durch die Spule erfaßtes MR-Signal zu einem Maximum (Empfindlichkeit D 1) in der Mitte der x-Achse, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Somit wird durch das zweite Verfah ren durch Erfassen des MR-Signals aus dem zentralen Bereich eine partielle MR-Information erfaßt.

Die bekannten Verfahren sind jedoch mit Problemen behaftet. Bei dem TMR-Verfahren müssen zur Änderung der Verteilung des statischen Magnetfeldes der einer Spule zugeführte Strombereich und/oder die Position des Untersuchungsobjek tes geändert werden. Dies führt zu einem komplexen System. Bei dem Verfahren mit der Oberflächenspule können gute Er gebnisse im Empfang des MR-Signals von der Oberfläche eines Untersuchungsobjektes und deren Nachbarschaft erhalten werden, nicht jedoch aus tieferen Abschnitten des Objektes.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein MRS-System verfügbar zu machen, mit dem Daten mehrerer lokaler Bereiche in kurzer Zeit erfaßt werden können, ohne daß hierfür eine kompli zierte Einrichtung erforderlich ist.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen zu entnehmen.

Danach betrifft die vorliegende Erfindung ein MRS-System zum Erfassen von MR-Signalen vorgegebener lokaler Bereiche innerhalb eines Untersuchungsobjektes und zum Durchführen einer MR-Spektroskopieanalyse auf der Grundlage der MR- Signale. Um die obengenannte Aufgabe zu lösen, führt das Magnetresonanzspektroskopiesystem wiederholt die folgenden Vorgänge aus: Unter Verwendung eines 90°-Impulses werden zwei erste Bereiche, die den lokalen Bereich einschließen, in wenigstens einem vorgegebenen Abschnitt in Richtung einer der beiden x- bzw. y-Achsen selektiv angeregt; daraufhin werden die transversalen Magnetisierungskompo nenten in diesen beiden ersten Bereichen ausgelöscht;
sodann werden unter Verwendung eines 90°-Impulses zwei zweite Bereiche, die den lokalen Bereich einschließen, in Richtung der anderen der x- bzw. y-Achse angeregt; daraufhin werden die transversalen Magnetisierungskompo nenten in den beiden zweiten Bereichen ausgelöscht; sodann wird in z-Achsenrichtung ein Bereich, der den lokalen Be reich einschließt, angeregt, um hierfür Magnetresonanzdaten zu erfassen; und schließlich wird ein Bereich, der einen weiteren lokalen Bereich einschließt, in z-Achsenrichtung angeregt, um Magnetresonanzdaten hierfür innerhalb der Wie derholungszeit der Anregung zu erfassen.

Zunächst werden beim Beaufschlagen des Untersuchungsobjek tes mit einem 90°-Impuls und einem in Scheiben schneidenden Gradientenmagnetfeld zum Kippen der Magnetisierung in eine der x- bzw. y-Achsrichtungen Bereiche außerhalb des lokalen Bereiches selektiv angeregt und daraufhin die transversalen Magnetisierungskomponenten in diesen Bereichen ausgelöscht. Sodann werden beim Beaufschlagen des Untersuchungsobjektes mit einem 90°-Impuls und einem in Scheiben schneidenden Gradientenmagnetfeld zum Kippen der Magnetisierung in die andere Achsrichtung andere zwei Bereiche in der anderen Achsrichtung selektiv angeregt, und sodann werden die transversalen Magnetisierungskomponenten ausgelöscht. Da nach wird eine Vielzahl von lokalen Bereichen in z-Richtung in einer Folge angeregt, um aus diesen lokalen Bereichen MR-Signale zu gewinnen.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand von acht Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung des Erfassens von MR-Daten eines lokalen Bereiches in einem be kannten System;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung des in einem be kannten System verwendeten TMR-Verfahrens;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des in einem be kannten System verwendeten Oberflächenspulen verfahrens;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels dieser Erfindung;

Fig. 5A bis 5D Zeitablaufdiagramme, die die Impulsfolge zum Anregen der Magnetresonanz bei der Einrich tung nach Fig. 4 darstellen; und

Fig. 6, 7 und 8A bis 8C Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 4.

Es wird nun anhand von Fig. 4 das MRS-System gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung erläutert.

Eine Magnetanordnung 1 enthält ein Spulensystem 2 für ein statisches Magnetfeld, ein Spulensystem 3 für ein Gradien tenfeld, ein Anregungsspulensystem 4 und ein Lesespulensy stem 5. Das Spulensystem 2 für das statische Magnetfeld wird benutzt, um ein in der Magnetanordnung 1 unterge brachtes Untersuchungsobjekt mit einem Hauptmagnetfeld zu beaufschlagen, das aus einem statischen Magnetfeld einer vorgegebenen Stärke besteht. Das Spulensystem 3 für das Gradientenfeld wird benutzt, um das Untersuchungsobjekt mit Gradientenmagnetfeldern in x-, y- und z-Richtung zu be aufschlagen. Das Anregungsspulensystem 4 wird benutzt, um das Untersuchungsobjekt mit Hochfrequenzimpulsen zu beauf schlagen, zum Beispiel 90° Wahlimpulsen oder einen 90°- Impuls und einen 180°-Impuls, so daß innerhalb eines vorge gebenen Abschnitts des Untersuchungsobjektes die Kernspins angeregt werden, um eine Magnetresonanz zu induzieren. Das Lesespulensystem 5 wird benutzt, um das im Untersuchungs objekt erzeugte MR-Signal zu erfassen.

Ein Display 12 und eine Systemsteuereinrichtung 13 sind mit einer Datenverarbeitungseinheit bzw. einem Computer 11 ver bunden. Eine Gradientenfeldsteuereinrichtung 14 und ein Mo dulator 17 sind an die Systemsteuereinrichtung 13 ange schlossen. Die Gradientenfeldsteuereinrichtung 14 ist mit dem Gradientenfeldspulensystem 3 verbunden, um dieses zu veranlassen, die Gradientenfelder zu erzeugen und um diese Gradientenfelder zu steuern. Die Gradientenfeldsteuerein richtung 14 steuert den EIN/AUS-Zustand der dem Gradienten feldspulensystem 3 zuzuführenden Ströme und/oder die Stärke dieser Ströme, wodurch die Gradientenfelder, mit denen das Untersuchungsobjekt beaufschlagt wird, gesteuert werden. Eine Steuereinrichtung 15 für das statische Magnetfeld ist mit dem Spulensystem 2 für das statische Magnetfeld verbun den, um das statische Magnetfeld zu erzeugen. Diese Steuereinrichtung 15 steuert den Strom, mit dem das Spulensystem 2 für das statische Magnetfeld beaufschlagt wird, so daß das Untersuchungsobjekt mit einem statischen Magnetfeld B ₀ einer vorgegebenen Stärke beaufschlagt werden kann.

Das Ausgangssignal eines Hochfrequenzoszillators (RF- Oszillators) 16 wird in einem Modulator 17 moduliert und dann einem Leistungsverstärker 18 zugeführt, der mit dem Anregungsspulensystem 4 verbunden ist. Das Lese-Spulen system 5 ist an einen Phasendetektor 20 über einen Vorverstärker 19 angeschlossen. Der Phasendetektor 20 ist mit einem Wellenformspeicher 21 verbunden, der wiederum mit der Datenverarbeitungseinheit 11 in Verbindung steht.

Die Systemsteuereinrichtung 13 erzeugt und liefert Zeit steuer- bzw. Taktsignale, die notwendig sind zur Erfassung der MR-Daten als Beobachtungsdaten für ein MR-Signal an die Gradientenfeldsteuereinrichtung 14 und den Modulator 17, um die Folge der Gradientenfelder Gx, Gy, Gz und die Hochfre quenzimpulse RF zu steuern.

Die Systemsteuereinrichtung 13 steuert auch den Hochfre quenzoszillator 16, um diesen zu veranlassen, ein Hochfre quenzsignal zu erzeugen. Außerdem steuert die Systemsteuer einrichtung 13 die Frequenz des Hochfrequenzsignals. Der Modulator 17 moduliert das vom Hochfrequenzoszillator 16 gelieferte Hochfrequenzsignal in der Amplitude mit einem vorgegebenen von der Systemsteuereinrichtung 13 gelieferten Modulatorsignal, so daß ein Hochfrequenzimpuls mit einer vorgegebenen Frequenzkomponente und einer vorgegebenen Um hüllenden zu einer bestimmten Zeit erzeugt wird. Der Lei stungsverstärker 18 verstärkt den vom Modulator 17 gelie ferten Hochfrequenzimpuls, so daß er dem Anregungsspulensy stem 4 zugeführt werden kann.

Der Vorverstärker 19 verstärkt das durch das Lese-Spulensy stem 5 erfaßte MR-Signal. Der Phasendetektor 20 erfaßt das verstärkte MR-Signal. Der Wellenformspeicher 21 speichert die durch den Phasendetektor 20 erfaßten Wellenformdaten des MR-Signals.

Die Datenverarbeitungseinheit 11 steuert den Arbeitsablauf der Systemsteuereinrichtung 13 und empfängt von dieser die Zeitsteuer- bzw. Takt-Information. Die Datenverarbeitungs einheit 11 liest aus dem Wellenformspeicher 21 die MR-Daten aus und verarbeitet sie derart, daß das MR-Spektrum analy siert werden kann. Außerdem kann die Datenverarbeitungsein heit 11 eine Betriebsinformation auf dem Display 12 zur An zeige bringen, wenn diese Information durch eine Bedie nungsperson benötigt wird.

Das durch den Hochfrequenzoszillator 16 erzeugte Hochfre quenzsignal kann Komponenten einer Mittelfrequenz f ₀, die der zentralen Position eines lokalen Bereiches des Untersu chungsobjektes entspricht, sowie verschiedene Frequenzen f 1, f 2, f 3 und f 4 enthalten, zwischen denen die Mittelfre quenz f ₀ eingestellt ist. Die Systemsteuereinrichtung 13 steuert den Hochfrequenzoszillator 16 derart, daß sie we nigstens einen Teil der Frequenzkomponenten auswählt, und der Modulator 17 steuert die Umhüllende und den Frequenzbe reich des durch den Hochfrequenzoszillator 16 ausgegebenen Hochfrequenzsignals.

Bezüglich der Gradientenfeldsignale zum Erzeugen der Gradientenmagnetfelder Gx und Gy kann die Gradientenfeldsteuereinrichtung 14 ein Signal erzeugen, das sich abrupt von einem Pegel einer vorgegebenen Stärke der Gradientenfelder zu einem Pegel einer ausreichenden Stärke der Gradientenfelder ändert.

Es wird nun anhand der Fig. 5A bis 8C die Arbeitsweise des MRS-Systems zum Erhalten einer MR-Information über einen speziellen Teil eines Untersuchungsobjektes beschrieben. In diesen Zeichnungen sind die Fig. 5A bis 5D Zeitdiagramme, die eine bei der Einrichtung verwendete Impulsfolge reprä sentieren, und die Fig. 6, 7, 8A bis 8C stellen schematisch Abtastformate zum Erfassen der MR-Daten des Untersuchungs objektes dar.

Das Spulensystem 2 für das statische Magnetfeld wird aus der Steuereinrichtung 15 für das statische Magnetfeld mit einem Erregerstrom beliefert, um in Richtung der z-Achse ein gleichförmiges statisches Magnetfeld B ₀ zu erzeugen. Da das statische Magnetfeld B ₀ in Richtung der z-Achse verläuft, ist die im Untersuchungsobjekt (untergebracht innerhalb der Spuleneinrichtung 1) erzeugte Magnetisierung ebenfalls in Richtung der z-Achse ausgerichtet. Daraufhin wird unter Mitwirkung des Hochfrequenzoszillators 16, des Modulators 17, des Leistungsverstärkers 18 und der Gradientenfeldsteuereinrichtung 14 das Untersuchungsobjekt mit Magnetfeldern beaufschlagt, um die Richtung der Magnetisierung und die Position des Scheibenabschnittes innerhalb des Untersuchungsobjektes zu spezifizieren bzw. festzulegen. Dies wird nachfolgend im Detail beschrieben. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird bei der folgenden Beschreibung ein rotierendes Koordinatensystem mit einer x′-, y′- und einer z′-Achse verwendet.

Um die Magnetisierung um 90° in die -x′-Richtung entspre chend dem rotierenden Koordinatensystem zu kippen, wird das Untersuchungsobjekt mit einem selektiven 90°-Anregungsim puls als Hochfrequenzimpuls RF in y′-Richtung beaufschlagt, wie dies in Fig. 5A dargestellt ist. Gleichzeitig wird in y-Achsrichtung ein Gradientenmagnetfeld Gy für die Scheibe angelegt (Fig. 5C). Der Hochfrequenzimpuls RF enthält zwei unterschiedliche Trägerfrequenzen f 1 und f 2. Es sei ange nommen, daß, wie in Fig. 6 dargestellt, ein Bereich S 1, der einen lokalen Zielbereich enthält, dessen MR-Information erfaßt werden soll, im mittleren Teil des Untersuchungsob jektes P liegt. Falls die speziellen Frequenzen zum Anregen des lokalen Bereiches S 1 bei f ₀ mittig eingestellt sind, dann sind die beiden Frequenzen, die den auf jeder Seite des Bereiches S 1 liegenden Bereichen P 1 und P 2 entsprechen, die Frequenzen f 1 und f 2. Unter Verwendung des diese Frequenzen f 1 und f 2 enthaltenden Hochfrequenzimpulses RF können die Bereiche P 1 und P 2 ausgewählt werden. Jede der Frequenzen f 1 und f 2 stellt eine Mittelfrequenz dar, und die Frequenzbänder werden bestimmt durch Δ f 1 und Δ f 2. Wie beschrieben, ist die Tatsache, daß zum Auswählen verschie dener Bereiche innerhalb des Untersuchungsobjektes P verschiedene Frequenzen benutzt werden können, ersichtlich aus dem folgenden Ausdruck:

f₀ = ( γ/2π) × B₀ (1)

wobei γ das gyromagnetische Verhältnis und B ₀ die Magnet feldstärke in der mittleren Position ist.

Als Gradientenfeld Gy wird während einer vorgegebenen Zeit dauer τ 1 ein Scheibenauswahlmagnetfeld (slicing magnetic field) normaler Intensität an das Untersuchungsobjekt angelegt und dann, das heißt nach Beendigung der Scheiben auswahl während einer vorgegebnen Zeitdauer τ 2, ein Magnet feld SP mit wesentlich größerer Intensität. Das nachfol gende Magnetfeld SP wird als Spoilerfeld bezeichnet. Die mit der Magnetresonanz verbundenen transversalen Magneti sierungskomponenten, die in den selektiv angeregten Berei chen P 1 und P 2 induziert werden, werden durch das Spoiler feld SP zerstreut und ausgelöscht.

Die Breiten (Scheibenbreiten) Δ t 1 und Δ t 2 der Bereiche P 1 und P 2 in y-Richtung sind gegeben durch

Δ t 1 = Δ f 1/( γ/2π )Gy (2)

Δ t 2 = Δ f 2/( γ/2π )Gy (3)

Daraufhin wird die Auswahl der Bereiche P 3 und P 4, die den lokalen Bereich S 1 in x′-Achsrichtung einschließen, in ähn licher Weise wie oben beschrieben durchgeführt. Dieser Vor gang wird im folgenden erläutert.

Um die Magnetisierung um 90° in die y′-Achsrichtung ent sprechend dem rotierenden Koordinatensystem zu kippen, wird an das Untersuchungsobjekt in x′-Achsrichtung ein Hochfre quenzimpuls bestehend aus einem selektiven 90°-Anregungsim puls angelegt und gleichzeitig ein Scheibenauswahlgradien tenfeld Gx aufgebracht. Auch in diesem Fall wird ein Hoch frequenzimpuls RF benutzt der Frequenzkomponenten f 3 und f 4 (Δ f 3 und Δ f 4 im Frequenzband) besitzt für die Bereiche P 3 und P 4 mit der zwischen f 3 und f 4 liegenden Frequenz f ₀ für die mittlere Position des Bereiches, der den Zielbereich einschließt. Das Gradientenmagnetfeld Gx ist so ausge bildet, daß es eine normale Intensität aufweist, wenn es während einer ersten Zeitdauer von τ 1 als Scheibenauswahl feld angelegt wird und eine wesentlich größere Intensität, wenn es während einer Zeitdauer τ 2, die unmittelbar auf die erste Zeitdauer folgt, als Spoilerfeld SB angelegt wird. Demgemäß werden nach dem Anregen der Bereiche P 3 und P 4 die transversalen Magnetisierungskomponenten ausgelöscht.

Nachdem eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist, wird das Untersuchungsobjekt in y′-Achsrichtung mit einem Hoch frequenzimpuls RF, bestehend aus einem selektiven 90°-Anre gungsimpuls, mit dem Frequenzband Δ f ₀, das bei der Frequenz f ₀ zentriert ist, beaufschlagt, wie dies in Fig. 5A darge stellt ist, und es wird gleichzeitig, wie in Fig. 5D darge stellt, auf das Untersuchungsobjekt ein Gradientenmagnet feld Gz in z-Achsrichtung aufgebracht. Als Folge hiervon wird lediglich der in Fig. 8A dargestellte mittlere Bereich P ₀ angeregt. Zu diesem Zeitpunkt sind die transversalen Magnetisierungskomponenten in den Bereichen P 1, P 2, P 3 und P 4 innerhalb des Scheibenabschnittes (dessen Dicke bestimmt ist durch Δ f ₀) bereits ausgelöscht, die zur z-Achse senk recht stehen. Deshalb wird die Magnetresonanz lediglich in dem lokalen Bereich S 1, der den Zielbereich enthält, indu ziert. Anschließend wird, wie in Fig. 4D dargestellt, ein refokussierendes Gradientenmagnetfeld -Gz angelegt.

Da, wie beschrieben, die Magnetresonanz nur in dem lokalen Bereich S 1 induziert werden kann, werden auch nur MR-Daten, die den lokalen Bereich S 1 repräsentieren, erfaßt.

Sodann werden MR-Daten für einen anderen lokalen Bereich während der Wiederholungszeit der Anregung des lokalen Be reiches erfaßt.

Das heißt, wie in Fig. 8B dargestellt, wird das Untersu chungsobjekt in y′-Achsrichtung mit einem Hochfrequenzim puls RF beaufschlagt, der aus einem selektiven 90°-Anre gungsimpuls besteht mit einem Frequenzband, das eine Fre quenz f 5 einschließt, und es wird gleichzeitig an das Un tersuchungsobjekt in z-Achsrichtung ein Gradientenmagnet feld Gz angelegt, wie dies in Fig. 5D gezeigt ist. Als Folge hiervon wird lediglich der in Fig. 8B dargestellte Bereich P 5 angeregt, so daß die Magnetresonanz nur im loka len Bereich S 2 induziert wird. Daraufhin wird das Untersu chungsobjekt, wie in Fig. 5D gezeigt, mit einem refokussie renden Gradientenmagnetfeld -Gz beaufschlagt. Auf diese Weise kann die Magnetresonanz in lediglich dem lokalen Be reich S 2 induziert werden, so daß MR-Daten erfaßt werden, die lediglich diesen Bereich S 2 repräsentieren. In ähnli cher Weise wird, wie in Fig. 8C veranschaulicht, in y′- Richtung ein selektiver 90°-Anregungsimpuls RF mit einem Frequenzband Δ f 6, der die Frequenz f 6 umfaßt, angelegt und gleichzeitig ein Gradientenmagnetfeld Gz in z-Achsrichtung aufgebracht, wie dies Fig. 5D veranschaulicht. Demzufolge wird lediglich ein Bereich P 6, der in Fig. 8B dargestellt ist, angeregt, so daß die Magnetresonanz nur in dem lokalen Bereich S 3 induziert wird. Daraufhin wird ein refokussie rendes Gradientenmagnetfeld -Gz aufgebracht. Auf diese Weise können MR-Daten für lediglich den lokalen Bereich er faßt werden.

Durch Wiederholung dieser Arbeitsvorgänge ist es möglich, MR-Daten für die lokalen Bereiche S 2, S 3, ... zu erhalten, während auf die Wiederherstellung der in Resonanz getrete nen Magnetisierung durch die Anregung des lokalen Bereiches S 1 gewartet wird. Üblicherweise werden Daten mehrfach (meh rere zehn Male) erfaßt und dann gemittelt, um das Signal/Stör-Verhältnis zu verbessern. Es wird deshalb eine lange Zeit benötigt, um MR-Daten einer Vielzahl von lokalen Bereichen ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Systems zu erfassen. Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, die MR-Da ten einer Vielzahl von lokalen Bereichen S 2, S 3, ... inner halb im wesentlichen der gleichen Zeit zu erhalten, die benötigt ist, um die MR-Daten eines einzigen lokalen Berei ches S 1 zu erfassen.

Durch das Lese-Spulensystem 5 wird ein MR-Echosignal erfaßt und dieses über den Vorverstärker 19 zum Phasendetektor 20 geleitet, um dort ausgewertet zu werden. Das Ergebnis der Auswertung wird über den Wellenformspeicher 21 in die Da tenverarbeitungseinrichtung 11 eingegeben, in der die MR- Spektralanalyse der lokalen Bereiche durchgeführt wird.

Wie beschrieben, können bei dem vorliegenden System die Da ten an einer Vielzahl lokaler Bereiche, die die gewünschten lokalen Abschnitte innerhalb eines Untersuchungsobjektes einschließen, in kurzer Zeit unter der Steuerung der Systemsteuereinrichtung 13 erfaßt werden, und es wird eine MR-Spektralinformation über diese lokalen Bereiche durch die Datenverarbeitungseinrichtung 10 auf der Grundlage der erfaßten Daten erhalten. Darüberhinaus kann durch Begren zung des aufzunehmenden Bereiches die Anzahl der Schritte bei der Phasendecodierung verringert werden. Dies ergibt eine weitere Herabsetzung in der zum Erfassen sämtlicher MR-Daten notwendigen Zeit bzw. der gesamten Abtastzeit.

Neben der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung sind andere Ausführungsformen und Modifikationen möglich.

Zum Beispiel kann die MR-Anregung und die MR-Datenerfassung der lokalen Bereiche S 1, S 2, S 3 in der Reihenfolge S 2, S 1, S 3 in Übereinstimmung mit der Reihenfolge ihrer Anordnung bezüglich der z-Achse anstelle der Reihenfolge S 1, S 2, S 3 erfolgen. Alternativ kann auch die Reihenfolge S 2, S 3, S 1 benutzt werden.

Bei der Ausführungsform ist unter der Annahme, daß die Mitte des lokalen Bereiches in der Mitte des Magnetfeldes liegt, die Frequenz des entsprechenden Hochfrequenzimpulses auf die Mittelfrequenz f ₀ eingestellt. Andererseits kann der lokale Bereich so ausgewählt werden, daß er in einem vorgegebenen Abstand von der Mitte des Magnetfeldes liegt. In diesem Fall kann die Mittelfrequenz des Hochfrequenz impulses entsprechend eingestellt werden.

Claims

1. Magnetresonanz-Spektroskopiegerät, mit
einer Magnetfelderzeugungseinrichtung (2, 15) für ein statisches Magnetfeld zum Beaufschlagen eines Untersu chungsobjektes mit einem statischen Magnetfeld;
einer Gradientenfelderzeugungseinrichtung (3, 14), um das Untersuchungsobjekt mit Gradientenmagnetfeldern zu be aufschlagen;
einer Hochfrequenzimpulserzeugungseinrichtung (4, 16, 17, 18) zum Anlegen eines Hochfrequenzimpulses, der einen 90°-Impuls enthält an das Untersuchungsobjekt;
einer Erfassungseinrichtung (5, 18, 20) zum Erfassen eines von dem Untersuchungsobjekt gelieferten Magnetreso nanzsignals;
einer Steuereinrichtung (13) zum Steuern der Magnetfeld erzeugungseinrichtung (2, 15) für das statische Magnetfeld, der Gradientenfelderzeugungseinrichtung (3, 14) und der Hochfrequenzimpulserzeugungseinrichtung (4, 16, 17, 18) in einer vorgegebenen Folge, um in dem Untersuchungsobjekt eine Magnetresonanz zu induzieren; und
einer Datenverarbeitungseinrichtung (11) zum Verarbeiten der Daten, die auf dem durch die Erfassungseinrichtung (5, 19, 20) erfaßten magnetischen Resonanzsignal beruhen, um eine Information über das Magnetresonanzspektrum zu erhal ten,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (13) eine Steuereinrichtung für eine lokale Anregung enthält, die wiederholt die folgenden Arbeitsvorgänge durchführt:
unter Verwendung eines ersten Gradientenmagnetfeldes (Gy) und eines 90°-Impulses (RF) werden zwei erste Bereiche (P 1, P 2), die den gewünschten lokalen Bereich (S 1) ein schließen, in einer ersten Achsrichtung (y′) für den vorgegebenen Scheibenabschnitt angeregt (τ 1); daraufhin (τ 2) werden die transversalen Magnetisierungskomponenten in diesen ersten beiden Bereichen ausgelöscht; sodann werden unter Verwendung eines zweiten Gradientenmagnetfeldes (Gx) und eines 90°-Impulses (RF) zwei zweite Bereiche (P 3, P 4), die den lokalen Bereich (S 1) einschließen, in einer zweiten Achsrichtung (x′) angeregt (τ 1), die auf der ersten Achs richtung für den Scheibenabschnitt senkrecht steht; sodann (τ 2) werden in den beiden zweiten Bereichen die trans versalen Magnetisierungskomponenten ausgelöscht; daraufhin wird ein Bereich mit dem lokalen Bereich (S 1) in einer dritten Achsrichtung (z′), die die Scheibe schneidet, angeregt (Gz), um hierfür Magnetresonanzdaten zu erfassen; und es wird ein Bereich mit einem anderen lokalen Bereich (S 2) in der dritten Achsrichtung (z′) angeregt, um hierfür Magnetresonanzdaten innerhalb der Wiederholungszeit der Anregung des Bereichs mit dem ersten lokalen Bereich (S 1) zu erlangen; und
daß die Datenverarbeitungseinrichtung (11) ein Magnetre sonanzspektrum der lokalen Bereiche (S 1, S 2, . . .) auf der Grundlage der erfaßten Magnetresonanzdaten erhält, während die Arbeitsvorgänge durch die Steuereinrichtung für die lokale Anregung durchgeführt werden.

2. Magnetresonanz-Spektroskopiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (13) für die lokale Anregung die transversalen Magnetisierungskompo nenten in den beiden ersten Bereichen (P 1, P 2) dadurch auslöscht, daß diese unmittelbar nach dem Anlegen des 90°- Impulses mit einem Spoilerimpuls (SP) beaufschlagt werden.

3. Magnetresonanz-Spektroskopiegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spoilerimpuls (SP) dadurch erzeugt wird, daß die Feldstärke abrupt benachbart zur Hinterkante des Gradientenmagnetfeldimpulses erhöht wird, der gleichzeitig mit dem 90°-Impuls angelegt worden ist.

4. Magnetresonanz-Spektroskopiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der 90°-Im puls ein selektiver Anregungsimpuls ist.

5. Magnetresonanz-Spektroskopiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die lokale Anregung bewirkende Steuereinrichtung (13) als 90°- Impuls für die Anregung der den lokalen Bereich (S 1) einschließenden Bereiche (P 1, P 2 bzw. P 3, P 4) einen 90°- Impuls erzeugt, der Frequenzkomponenten entsprechend dieser Bereiche aufweist.