DE69028343T2 - Verfahren zur Unterdrückung von Wasserresonanz in einem magnetischen Protonresonanzspektrum und Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Unterdrückung von Wasserresonanz in einem magnetischen Protonresonanzspektrum und Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung von Wasserresonanz in einem Protonenspinresonanzspektrum, das von Resonanzsignalen bestimmt wird, die unter Verwendung von Impulsfolgen in einem Objekt generiert werden, das in einem stationären Magnetfeld angeordnet ist, wobei die Impulsfolgen einen hochfrequenten elektromagnetischen Wasserunterdrückungsimpuls umfassen, dem nach einer Wartezeit, in der ein longitudinales Wassermagnetisierungsresonanzsignal zumindest nahezu eine Amplitude null erreicht, hochfrequente elektromagnetische Impulse zur Generierung des Resonanzsignals folgen.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Ausführen eines solchen Verfahrens, mit Mitteln, um das Objekt einem stationären Magnetfeld und einer Folge von hochfrequenten elektromagnetischen Wasserunterdrückungsimpulsen und hochfrequenten elektromagnetischen Impulsen zur Generierung des Resonanzsignals auszusetzen und mit Mitteln zum Detektieren des Resonanzsignals.
  • Solch ein Verfahren zum Unterdrücken von Wasserresonanz in einem Protonenspinresonanzspektrum wird in einem Artikel "Water Eliminated Fourier Transform NMR spectroscopy", S.L. Patt und B.D. Sykes, The Journal of Chemical Physics, Bd. 56, Nr.6, 15. März 1972 beschrieben. Darin wird Wasserunterdrückung in einem Kernspinresonanzspektrum durch Rotieren einer Kemmagnetisierung eines in einem stationären uniformen Magnetfeldes gelegenen Objekts um 180º bezüglich einer Gleichgewichtsmagnetisierung in dem Feld erreicht, wobei ein frequenzselektiver Inversionsimpuls um die Spinresonanzfrequenz von Wasser herum verwendet wird, und durch anschließendes Warten, bis eine so erhaltene longitudinale Wassermagnetisierung, die dem stationären Feld entgegengesetzt ist, einen Wert null erreicht hat. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die longitudinale Wassermagnetisierung null ist oder zumindest klein bezüglich einer Wassergleichgewichtsmagnetisierung, wird eine Erfassungsfolge generiert, beispielsweise eine Spinechofolge, um ein Resonanzsignal zu erhalten, in dem Spinmagnetisierung der gewünschten Moleküle dargestellt wird. Das beschriebene Verfahren hat zum Ziel, die Wassermagnetisierung zu dem Zeitpunkt zu minimieren, zudem ein Anregungsimpuls angelegt wird, um Spinmagnetisierung anderer Molekule anzuregen. Das beschriebene Verfahren ist gegenüber Feldinhomogenitäten in dem mit den hochfrequenten elektromagnetischen Impulsen zusammenhängenden Magnetfeld empfindlich und nur effektiv, wenn dieses Feld sehr homogen ist; dies ist jedoch nicht der Fall, wenn beispielsweise Flächenspulen verwendet werden.
  • Die Erfindung liegt unter anderem als Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu verschaffen, wodurch wasserunterdrückte Spektren eines Teilvolumens eines Objekts erhalten werden können, die nahezu unempfindlich gegenüber Inhomogenitäten des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes sind und aus denen quantitative spektrale Informationen bestimmt werden können.
  • Hierzu ist ein erfindungsgemäßes Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserunterdrückungsimpuls ein frequenzselektiver adiabatischer schneller Durchgangsimpuls um die Protonenresonanzfrequenz von Wasser herum ist und daß die Impulse zum Generieren des Resonanzsignals eine Hahnsche Echofolge bilden, die hintereinander einen 90º-Impuls (P2), einen ersten 180º-Impuls (P3) und einen zweiten 180º- Impuls (P4) umfaßt, wobei der 90º-Impuls und der erste und der zweite 180º-Impuls durch jeweilige Gradienten mit einer unterschiedlichen Gradientenrichtung zum Erhalten von Volumenselektion räumlich selektiv gemacht werden. Zusätzlich zur Unempfindlichkeit gegenüber Inhomogenitäten des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes wird auch erreicht, daß das Auftreten unerwünschter Echoresonanzsignale nahezu ausgeschlossen wird, welche unerwünschten Signale gemäß dem bekannten Verfahren infolge der verhältnismäßig langen Zeitdauer auftreten, die benötigt wird um die longitudinale Wassermagnetisierung null werden zu lassen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für Spektroskopie in vivo. Ein Echoresonanzsignal kann somit in einem Teilvolumen des Objekts generiert werden. Anregung von Kernspins außerhalb des Teilvolumens wird durch Verwendung einer Hahnschen Echofolge weitmöglichst verhindert. Der Ort des Teilvolumens in dem Objekt kann durch Variation der Gradientenstärken selektiert werden.
  • Es sei bemerkt, daß andere Verfahren beschrieben worden sind, die im Unterschied zu dem in dem genannten Artikel von Patt und Sykes beschriebenen Verfahren gegenüber Feldinhomogenitäten des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes unempfindlich sind, beispielsweise ein Verfahren, das auf der Verwendung von Binomialimpulsen zur Wasserunterdrückung beruht. Ein solches auf Binomialimpulsen beruhendes Verfahren wird in einem Beitrag "Solvent Suppression in Fourier Transform Nuclear Magnetic Resonance", P.J. Hore, JMR 55, S.283-300, 1983 beschrieben. Die Binomialimpulse bringen jedoch eine Amplitudenmodulation in das Spektrum ein, die von der chemischen Verschiebung abhängig ist; dies ist unerwünscht, wenn qualitative Beiträge von Stoffwechselprodukten in dem Spektrum bestimmt werden sollen. Das erfindungsgemaße Verfahren hat diesen Nachteil nicht. Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen Wasser frequenzselektiv abgestrahlt wird, woraufhin Wassermagnetisierung mit Hilfe eines dem stationären Magnetfeld überlagerten Magnetfeldgradienten in der Phase verschoben wird, woraufhin den Stoffwechselprodukten Anregungsimpulse zugeführt werden, beispielsweise ein sogenanntes CHESS-Verfahren. Ein solches Verfahren erfordert auch ein sehr homogenes, hochfrequentes elektromagnetisches Feld, führt leicht zu unerwünschten Echoresonanzsignalen, die außerhalb eines gewünschten Volumens generiert werden, ist gegenüber Bewegungen des Objekts empfindlich und hat ein Signal- Rausch-Verhältnis, das im Vergleich zum erfindungsgemäßen Verfahren um einen Faktor 2 kleiner ist. Ein selektives Inversionsverfahren ist auch aus dem Beitrag "Selective Partial Inversion Recovery in Steady State for Selective Saturation Magnetic Resonance Imaging (MRI), Book of Abstracts, SMRM 7th Annual Meeting und Ausstellung, 20. -26. August, 1988, San Francisco, Kalifornien, USA bekannt. In diesem Beitrag wird ein Verfahren beschrieben, um die Bildqualität in einem selektiven Sättigungs-MRI- Verfahren durch partielles Invertieren einer speziellen chemischen Verschiebungskomponente mit richtiger Erholdauer in stationärem Zustand und einem Maskierungsgradienten vor dem Anlegen einer sättigungsselektiven Bildgebungsfolge zu verbessern. Die Erfindung benutzt jedoch einen adiabatischen schnellen Durchgangsimpuls zur Wasserunterdrückung ohne einen Maskierungsgradienten vor einer Folge zum Generieren eines Kernspinresonanzsignals in einem Teilvolumen zum Erfassen volumenselektiver Spektren.
  • Es sei bemerkt, daß in "Hybrid methods of chemical-shift imaging", J. Szumowski et al., in Magnetic Resonance in Medicine veröffentlicht, Bd. 9, Nr.3, März 1989, S.379-388, ein Verfahren beschrieben wird, das zur Wasserunterdrückung verwendet werden könnte. Dieses Verfahren ist ein Fettunterdrückungsverfahren, das auf einer Chopperunterdrückungsfolge beruht, und unempfindlich gegenüber B&sub0;- und B&sub1;-Inhomogenitäten ist. Dieses Hybridverfahren beinhaltet die Verwendung eines Vorbereitungsimpulses und einer Chopperunterdrückungsfolge in einem Vorgang mit zwei Anregungen. Während der ersten Anregung wird ein Vorbereitungsimpuls zur teilweisen Beseitigung des Fettsignals verwendet. Der Rest der Folge wirkt auf das verbleibende Fett und Wasser, um ein phasengleiches Echosignal zu erzeugen. Während der zweiten Anregung folgt einem Vorbereitungsimpuls ein entgegengesetztes Phasenecho. Komplexe Subtraktion während der Erfassung der Echoimpulse führt zur Beseitigung des verbleibenden Fettsignals. Der Vorbereitungsimpuls könnte entweder ein frequenzselektiver Anregungsimpuls, gefolgt von einem Maskierungsgradienten, oder ein invertierender Impuls sein, der entweder ein Sinc-Impuls oder ein 1331-Impuls ist. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich jedoch von diesem Verfahren durch die Anwendung einer einzelnen Hochfrequenzfolge. In dieser einzelnen Rochfrequenzfolge wird ein einzelner adiabatischer schneller Durchgangsimpuls als selektiver Inversionsimpuls von Wasser verwendet, dem ein räumlich selektiver 90º-Impuls und zwei räumlich selektive 180º-Impulse zur Generierung eines Echosignals folgen.
  • Ein anderes Verfahren, das gegenüber B&sub1;-Inhomogenitäten unempfindlich ist, kann in "¹H spectroscopy using solvent suppressive adiabatic pulses (SSAP)", M. Garwood; SMRM 7th Annual Meeting and Exhibition, 20.-26. August 1988, San Francisco, Kalifornien, USA, Book of Abstracts, Bd. 2, S.754, gefunden werden. In diesem Spektroskopieverfahren werden zwei adiabatische Impulse sowohl zur Anregung als auch zur erneuten Fokussierung in einer Spinechofolge verwendet, um ¹H-Spektren eines Rattenhirns in vivo zu erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von diesem Verfahren jedoch durch die Verwendung einer Hochfrequenzfolge mit einem einzelnen adiabatischen schnellen Durchgangsimpuls zur selektiven Inversion der Wassermagnetisierung und in der Verwendung zumindest eines räumlich selektiven Impulses zur Generierung des Resonanzsignals.
  • Es sei auch bemerkt, daß volumenselektive Spektroskopie an sich bekannt ist, beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 167 127, wo ein schichtartiges Volumen unter einer Flächenspule selektiert wird. Ein langer wasserselektiver Impuls wird auf das gesamte Objekt angewendet. Ein anschließender selektiver Impuls wird bei Vorhandensein eines Gradienten angeregt. Der Gradient hat eine zweifache Funktion: Phasenverschiebung des angeregten Wassers einerseits und Selektieren des schichtatigen Volumens andererseits. Das genannte bekannte Verfahren ist tatsächlich ein vollständig anderes Verfahren der Wasserunterdrückung und zudem wird keinerlei Hinweis auf adiabatische Inversionsimpulse gegeben. Die Impulse sind amplitudenmoduliert. Die Anregungsimpulse können zusammen ein Vielfaches von 180º sein, was mit der Verwendung adiabatischer Inversionsimpulse unvereinbar ist.
  • Eine Ausführung eines erfindungsgemaßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß Echo-Zeitintervalle in der Hahnschen Echofolge asymmetrisch gewählt werden, um ein verhältnismäßig kleines Zeitintervall zwischen dem 90º-Impuls und dem ersten 180º-Impuls zu erhalten. Wirbelstromeinflüsse auf die Echoresonanzsignale infolge des Schaltens von Gradienten werden somit weitgehend vermieden. Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemaßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasserunterdrückungsimpuls ein Fettunterdrückungsimpuls folgt oder vorangeht, der ein frequenzselektiver adiabatischer schneller Durchgangsimpuls um die Protonenresonanzfrequenz von Fett herum ist. Wenn das Spektrum nicht nur einen zu unterdrükkenden Wasserpeak, sondern auch einen zu unterdrückenden Fettpeak enthält, dann wird der Fettpeak in ähnlicher Weise unterdrückt. Dem Wasserunterdrückungsimpuls folgt ein Fettunterdrückungsimpuls oder geht ihm voran, abhängig von der longitudinalen Relaxationszeit des zu unterdrückenden Wassers bezüglich des zu unterdrückenden Fettes.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Kernspinresonanzvorrichtung,
  • Fig. 2 eine volumenselektive Impuls- und Gradientenfolge mit Wasserunterdrückung gemäß der Erfindung,
  • Fig. 3 ein mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens in vivo gemessenes erstes Spektrum und
  • Fig. 4 ein mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens in vivo gemessenen zweiten Spektrums.
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Kernspinresonanzvorrichtung 1, mit Sendermitteln 2 und Empfängermitteln 3, die über eine Sender/Empfänger-Spule hochfrequente elektromagnetische Impulse an ein Objekt 5 senden bzw. Kernspinresonanzsignale empfangen, die in dem Objekt 5 von den hochfrequenten elektromagnetischen Impulsen generiert werden, wobei das Objekt in einem stationären, homogenen Magnetfeld liegt. Die Vorrichtung 1 umfaßt Mittel 6 zum Erzeugen des stationären Feldes. Die Mittel 6 umfassen Magnetspulen 7 und im Falle von Widerstandsmagneten oder supraleitenden Magneten eine Gleichstromversorgungsquelle 8. Bei Betrieb der Anordnung 1, wobei das Objekt 5 innerhalb der Magnetspulen 7 liegt, wird im Gleichgewichtszustand ein geringer Überschuß an Kernspins (von Kernen, die ein magnetisches Moment haben) in der gleichen Richtung orientiert sein wie das stationäre Feld. Unter makroskopischem Gesichtspunkt ist dies als Magnetisierung M zu betrachten, die eine Gleichgewichtsmagnetisierung ist. Die Vorrichtung 1 umfaßt auch Verarbeitungsmittel 9, die mit den Sendermitteln 2 und den Empfängermitteln 3 gekoppelt sind, einen Prozeßrechner 10, der mit den Verarbeitungsmitteln 9 und den Sendermitteln gekoppelt ist und Wiedergabemittel 11 zur Wiedergabe einer Kernmagnetisierungsverteilung, die unter Verwendung programmierter Mittel 12 aus von den Empfangermitteln 3 empfangenen Resonanzsignalen, nach Demudulation und nach Signalabtasten davon (Detektion von Resonanzsignalen), bestimmt wird. Insbesondere umfassen die Sendermittel 2 einen hochfrequenten Oszillator 13 zum Generieren eines Trägersignals, einen Modulator 14 zur Amplituden und/oder Phasen- und Frequenzmodulation des Trägersignals, einen Leistungsverstärker 15 und einen Richtkoppler 16, der mit der Sender-/Empfängerspule 4 gekoppelt ist. Die Sender/Empfänger-Spule 4 kann eine Spule sein, die das gesamte Objekt 5 umschließt, eine Spule die einen Teil des Objekts 5 umschließt oder eine Flächenspule. Der hochfrequente Oszillator 13 ist mit den Verarbeitungsmitteln 9 gekoppelt, und der Modulator 14 ist mit dem Prozeßrechner 10 gekoppelt. Wenn dem Objekt 5 unter der Steuerung der programmierten Mittel 12 und mittels der Sendermittel 2 Anregungsimpulse zugeführt werden, mit einem Frequenzinhalt in der Nähe der sogenannten Larmor-Frequenz von beispielsweise Protonen, werden Kernspinresonanzsignale erzeugt, aus denen von den programmierten Mitteln 12 beispielsweise mittels Fouriertransformation eine Protonenkernspinverteilung oder ein Kernspinresonanzbild bestimmt werden kann. Die Empfängermittel 3 zum Empfangen der Resonanzsignale umfassen den Richtkoppler 16 und eine Empfangs- und Demodulationseinheit 17. Die Einheit 17 ist beispielsweise ein doppelt phasenempfindlicher Detektor, dessen Ausgangssignale mittels eines ersten und eines zweiten Analog-Digital-Umsetzers 18 bzw. 19 abgetastet werden. Der erste (18) und der zweite A/D-Umsetzer 19 sind mit den Verarbeitungsmitteln gekoppelt. Wenn gesonderte Sender- und Empfängerspulen verwendet werden, wird der Richtkoppler nicht vorhanden sein. Die Vorrichtung umfaßt auch Mittel 20 zum Erzeugen von Magnetfeldgradienten, die dem stationären homogenen Magnetfeld überlagert werden. Die Mittel 20 umfassen Gradientenmagnetspulen 21, 22 und 23 zum Erzeugen eines Magnetfeldgradienten, Gx, Gy bzw. Gz und eine Stromversorgungsquelle 24, die von dem Prozeßrechner gesteuert wird und die zur Speisung der Gradientenmagnetspulen 21, 22 und 23 dienen, die gesondert aktivierbar sind. In der gezeigten Ausführungsform ist die räumliche Anordnung der Gradientenmagnetspulen so, daß die Feldrichtung der Magnetfeldgradienten mit der Richtung des stationären, homogenen Magnetfeldes zusammenfällt und daß die Gradientenrichtungen zueinander senkrecht verlaufen; in Fig. 1 wird dies durch drei zueinander senkrechte Achsen x, y und z angedeutet. Wenn auf das Objekt 5 Impuls- und Gradientenfolgen angewendet werden, können die Resonanzsignale unter anderem zur Spektroskopie, ortsabhängigen Spektroskopie und spektroskopischen Abbildung verwendet werden. Für Hirnspektroskopie in vivo kann eine sogenannte Kopfspule verwendet werden, während für andere Teile eine Flächenspule verwendet werden könnte.
  • Fig. 2 zeigt eine volumenselektive Impuls- und Gradientenfolge mit Wasserunterdrückung gemäß der Erfindung, wobei die Folge als Funktion der Zeit t dargestellt wird, wobei t1 bis t5 einige Zeitpunkte andeuten. Unter Steuerung der programmierten Mittel 12 erzeugen die Sendermittel 2 zum Zeitpunkt t = t1 einen hochfrequenten elektromagnetischen Wasserunterdrückungsimpuls p1. Der Impuls p1 ist ein frequenzselektiver, adiabatischer schneller Durchgangsimpuls um die Protonenresonanzfrequenz von Wasser herum, das heißt ein amplituden und frequenz- oder phasenmodulierter, hochfrequenter elektromagnetischer Impuls mit einer gegebenen Bandbreite um die Protonenresonanzfrequenz von Wasser herum. Die Bandbreite ist beispielsweise 60 Hz, aber nicht so groß, daß die gewünschten Stoffwechselprodukte auch in dem zu messenden Spektrum unterdrückt werden. Der Einfachheit halber zeigt Fig. 2 nur die Amplitude des adiabatischen Impulses. Adiabatische schnelle Durchgangsimpulse sind an sich bekannt und werden beispielsweise in einem Beitrag "Optimization of Modulation Functions to Improve Insensitivity of Adiabatic Pulses to Variations in B&sub1; Magnitude" von Uvgurbil et al., JMR 80, S.448-469, 1988, beschrieben. Der adiabatische Impuls p1 kann beispielsweise ein sogenannter sech/tanh-Impuls sein, wie in S.448 des genannten Artikels von Uvgurbil erwähnt, aber er kann auch andere Modulationsfunktionen haben. Für weitere Einzelheiten sei auf den Artikel von Uvgurbil verwiesen. Der Impuls p1 wird dem Objekt 5 über die sender/Empfanger-Spule 4 zugeführt, so daß Kernspins um die Resonanzfrequenz von Wasser herum selektiv angeregt werden. Der adiabatische Impuls p1 ist so dimensioniert, daß ein Magnetisierungsvektor einer Kernmagnetisierung um die Wasserresonanzfrequenz herum in einem mit der Wasserresonanzfrequenz rotierenden Koordinatensystem um 180º aus der Gleichgewichtsmagnetisierung gedreht wird, was bedeutet, daß die longitudinale Magnetisierung selektiv um Wasser herum invertiert wird. Anschließend tritt eine Wartezeit auf, bis der genannte Magnetisierungsvektor infolge longitudinaler Relaxation eine Amplitude null erreicht hat, zum Zeitpunkt t = t2. Zu dem Zeitpunkt t = t2 wird ein räumlich selektiver 90º Anregungsimpuls p2 angeregt, das heißt ein hochfrequenter elektromagnetischer Impuls mit Verwendung eines Magnetfeldgradienten, beispielsweise Gz, so daß Kernspins von Stoffwechselprodukten in einer zur z-Achse senkrechten Schicht angeregt werden. Die Anregung von Stoffwechselprodukten erfolgt somit zu Zeitpunkten, zu denen Wasser unterdrückt worden ist. Anschließend werden zum Zeitpunkt t = t3 und t = t4 hintereinander die 180º-Impulse p3 und p4 angeregt, wobei zur gleichen Zeit Gradienten Gy bzw. Gx angelegt werden. Zum Zeitpunkt t = t&sub5; tritt ein Echoresonanzsignal e auf, das heißt eine Zeitdauer TE nach dem Anregungsimpuls p2. In dem Echoresonanzsignal e sind Resonanzfrequenzen um Wasser herum unterdrückt. Das Echoresonanzsignal e wird von den Empfängermitteln 3 empfangen und wird detektiert. Nach der Signalabtastung durch die A/D-Umsetzer 18 und 19 bestimmen die programmierten Mittel 12 beispielsweise mit Hilfe einer Fouriertransformation aus dem Echoresonanzsignal e ein Spektrum, das mit Hilfe der Wiedergabemittel 11 wiedergegeben werden kann. Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung von adiabatischen Inversionsimpulsen zur Wasserunterdrückung die Spektrumqualität von volumenselektiven Spektren wesentlich verbessert, so daß mehr den Stoffwechsel betreffende Informationen erhalten werden können. Mit einer Kopfspule für In-vivo-Hirnspektren oder einer Flächenspule für In-vivo-Spektroskopie anderer Teile eines menschlichen Objekts werden gute Ergebnisse erhalten. Bei Verwendung einer Flächenspule könnte die räumliche Selektion wegen des lokalen Effektes der Flächenspule selbst auf eine Schicht senkrecht zur Achse der Flächenspule begrenzt werden. Wenn das Spektrum einen störenden Fett-Peak zusätzlich zu einem störenden Wasser-Peak enthält, kann ein solcher Fett-Peak in gleicher Weise unterdrückt werden. Wasserkomponenten mit unterschiedlichen longitudinalen Relaxationszeiten können mit Hilfe gesonderter Wasserunterdrückungsimpulse unterdrückt werden. Letzterer Fall kein beispielsweise bei einer Hirnspektroskopie in vivo eintreten, wobei Wasser von CSF (cerebral spinal fluid) eine viel größere longitudinale Relaxationszeit hat als zellulär gebundenes Wasser.
  • Fig. 3 zeigt ein mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens gemessenes erstes Spektrum s1. Die Messungen sind mit Hilfe einer Kopfspule für Hirnuntersuchungen ausgeführt worden. Der Zeitablauf der Impulse p3 und p4 ist asymmetrisch, um das Intervall zwischen dem 90º-Impuls p2 und dem 180º-Impuls p3 zu minimieren (< 10 ms). Die Echodauer TE beträgt 136 ms. Ein Volumen von 70 cm³ wurde selektiert, für das 256 Resonanzsignale gemittelt wurden, um ein geeignetes Signal-Rausch-Verhältnis zu erhalten. Das Spektrum s1 in ppm zeigt unter anderem die Resonanzen von N-Acetyl-Aspartat NAA, Creatin CR, Cholin Ch, und Inositol In. Es sei auf den nicht verzerrten Restpeak Wr von Wasser hingewiesen. Mit den programmierten Mitteln 12 werden die Beiträge der Stoffwechselprodukte durch Oberflächenbestimmung unterhalb der gezeigten Resonanzpeaks bestimmt. Bezüglich nicht unterdrücktem Wasser würden die gezeigten Resonanzen wegen der außerordentlichen Dynamik nicht zu erkennen sein. Auch im Falle schwach unterdrückten Wassers unter Verwendung von Verfahren, die empfindlicher sind gegenüber B&sub1;-Inhomogenitäten, könnten solche Einzelheiten nicht sehr gut unterschieden werden.
  • Fig. 4 zeigt ein zweites Spektrum 52. Die Messung ist mit Hilfe einer Flächenspule ausgeführt worden. Ein Spektrum von Muskelgewebe in einer Wade einer gesunden menschlichen freiwilligen Versuchsperson wird gezeigt. Das Spektrum stammt aus einem Volumen von 4,5 cm³. Die Echodauer betrug 30 ms. Zusätzlich zu dem Restsignal Wr von Wasser und starken Fettsignalen W zeigt das Spektrum s2 die c2 und c4 Protonen der Histidinreste HIS von Carnosin, das Methylproton CH=HC von Fett, Creatin Cr und Carnitin Cholin Car Ch. Zusätzlich zu den gezeigten Spektren s1 und s2 sind unter anderem auch Leberspektren mit einer TE von 21 ms gemessen worden. Die gezeigte Folge zum Generieren eines Echoresonanzsignals kann durch Hinzufügen von Phasencodierungsgradienten in bekannter Weise angepaßt werden, um Resonanzsignale für spektroskopische Bildgebung zu erhalten.

Claims (7)

1. Verfahren zur Unterdrückung von Wasserresonanz in einem Protonenspinresonanzspektrum, das von Resonanzsignalen bestimmt wird, die unter Verwendung von Impulsfolgen in einem Objekt (5) generiert werden, das in einem stationären Magnetfeld angeordnet ist, wobei die Impulsfolgen einen hochfrequenten elektromagnetischen Wasserunterdrückungsimpuls umfassen, dem nach einer Wartezeit, in der ein longitudinales Wassermagnetisierungsresonanzsignal zumindest nahezu eine Amplitude null erreicht, hochfrequente elektromagnetische Impulse zur Generierung des Resonanzsignals folgen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserunterdrückungsimpuls (P1) ein frequenzselektiver adiabatischer schneller Durchgangsimpuls um die Protonenresonanzfrequenz von Wasser herum ist und daß die Impulse zum Generieren des Resonanzsignals eine Hahnsche Echofolge bilden, die hintereinander einen 90º-Impuls (P2), einen ersten 180º-Impuls (P3) und einen zweiten 180º-Impuls (P4) umfaßt, wobei der 90º-Impuls und der erste und der zweite 180º-Impuls durch jeweilige Gradienten mit einer unterschiedlichen Gradientenrichtung zum Erhalten von Volumenselektion räumlich selektiv gemacht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Echo-Zeitintervalle (t3, t4) in der Hahnschen Echofolge asymmetrisch gewählt werden, um ein verhältnismäßig kleines Zeitintervall zwischen dem 90º-Impuls und dem ersten 180º-Impuls zu erhalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall (t3) zwischen dem 90º-Impuls und dem ersten 180º-Impuls kleiner als 10 ms gewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der frequenzselektive adiabatische schnelle Durchgangsimpuls (P1) eine Bandbreite von weniger als 1,5 ppm um die zu unterdrückende Resonanz herum hat.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasserunterdrückungsimpuls (P1) ein Fettunterdrückungsimpuls folgt oder vorangeht, der ein frequenzselektiver adiabatischer schneller Durchgangsimpuls um die Protonenresonanzfrequenz von Fett herum ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasserunterdrückungsimpuls (P1) zum Unterdrücken einer Wasserkomponente eine weiterer Wasserunterdrückungsimpuls folgt oder vorangeht, der ein frequenzselektiver adiabatischer schneller Durchgangsimpuls um die Protonenresonanzfrequenz einer weiteren Wasserkomponente herum ist, die eine longitudinale Relaxationszeit hat, die sich von der der ersten Wasserkomponente unterscheidet.
7. Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln, um das Objekt einem stationären Magnetfeld und einer Folge von hochfrequenten elektromagnetischen Wasserunterdrückungsimpulsen und hochfrequenten elektromagnetischen Impulsen zur Generierung des Resonanzsignals auszusetzen und mit Mitteln zum Detektieren des Resonanzsignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, um das Objekt der Folge auszusetzen, geeignet programmiert sind, um den Wasserunterdrückungsimpuls (P1) als frequenzselektiven adiabatischen schnellen Durchgangsimpuls um die Protonenresonanzfrequenz von Wasser herum zu generieren, wobei die Vorrichtung auch Mittel umfaßt, um das Objekt einer Hahnschen Echofolge auszusetzen, die hintereinander einen 90º-Impuls (P2), einen ersten 180º- Impuls (P3) und einen zweiten 180º-Impuls (P4) umfaßt, wobei der 90º-Impuls und der erste und der zweite 180º-Impuls durch jeweilige Gradienten mit einer unterschiedlichen Gradientenrichtung zum Erhalten von Volumenselektion räumlich selektiv gemacht werden.
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