DE3824137C2 - Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanz-Spektroskopiegeräts und Magnetresonanz-Spektroskopiegerät zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanz- Spektroskopiegeräts nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

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 erzeugt. 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 S1, 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 B₀ 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 D1) 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.

Die US 45 31 094 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines MR-Spektroskopiegeräts der eingangs genannten Art, welches derart konzipiert ist und betrieben wird, daß innerhalb eines Zyklus für die erste Koordinateneinrichtung zunächst ein Sättigungsimpuls erzeugt und anschließend daran ein Rückstellimpuls erzeugt wird, während gleichzeitig für die entsprechende Koordinatenrichtung ein Gradientenfeldimpuls erzeugt wird. Der Gradientenfeldimpuls wird lange Zeit nach dem Anlegen des Sättigungsimpulses angelegt, um die Transversalmagnetisierung außer Phase zu bringen.

Aus der GB 15 25 564 ist ein bildgebendes Gerät bekannt, bei dem eine Sättigung der Transversalmagnetisierung in ähnlicher Weise erreicht wird, wie es in der oben erwähnten US-Druckschrift erläutert ist.

Aus der EP 0 106 226 A2 ist ein MR-Spektroskopiegerät bekannt, welches spezielle Maßnahmen zur Begrenzung des Bereichs aufweist, in welchem eine magnetische Resonanz für die Spektroskopie induziert wird. In Anwesenheit eines Gradientenfeldes wird ein 90°-Impuls angelegt. Das Gradientenfeld wird dabei dauernd während einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Anlegen des 90°-Impulses aufrechterhalten. Diese Maßnahmen dienen zur Auswahl einer Schnittebene in Form eines Scheibenabschnitts des untersuchten Objekts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanz-Spektroskopiegeräts der eingangs genannten Art anzugeben, mit dessen Hilfe Daten aus mehreren lokalen Bereichen in kurzer Zeit erfaßt werden können, ohne das hierzu ein nennenswerter zusätzlicher apparativer Aufwand erforderlich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß die Sättigung der Transversalmagnetisierung in sehr kurzer Zeit erreicht wird. Der Einfluß der gesättigten Abschnitte des Volumens auf Grund der Longitudinal-Reaktionszeit braucht nicht beachtet zu werden.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 2 und ein Magnetresonanz-Spektroskopiegerät zu seiner Durchführung ist im Anspruch 3 gekennzeichnet.

Von der Anmelderin wurde bereits ein Spektroskopiegerät vorgeschlagen (DE 37 22 443 A1), welches die Merkmale der Erfindung aufweist, wobei jedoch nicht das Merkmal f) des Anspruchs 1 vorgesehen ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst 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 MR-Spektroskopiegeräts;

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 werden nun anhand von Fig. 4 ein MRS-System und ein Verfahren zu dessen Betrieb 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 B₀ einer vorgegebenen Stärke beaufschlagt werden kann.

Das Ausgangssignal eines Hochfrequenzoszillators (RF- Oszillators) 16 wird in dem 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 f₀, die der zentralen Position eines lokalen Bereiches des Untersu­ chungsobjektes entspricht, sowie verschiedene Frequenzen f1, f2, f3 und f4 enthalten, zwischen denen die Mittelfre­ quenz f₀ 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 B₀ zu erzeugen. Da das statische Magnetfeld B₀ 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 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 f1 und f2. Es sei ange­ nommen, daß, wie in Fig. 6 dargestellt, ein Bereich S1, 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 S1 bei f₀ mittig eingestellt sind, dann sind die beiden Frequenzen, die den auf jeder Seite des Bereiches S1 liegenden Bereichen P1 und P2 entsprechen, die Frequenzen f1 und f2. Unter Verwendung des diese Frequenzen f1 und f2 enthaltenden Hochfrequenzimpulses RF können die Bereiche P1 und P2 ausgewählt werden. Jede der Frequenzen f1 und f2 stellt eine Mittelfrequenz dar, und die Frequenzbänder werden bestimmt durch Δf1 und Δf2. 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 B₀ die Magnet­ feldstärke in der mittleren Position ist.

Als Gradientenfeld Gy wird während einer vorgegebenen Zeit­ dauer τ1 ein Scheibenauswahlmagnetfeld normaler Intensität an das Untersuchungsobjekt angelegt und dann, das heißt nach Beendigung der Scheiben­ auswahl während einer vorgegebnen Zeitdauer τ2, ein Magnet­ feld SP mit wesentlich größerer Intensität. Das nachfol­ gende Magnetfeld SP wird als Löschfeld bezeichnet. Die mit der Magnetresonanz verbundenen transversalen Magneti­ sierungskomponenten, die in den selektiv angeregten Berei­ chen P1 und P2 induziert werden, werden durch das Lösch­ feld SP zerstreut und ausgelöscht.

Die Breiten (Scheibenbreiten) Δt1 und Δt2 der Bereiche P1 und P2 in y-Richtung sind gegeben durch

Δt1 = Δf1/(γ/2π)Gy (2)
Δt2 = Δf2/(γ/2π)Gy (3)

Daraufhin wird die Auswahl der Bereiche P3 und P4, die den lokalen Bereich S1 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 f3 und f4 (Δf3 und Δf4 im Frequenzband) besitzt für die Bereiche P3 und P4 mit der zwischen f3 und f4 liegenden Frequenz f₀ 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 τ1 als Scheibenauswahl­ feld angelegt wird und eine wesentlich größere Intensität, wenn es während einer Zeitdauer τ2, die unmittelbar auf die erste Zeitdauer folgt, als Löschfeld SP angelegt wird. Demgemäß werden nach dem Anregen der Bereiche P3 und P4 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 f₀, das bei der Frequenz f₀ 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 P₀ angeregt. Zu diesem Zeitpunkt sind die transversalen Magnetisierungskomponenten in den Bereichen P1, P2, P3 und P4 innerhalb des Scheibenabschnittes (dessen Dicke bestimmt ist durch Δ f₀) bereits ausgelöscht, die zur z-Achse senk­ recht stehen. Deshalb wird die Magnetresonanz lediglich in dem lokalen Bereich S1, der den Zielbereich enthält, indu­ ziert. Anschließend wird, wie in Fig. 5D dargestellt, ein refokussierendes Gradientenmagnetfeld -Gz angelegt.

Da, wie beschrieben, die Magnetresonanz nur in dem lokalen Bereich S1 induziert werden kann, werden auch nur MR-Daten, die den lokalen Bereich S1 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 f5 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 P5 angeregt, so daß die Magnetresonanz nur im loka­ len Bereich S2 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 S2 induziert werden, so daß MR-Daten erfaßt werden, die lediglich diesen Bereich S2 repräsentieren. In ähnli­ cher Weise wird, wie in Fig. 8C veranschaulicht, in y′- Richtung ein selektiver 90°-Anregungsimpuls RF mit einem Frequenzband Δf6, der die Frequenz f6 umfaßt, angelegt und gleichzeitig ein Gradientenmagnetfeld Gz in z-Achsrichtung aufgebracht, wie dies Fig. 5D veranschaulicht. Demzufolge wird lediglich ein Bereich P6, der in Fig. 8C dargestellt ist, angeregt, so daß die Magnetresonanz nur in dem lokalen Bereich S3 induziert wird. Daraufhin wird ein refokussie­ rendes Gradientenmagnetfeld -Gz aufgebracht. Auf diese Weise können MR-Daten für lediglich den lokalen Bereich S3 er­ faßt werden.

Durch Wiederholung dieser Arbeitsvorgänge ist es möglich, MR-Daten für die lokalen Bereiche S2, S3, . . . zu erhalten, während auf die Wiederherstellung der in Resonanz getrete­ nen Magnetisierung durch die Anregung des lokalen Bereiches S1 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 Verfahrens zu erfassen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die MR-Da­ ten einer Vielzahl von lokalen Bereichen S2, S3, . . . inner­ halb im wesentlichen der gleichen Zeit zu erhalten, die benötigt ist, um die MR-Daten eines einzigen lokalen Berei­ ches S1 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. Darüber hinaus 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.

Bei dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung sind Modifikationen möglich.

Zum Beispiel kann die MR-Anregung und die MR-Datenerfassung der lokalen Bereiche S1, S2, S3 in der Reihenfolge S2, S1, S3 in Übereinstimmung mit der Reihenfolge ihrer Anordnung bezüglich der z-Achse anstelle der Reihenfolge S1, S2, S3 erfolgen. Alternativ kann auch die Reihenfolge S2, S3, S1 benutzt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist unter der Annahme, daß die Mitte des lokalen Bereiches in der Mitte des Magnetfeldes liegt, die Frequenz des entsprechenden Hochfrequenzimpulses auf die Mittelfrequenz f₀ 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 (3)

1. Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanz-Spektroskopiegeräts, mit einer Magnetfelderzeugungseinrichtung (2, 15) für ein statisches Magnetfeld zum Beaufschlagen eines Untersuchungsobjektes 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, 19, 20) zum Erfassen eines von dem Untersuchungsobjekt gelieferten Magnetreso­ nanzsignals;
einer Steuereinrichtung (13) zum Steuern der Magnetfelderzeugungseinrichtung (2, 15) für das statische Magnetfeld, der Gradientenfelderzeugungseinrichtung (3, 14) und der Hochfrequenzimpulserzeugungseinrichtung (4, 16, 17, 18) 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 erhalten,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (13) wiederholt die folgenden Arbeitsvorgänge durchführt:

• a) unter Verwendung eines ersten Gradientenmagnetfeldes (Gy) und eines 90°-Impulses (RF) werden zwei erste Bereiche (P1, P2), die einen gewünschten lokalen Bereich (S1) ein­ schließen, in einer ersten Achsrichtung (y′) in der Ebene eines vorgegebenen Scheibenabschnitts des Untersuchungsobjekts angeregt (τ1);
• b) daraufhin (τ2) werden die transversalen Magnetisierungskomponenten in diesen ersten beiden Bereichen ausgelöscht, indem unmittelbar nach dem Anlegen des 90°-Impulses ein Löschimpuls angelegt wird;
• c) sodann werden unter Verwendung eines zweiten Gradientenmagnetfeldes (Gx) und eines 90°-Impulses (RF) zwei zweite Bereiche (P3, P4), die den lokalen Bereich (S1) einschließen, in einer zweiten Achsrichtung (x′) angeregt (τ1), die auf der ersten Achsrichtung für den Scheibenabschnitt senkrecht steht;
• d) sodann (τ2) werden in den beiden zweiten Bereichen die transversalen Magnetisierungskomponenten ausgelöscht, indem unmittelbar nach dem Anlegen des 90°-Impulses der Löschimpuls angelegt wird;
• e) daraufhin wird ein Bereich mit dem lokalen Bereich (S1) in einer dritten Achsrichtung (z′), die die Scheibenebene schneidet, angeregt (Gz), um hierfür Magnetresonanzdaten zu erfassen; und
• f) es wird ein Bereich mit einem anderen lokalen Bereich (S2) in der dritten Achsrichtung (z′) angeregt, um hierfür Magnetresonanzdaten innerhalb der Wiederholungszeit der Anregung des Bereichs mit dem ersten lokalen Bereich (S1) zu erlangen;
  daß der Löschimpuls so erzeugt wird, daß die Feldstärke in der Nähe der Rückflanke eines gleichzeitig mit dem 90°- Impuls angelegten Gradientenmagnetfeldimpulses abrupt angehoben wird, und
  daß die Datenverarbeitungseinrichtung (11) ein Magnetresonanzspektrum der lokalen Bereiche (S1, S2, . . .) auf der Grundlage der erfaßten Magnetresonanzdaten erhält, während die Arbeitsvorgänge durch die Steuereinrichtung für die lokale Anregung durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der 90°-Impuls ein selektiver Anregungsimpuls ist.

3. Magnetresonanz-Spektroskopiegerät zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die lokale Anregung bewirkende Steuereinrichtung (13) als 90°-Impuls für die Anregung der den lokalen Bereich (S1) einschließenden Bereiche (P1, P2 bzw. P3, P4) einen 90°-Impuls erzeugt, der Frequenzkomponenten entsprechend dieser Bereiche aufweist.