DE8226666U1

DE8226666U1 - Device for generating images of an examination subject with nuclear magnetic resonance

Info

Publication number: DE8226666U1
Application number: DE19828226666
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-09-22
Filing date: 1982-09-22
Publication date: 1985-12-05

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser ZeichenSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our mark

Berlin und München VPA 82 P 3?99 DEBerlin and Munich VPA 82 P 3? 99 DE

5 Gerät zur Erzeugung von Bildern eines Untersuchungsoti.iektes mit magnetischer Kernresonanz 5 Device for generating images of an examination oti.iect with nuclear magnetic resonance

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erzeugung von Bildern eines Untersuchungsobjektes mit magnetischer I 10 Kernresonanz, bei dem Spulen zum Anlegen von Magnet- § feldern an das Untersuchungsobjekt und zum ErfassenThe invention relates to a device for generating images of an examination subject with magnetic I 10 nuclear resonance, in which coils for applying magnetic § fields on the object to be examined and for recording

p der Auslenkung der Atomkerne des Untersuchungsobjek-p the displacement of the atomic nuclei of the

\ tes aus ihrer Gleichgewichtslage durch einen hochfre- \ Tes from its equilibrium position by a high-frequency

% quenten magnetischen Anregungsimpuls vorhanden sind. % quenten magnetic excitation pulse are available.

}. 15 }. 15th

Es ist bekannt, daß man insbesondere die Wasserstoff-I atomkerne eines Untersuchungsobjektes aus einer Vor-It is known that in particular the hydrogen-I atomic nuclei of an examination object from a

I zugsrichtung, die durch ein Magnet-Grundfeld erzeugtI pulling direction generated by a basic magnetic field

i wird, durch einen hochfrequenten Anregungsimpuls aus-i is triggered by a high-frequency excitation pulse

I 20 lenken kann und daß sich die Atomkerne nach dem Ende |. dieses Anregungs impulse ε aufgrund ihres Spins erstI can direct 20 and that the atomic nuclei after the end |. this excitation pulse ε due to their spin only

!* nach einer gewissen Zeit wieder in die Vorzugsricn-! * after a certain time return to the preferred route

I tung einpendeln. Während dieser Zeit präzedieren dieI tend to level off. During this time they precess

I Atomkerne mit einer Frequenz, die von der Stärke desI atomic nuclei with a frequency that depends on the strength of the

!? 25 Magnet-Grundfeldes abhängt. Überlagert man diesem ho-[ mogenen Magnet-Grundfeld einen Feldgradienten, so daß!? 25 depends on the basic magnetic field. If one superimposes this ho- [ like magnetic basic field a field gradient, so that

;' die Magnetfeldverteilung räumlich variiert, so ist eine Ortung über die jeweils gemessene Frequenz möglich. ; Ee ist auch bekannt, daß man auf diese Weise und durch; ' the magnetic field distribution varies spatially, so is a Locating via the respective measured frequency is possible. ; Ee is also known to get this way and through

30 Änderung der Richtung des Feldgradienten Schichtbilder30 Change of the direction of the field gradient slice images

des Untersuchungsobjektes anfertigen kann. Die Anre- \ gung in einer Schicht des Untersuchungsobjektes erfolgt dabei dadurch, daß das Magnet-Grundfeld durch einen weiteren Feldgradienten so beeinflußt wird, daß" k 35 nur in dieser Schicht eine Anregung der Atomkerne er-of the object to be examined. The excitation \ supply in a layer of the examination object takes place in that the magnetic bias field is influenced by a further field gradient so that "k 35 ER excitation of the atomic nuclei only in this layer

Tp 5 Ler / 06.09.1982Tp 5 Ler / 06.09.1982

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folgt, weil die Anregung nur mit einer Frequenz erfolgt, die dem Magnetfeld in der gewünschten Schicht streng zugeordnet ist.follows because the excitation occurs only at a frequency that corresponds to the magnetic field in the desired slice is strictly assigned.

Mit Hilfe eines Gerätes der geschilderten Art sind grundsätzlich direkt meßbar und bildlich darstellbar nur Größen der ArtWith the aid of a device of the type described, they can basically be measured directly and represented graphically only sizes of the type

S=c . f ( j , T₁, T₂).S = c. f (j, T ₁ , T ₂ ).

S ist dabei das gemessene Signal und f eine Funktion der bezeichneten Größen, die je nach Meßverfahren variiert. g ist die Dichte und T₁, T« die Relaxationszeiten der angeregten Atomkerne, c ist eine Konstante, die die Empfindlichkeit der Apparatur kennzeichnet. Durch Normierung mehrerer mit unterschiedlichen Aufnahm^parametern aufgenommener Datensätze ist prinzipiell eine Berechnung absoluter Werte für T^ und T₂ möglich. Es ist anzustreben, auch die direkt zugänglichen Größen der Form S reproduzierbar und in einer für verschiedene Patienten gleichen Empfindlichkeit und damit Skalierung zu messen.S is the measured signal and f is a function of the specified variables, which varies depending on the measurement method. g is the density and T ₁ , T «the relaxation times of the excited atomic nuclei, c is a constant which characterizes the sensitivity of the apparatus. By normalizing several data sets recorded with different recording parameters, it is in principle possible to calculate absolute values for T 1 and T ₂ . The aim is to also measure the directly accessible sizes of the form S in a reproducible manner and with the same sensitivity and thus scaling for different patients.

In der Praxis stehen diesem Wunsch eine Reihe zum Teil unvermeidlicher Effekte entgegen, die die Empfindlichkeit c des Meßsystems beeinflussen und damit eine Reproduzierbarkeit und Übertragbarkeit der direkten Meßwerte verhindern. Insbesondere bewirkt zum Beispiel die untersehiedliche Dämpfung der Empfangsspule bei Patienten mit verschiedenen Durchmessern eine solche unvermeidliche Änderung der Empfindlichkeit des Meßsystems* Auch eine Berechnung absoluter Werte für T₁ und T„ wird vielfach in der Praxis aufgrund einer von Patient zu Patient variierenden Dämpfung der Sendeimpulse mit der Folge unkorrekter Hochfrequenz-Impulse fehlerhaft sein.In practice, this wish is opposed by a number of effects, some of which are unavoidable, which influence the sensitivity c of the measuring system and thus prevent the reproducibility and transferability of the direct measured values. In particular, for example, causes untersehiedliche attenuation of the receiving coil in patients with different diameters such inevitable change in the sensitivity of the measuring system * is also a calculation of absolute values for T ₁ and T "often in practice due to a from patient varying to patient attenuation of the transmit pulses with be faulty as a result of incorrect high-frequency pulses.

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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Normierung und damit zum Ausgleich der unterschiedlichen Empfindlichkeit der Empfangsspule und Dämpfung der Sendespule zu schaffen. 5The purpose of the present invention is to find a way for normalization and thus to compensate for the different sensitivity of the receiving coil and To create attenuation of the transmitter coil. 5

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Spulen mindestens ein Eichkörper bekannter Zusammensetzung so angebracht ist, daß er bei der Messung eines Untersuchungsobjektes bei jeder gewählten BiIdebene von dieser mindestens teilweise geschnitten wird. Bei dem erfindungsgemäßen Gerät ist ein Eichkörper mit definierten Werten von g, T₁ und Tp am Rand des Meßfeldes angebracht, so daß eine simultane Messung der untersuchten Schicht und des Eichkörpers und damit eine Normierung der empfangenen Signale möglich ist.According to the invention, this object is achieved in that at least one calibration body of known composition is attached to the coils in such a way that it is at least partially intersected by each selected image plane when an object to be examined is measured. In the device according to the invention, a calibration body with defined values of g, T ₁ and Tp is attached to the edge of the measuring field, so that simultaneous measurement of the examined layer and the calibration body and thus normalization of the received signals is possible.

Ein Eichkörper besteht zweckmäßigerweise aus wässrigen Lösungen eines paramagnetischen Salzes, über dessen Konzentration eine gewebsähnliche Rclaxationszeit eingestellt werden kann. Die Lösungen befinden sich vorzugsweise in fest verschlossenen Glasgefäßen, um eine Verdunstung des Wassers und damit eine Konzentrationsänderung zu verhindern.A calibration body expediently consists of aqueous solutions of a paramagnetic salt, based on its concentration a tissue-like relaxation time can be set. The solutions are preferably located in tightly closed glass vessels to prevent evaporation of the water and thus a change in concentration to prevent.

Die Korrektur der Meßwerte erfolgt im Hinblick auf variierende Empfängerempfindlichkeit in vorteilhafter Weise derart, daß das gemessene Signal aus dem Bereich des Eichkörpers als Maß für die Empfindlichkeit des Systems dient und alle Meßwerte aus dem Bereich des Auf* nähffleobjektes mit einem entsprechenden Faktor auf konstante Empfindlichkeit umgerechnet werden.«The correction of the measured values takes place in an advantageous manner with regard to varying receiver sensitivity Way in such a way that the measured signal from the area of the calibration body as a measure of the sensitivity of the System and all measured values from the range of the up * sewing object with a corresponding factor constant sensitivity can be converted. "

Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:In the following, the invention is described in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing explained. Show it:

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Fig. 1 eine Darstellung eines Gerätes zur Erzeugung von Bildern mit magnet!scher Kernresonanz zur Erläuterung des Erfindungsgedankens,
51 shows an illustration of a device for generating images with nuclear magnetic resonance to explain the concept of the invention,
5

Fig. 2 einen bei dem Gerät gemäß Figur 1 anwendbaren Eichkörper, undFIG. 2 shows a calibration body that can be used in the device according to FIG. 1, and FIG

Fig. 3, 4 und 5 Varianten solcher Eichkörper.3, 4 and 5 variants of such calibration bodies.

In der Figur 1 ist eine auf einem Sockel 1 gelagerte Patientenliege 2 mit einem Patienten 3 dargestellt, der im Innern von Spulen 4 eines Gerätes zur Erzeugung von Bildern eines Untersuchungsobjektes mit magnetischer Kernresonanz liegt. Die Spulen 4 dienen zum Anlegen von Magnetfeldern an den Patienten 3 und zum Erfassen der Auslenkung der Atomkerne des Patienten 3 aus ihrer Gleichgewichtslage durch einen hochfrequenten magnetischen Anregungsimpuls. Sie sind an einem Sockel 5 befestigt. In FIG. 1, a patient bed 2 with a patient 3, which is supported on a base 1, is shown inside coils 4 of a device for generating images of an examination subject with magnetic Nuclear resonance lies. The coils 4 are used to apply magnetic fields to the patient 3 and to detect the Deflection of the atomic nuclei of the patient 3 from their Equilibrium position through a high-frequency magnetic excitation pulse. They are attached to a base 5.

Die Figur 2 zeigt, daß im Innern der Spulen 4 ein Eichkörper 6 so angeordnet ist, daß er bei der Messung des Patienten 3 bei jeder gewählten Bildebene von dieser mindestens teilweise geschnitten wird. Der Eichkörper besteht aus drei flüssigkeitsgefüllten, geraden, zylindrischen Glasröhren, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Dadurch ist für axiale, koronare und sagittale Schichten gewährleistet, daß immer ein Glasröhr durch die untersuchte Ebene geschnitten wird.Figure 2 shows that in the interior of the coil 4, a calibration body 6 is arranged so that when measuring the patient 3 at each selected image plane of this is at least partially cut. The calibration body consists of three liquid-filled, straight, cylindrical ones Glass tubes that are arranged at right angles to each other. This is for axial, coronal and sagittal slices ensures that a glass tube is always cut through the examined plane.

Der in figur 3 gezeigte Eichkörper 7 besteht aus drei fltissigkeitsgefüllten gebogenen Glasröhren mit kreisförmigem Querschnitt und paßt sich dem kugelförmigen ausmrtzbaren Meßvolumen der Spulen 4 an. Die durch dieThe calibration body 7 shown in FIG. 3 consists of three liquid-filled curved glass tubes with a circular cross-section and adapts to the spherical one Ausmrtzbaren measuring volume of the coils 4 at. The through the

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drei gebogenen Rohre aufgespannten Ebenen stehen senkrecht aufeinander. Es ist so auch bei Schichtcrientierungen, die gegenüber den axialen, koronaren und sagit-» talen Ebenen verdreht sind, gewährleieitet, daß am Rande des untersuchten Meßfeldes immer ein Glasrohr des Eichkörpers angeschnitten und damit mitgemessen wird.three curved pipes spanned planes are perpendicular to each other. It is the same with shift orientations, which are opposite to the axial, coronal and sagittal » talen levels are twisted, ensures that on the edge of the examined measuring field a glass tube of the calibration body is always cut and measured with it.

Die Figur k zeigt einen Eichkörper 8 in Form eines flüssigkeitsgefüllten, doppelwandigen, zylindrischen Rohres. Auch hierdurch wird sichergestellt, daß für alle Schichtorientierungen Bereiche des Eichkörpers mitgemessen werden und so zur Normierung dienen können.The figure k shows a calibration body 8 in the form of a liquid-filled, double-walled, cylindrical tube. This also ensures that areas of the calibration body are also measured for all layer orientations and can thus be used for normalization.

Zur Korrektur der Auswirkungen der variierenden Dämpfung der Sendespule und der resultierenden Fehler der Hochfrequent-Impulse muß die spezielle verwendete Meßsequenz berücksichtigt werden. Es sind die Auswirkungen dieser Fehler auf die funktioneile Abhängigkeit f, die für jede Meßsequenz anders sind, zu untersuchen und geeignete Korrekturverfahren zu implementieren. Dies ist möglich, da die Meßwerte des Eichkörperr eine Berechnung der Sendespulendämpfung erlauben. Unter Umständen ist es dabei nötig, eine Unterteilung des Eichkörpers in mehrere Kammern 9 vorzusehen (Fig. 5), die Subst^nzen mit unterschiedlichen Werten für 5 , T₁ und T₂ enthalten, um eine experimentelle Trennung der Empfängerund Sendespulendämpfung zu erlauben.To correct the effects of the varying damping of the transmitter coil and the resulting errors in the high-frequency pulses, the specific measurement sequence used must be taken into account. The effects of these errors on the functional dependency f, which are different for each measurement sequence, must be examined and suitable correction methods implemented. This is possible because the measured values of the calibration body allow the transmitter coil attenuation to be calculated. Under certain circumstances it is necessary to divide the calibration body into several chambers 9 (Fig. 5), which contain substances with different values for 5, T ₁ and T ₂ , in order to allow an experimental separation of the receiver and transmitter coil attenuation.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung eines Eichkörpers im Meßfeld besteht darin, daß in den Untersuchungspausen, in denen kein Patient in der Meßapparatur liegt, ebenfalls ein Kernresonanzsignal gemessen werden kann, um beispielsweise die Stärke des Magnetfeldes entsprechend nachzuregeln. Die Ausführung des Eichkörpers nach Figur 2 erlaubt es zusatz-Another advantage of the arrangement according to the invention of a calibration body in the measuring field consists in the fact that a nuclear magnetic resonance signal is also measured in the examination breaks in which no patient is in the measuring apparatus can be used, for example, to increase the strength of the To readjust the magnetic field accordingly. Execution of the calibration body according to Figure 2 allows additional

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lieh 7λχ unterscheiden, welche Aufsicht auf die ausgeiaessene Schicht dargestellt ist (von vorne, hinten, oben, unten, rechts oder links).borrowed 7λχ differentiate which plan view of the layer is shown (from the front, back, above, below, right or left).

1 Patentanspruch
5 Figuren1 claim
5 figures

Claims

- 7 - VPA 82 P 3799 DE Spruch

_λ Device for generating images of an examination object (3) with nuclear magnetic resonance, in which coils (4) for applying magnetic fields to the examination object (3) and for detecting the deflection of the atomic nuclei of the examination object (3) from their equilibrium position by a high-frequency magnetic Excitation pulses are present, characterized in that calibration bodies (6 to 9) of known composition are mounted in the coils (4) in such a way that they are at least partially intersected by each selected image plane when measuring an examination object (3).