FI78987C

FI78987C - Eliminering av induktionsdaempning vid nmr-avbildning genom fasvaexling.

Info

Publication number: FI78987C
Application number: FI832376A
Authority: FI
Inventors: Paul Arthur Bottomley; William Alan Edelstein
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1982-07-01
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1989-10-10
Also published as: EP0098479B1; EP0098479A3; US4443760A; FI78987B; JPS5963551A; FI832376L; DE3381809D1; JPH028664B2; IL69141A0; EP0098479A2; FI832376A0; IL69141A

Description

78987

INDUKTIOVAIMENNUKSEN ELIMINOIMINEN NMR-KUVAUKSESSA VAIHEEN SUUNNANMUUTOKSELLA - ELIMINERING AV INDUKTIONSDÄMPNING VID NMR-AVBILDNING GENOM FASVÄXLING

Keksinnön tausta Tämä keksintö kohdistuu ydinmagneettisiin resonanssi-(NMR)-menetelmiin. Yksityiskohtaisemmin tämä keksintö kohdistuu parannettuihin NMR-kuvausmenetelmiin, jotka eliminoivat häiritsevän vapaan induktiovaimennuksen (FID) signaalien vaikutukset, jotka aiheutuvat epätäydellisistä 180° radiojakso-(RF)-pulsseista.

NMR-kuvausmenetelmät käyttävät hyväksi magneettikenttägra-dienttien pulssien ja RF-magneettikenttäpulssien yhdistelmää NMR-kuvausinformation hankinnassa ydinspineistä, jotka sijaitsevat kuvauskohteen valitulla alueella. Kuvauskohde sijaitsee tyypillisesti staattisessa magneettikentässä Bq. Kentän Bq tarkoitus on polaroida ydinspinit, joiden kokonaismagneettimomentit ovat sellaisia että suurin osa spineistä on kentän suuntaisia ja ovat lisänä tuottamassa kokonaismagnetointia M. Yksityiset polaroidut ydinspinit, ja siten magnetointi M, resonoivat (tai kiertävät kentän Bq akselin ympäri) seuraavan yhtälön antamalla jaksoluvulla UO

00 =^*Bo (1) jossa γ~ on. gyromagneettinen suhde (vakio jokaiselle NMR-isotoopille),

Kuten myöhemmin täydellisemmin esitetään, magneettikenttä-gradientit ovat välttämättömiä koodittamaan avaruusinfor-maatiota NMR-signaaliin. Jos magneettikenttägradientti pitkin kuvaustilaa on funktio asemasta, niin silloin on jaksoluku lp. Itse asiassa, jos kuvausgradientti on lineaarinen, jaksolukuspektri on yksiulotteinen projektio NMR- 2 78987 signaalijakautumasta pitkin gradientin suuntaa.

RF-magneettikenttäpulssit on suunnattu kohtisuoraan Bq kenttään nähden, ja niitä käytetään magnetoimaan ydinspi-nit resonanssiin. Tarvittava RF-pulssijaksoluku indusoimaan resonanssin on sama kuin yhtälöllä (1) määritelty resonanssi jaksoluku. Kaksi yleisesti käytettyä RF-magneet-tikenttäpulssia on 90° ja 180° pulssit. 90° RF-pulssi aikaansaa magnetoinnin M kiertämään 90° akselin ympäri joka määritetään käytetyllä RF-magneettikenttävektorilla, joka suosituksen mukaan kiertää resonanssijaksoluvulla kentän Bq suunnan ympäri, suhteessa suoritukseen laboratoriopuit-teissa. Täten, jos kentän Bq suunnaksi on otettu positiivisen Z-akselin suunta suorakulmaisessa koordinaatistossa, 90° RF-pulssi aiheuttaa esimerkiksi magnetoinnin M pitkin BQ:aa kiertymisen poikittaiseen tasoon, joka määritetään X- ja Y-akseleilla, Samoin 180° RF-pulssi aiheuttaa B :n

Q O

suuntaisen magnetoinnin M kiertymisen 180 kentän Bq akselin ympäri (esim, positiivisen Z-akselin suunnasta negatiiviseen Z-akselin suuntaan),

Ydinspinit, jotka on kierretty 90° poikittaistasoon. tai jonkun muun kulman verran siten, että raagnetoinnilla M on vektorikomponentti poikittaistasossa, tuottavat FID NMR-V signaalin, joka on huomattavissa RF-magnetoinnin lopussa, FID-signaali voidaan ilmaista vastaanotinkelalla, joka on sijoitettu olemaan herkkä pitkin poikittaistasoa, NMR FID-signaalia ei havaita, jos ydinspinit on käännetty 180° staattisen magneettikentän B suunnasta, koska magne-tointi M näissä olosuhteissa ei omaa komponenttia vastaan-otinkelan tasossa. Tämän ollessa totta ideaaliselle 180° RF-pulssille, käytännössä 180° RF-pulssit ovat harvoin ideaalisia, ja käytännöllisesti katsoen kaikissa tapauksissa pieni häiritsevä FID esiintyy välittömästi 180° pulssin jälkeen, FID voi syntyä koska 180° RF-pulssi ei ole tarkoin 3 78987 180°. Jos se annettaisiin esimerkiksi 160°:11a, niin voisi olla ennalta magnetoimattomista spineistä johtuva häiritsevä FID-signaali, joka simuloisi 20° RF-pulssin antamista. Eräissä tapauksissa käytetään RF-lähetinkeloja säteilyttämään kuvauskohde synnyttämään epähomogeenisiä kenttiä niin että kuvauskohteen osat eivät saa tarkoin 180° pulssia ja siksi avustavat FID-komponenttia poikittaista-sossa. Muutamat NMR-tekniikat käyttävät hyväksi selektiivisiä 180° RF-pulsseja kääntämään ydinspinit 180° kuvauskohteen taso-osassa, jättäen osan ulkopuolella olevat spi-nit olennaisesti koskemattomiksi. Tässä tapauksessa alueet, jotka rajoittuvat 180° RF-pulssilla selektiivisesti käännettyjen ydinspinien taso-osaan, voivat todella tuntea 90° RF-pulssin ja tällöin kehittää suuren FID;n.

180° RF-pulssien epätäydellisyyksien vaikutus NMR-kuvassa voi olla hyvin ankara. Jos häiritsevä FID-signaali kestää riittävän kauan se voi liittyä haluttuun NMR-signaaliin, joka käsittää kuvauksen avaruuskoodausinformaation. Koska häiritsevällä FID-signaalilla on erilainen avaruuskoodaus, se aikaansaa virheitä rekonstruoidussa kuvassa. Selektiivisten 180° pulssien tapauksessa, häiritsevä signaali voi tehdä selektiiviset 180° RF-pulssit käyttökelvottomiksi.

Esillä olevan keksinnön mukaiset NMR-pulssisarjät eliminoivat epätäydellisten 180° RF-pulssien aiheuttamien häiritsevien FID NMR-signaalien vaikutukset. Joko 90° pulssien tai 180° pulssien vaihe voidaan muuttaa niin, että häiritsevät FID-signaalit heikentyvät kun halutut signaalit analysoidaan. Vaikka keksintöä on selostettu viittaamalla NMR-kuvausmenetelmiin, sen käytettävyys ei sijoitu tähän. Keksintö on käyttäkelpoinen toisille NMR-menetelmille, joissa häiritsevät FID-signaalit, epätäydellisten 180° RF-pulssien aiheuttamina, tuottavat epätoivottuja vaikutuksia, Yksi sellainen menetelmä on selektiivisen 180° RF-pulssien käyt 4 78987 täminen paikallistetussa NMR-spektroskopiassa. Toinen on selektiivisten 180° RF-pulssien käyttö paikallistetussa ve-renkiertomittauksessa. Keksintö on myös käyttökelpoinen kolmi-ulotteisille NMR-kuvausmenetelmille, kuten ne, joita on selostettu ja patenttivaatimukset esitetty normaalisti jätetyssä hakemuksessa Serial No, 365,229, kirjattu huhtikuun 5 pjnä 1982 samojen keksijöiden tekemänä kuin tämä ja joka on liitetty tähän liitteenä taustamateriaaliksi.

Yhteenveto keksinnöstä

Epätäydellisten 180° RF-pulssien aiheuttamien häiritsevien FID NMR-signaalien vaikutukset voidaan voittaa selektiivisten 90° RF-pulssien vaiheen suunnanmuutoksella seuraa-vissa NMR-pulssisarjoissa ja vähentämällä vaihtelevat NMR-signaalit. 90° RF-signaalin tuottamat halutut NMR-signaa-lit vahvistuvat, kun taas 180° RF-pulssien tuottamat häiritsevät FID-signaalit heikentyvät.

Toinen menetelmä häiritsevien FID-signaalien vaikutusten eliminoimiseksi on muuttaa 18Q° RF-pulssien vaiheen suuntaa peräkkäisisssä NMR-pulssisarjoissa ja lisätä peräkkäisiä NMR-signaaleja, Tässä tapauksessa häiritsevien FID-signaalien vaihesuunta on muutettu ja siten ne heikkene-vät, kun taas halutut NMR-signaalit vahvistuvat.

Keksinnön kohteena on aikaansaada parannetut NMR menetelmät, jotka eliminoivat epätäydellisten 180° RF-pulssien tuottamien häiritsevien FID NMR-signaalien vaikutukset.

Keksinnön toisena kohteena on aikaansaada parannetut NMR-kuvauspulssisarjät epätäydellisten 180° RF-pulssien aiheuttamien häiritsevien FID NMR-signaalien aikaansaamien kuvausvirheiden eliminoimiseksi.

5 78987

Lyhyt selostus piirustuksista

Keksinnön luonteenomaiset piirteet, joiden uskotaan olevan uusia on yksityiskohtaisesti pantu esille liitteenä olevissa patenttivaatimuksissa. Itse keksintö voidaan kuitenkin parhaiten ymmärtää, sekä sen organisaation että toimintametodin puolesta, yhdessä sen muiden kohteiden ja etujen kanssa, viittaamalla seuraavaan selostukseen yhdessä liitteenä olevien piirustusten kanssa, joissa;

Kuva 1 esittää NMR-kuvauskohdetta, joka sijaitsee staattisessa magneettikentässä ja jolla on tasossa oleva kuvaustila, joka on määritetty selektiivisellä mag-netoinnilla.

Kuva 2 esittää kaaviollisesti NMR-kuvaa, jossa esiintyy vii-vavirheitä kaksiulotteisissa Fourier muuntokuvaus-menetelmissä tuloksena epätäydellisistä 180° RF-puls-seista.

Kuva 3 esittää kaksiulotteisia Fourier muunto NMR-kuvaus-. . sarjoja, jotka auttavat ymmärtämään keksinnön käyt töä eliminoimaan häiritsevien FID-signaalien vaikutukset.

Kuvat 4a-4c esittävät 90° RF-pulsseja, joiden vaihesuunta on muutettu ja joilla on Gaussin verhokäyrä ja jotka ovat käyttökelpoisia esillä olevassa keksinnössä.

Kuva 5 esittää kuvan 3 kaltaista pulssisarjaa, mutta jossa on käytetty 180° RF-pulsseja^ joiden vaiheen suunta ; on muutettu eliminoimaan häiritsevien FID-signaalien vaikutukset.

Kuvat 6a-6b esittävät 180° RF-pulsseja^ joiden vaiheen suunta on muutettu, ja jotka ovat käyttökelpoisia tämän 6 78987 keksinnön kanssa eliminoimaan häiritsevien FID-sig-naalien vaikutukset.

Kuva 7 esittää pulssisarjaa, joka kuvaa keksinnön käyttöä kerrannaiskulmaprojektion rekonstuoitaessa NMR-ku-vauspulssisarjaa.

Kuva 8 esittää NMR-kuvauslaitteen pääkomponenttien yksinkertaistettua blokkikaaviota tuottamaan kuvissa 3, 5 ja 7 esitetyt NMR-pulssisarjät,

Kuva 9a esittää RF-kelamuotoa käytettäväksi geomerioille, joiden kohdetila on kohtisuorassa staattisen mag-neettikenttän nähden.

Kuvat 9b ja 9c esittävät RF-kelamuotoa, joka sopii magneet-tigeometrioille, joihin nähden näytetilan akseli on samansuuntainen staattisen magneettikentän kanssa.

.·. Kuva 10a esittää kahta kelaerää, jotka sopivat tuottamaan G -ja G -gradientit, X y m ft \ Kuva 10b esittää kelamuotoa, joka sopii tuottamaan G - gra- “ dientin, • «

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Keksinnön tuottamat NMR-kuvaupulssisarjät ymmärretään parhaiten jos aluksi viitataan kuvaan 1, joka esittää kuvaus-kohdetta 100, joka sijaitsee staattisessa homogeenisessa magneettikentässä Bq, joka on suorakulmaisessa koordinaa-·· tistossa positiivisessa Z-akselin suunnassa, Z-akseli on valittu sattumaan yhteen kohteen 100 pitkän tai sylinteri-mäisen akselin 106 kanssa, 7 78987

Koordinaattijärjestelmän origo on valittu kuvauskohteen keskipisteeksi, joka on myös tasolaatan tai kuvaustilan 105, joka on valittu selektiivisellä magnetointimenetelmällä kuten myöhemmin selostetaan, keskipiste. Osaa 105 koskeva yksinkertainen tasokuva, esimerkiksi, voidaan konstruoida käyttämällä avaruusinformaatiota, joka on saatu käyttämällä jotakin kuvien 3, 5 ja 7 pulssisarjaa. Jokaista näistä pulssisarjoista selostetaan jäljempänä yksityiskohtaisemmin. Tasolaatan 105 paksuus ^ Z on tyypillisesti suunnilleen 2-15 millimetriä.

Kuva 2 esittää kaaaviollisesti NMR-osakuvan 105a vastaten osaa 105 kohteessa 100 (kuva 1), tässä tapauksessa valittu olemaan vedellä täytetty pullo simuloiden elävää kudosta, jolla tyypillisesti on korkea vesipitoisuus. Kuva 105a esittää protonien jakautumaa (vety-ydin) vedellä täytetyn pullon laatassa 105, ja siten osoittaa yhtenäisen protonijakautuman.

Kuva 105a, konstruoitu kuvausinformaatiosta, joka on hankittu käyttämällä kuvassa 3 kohdassa A esitettyä NMR-puls-sisarjaa, esittää viivavirheitä 12, jotka ovat ominaisia häiritseville FID NMR-signaaleille (esiintyen aikavälin 4 kuluessa, kuva 3), jotka aiheutuvat epätäydellisistä 180° RF-pulsseista (esiintyen aikavälin 3 kuluessa, kuva 3). Kuvassa 3 esitetty pulssisarja on esimerkki kaksiulotteisesta Fourier muuntokuvausmenetelmästä. Virhe on pitkin linjaa y=0 (kuva 1), missä y on vaihekoodausgradientin suunta (selostetaan täydellisemmin jäljempänä),

Kuva 7 esittää kerrannaiskulmaprojektion rekonstruointi-NMR-kuvausmenetelmän. Tässä menetelmässä kuvavirheet aiheutuvat häiritsevien FID-signaalien projektiosta (saaden alkunsa kuvaustilan ulkopuolella) pitkin haluttua NMR-sig-naalia kuvausgradienin suunnassa (selostetaan täydellisemmin jäljempänä), Tässä tapauksessa häiritsevä FID tuottaa 8 78987 alenemisen signaali-mela-suhteessa ja samanaikaisesti re-kunstruoidussa kuvan laadussa.

Tarkoituksella arvostaa paremmin esillä olevaa keksintöä, kuvassa 3 kuvattua pulssisarjaa A selostetaan ensin. Tässä pulssisarjassa, kuten muissa tässä selostetuissa, kuvauskohde on sijoitettu staattiseen magneettikenttään Bq, joka on vastaavasti jätetty ottamatta huomioon kaikissa NMR-pulssisarjoja esittävissä kuvissa. Lisäksi jokaisen pulssisarjan kenttägradientit ovat välttämättömiä tuottamaan NMR-signaalin avaruussijainnin. Tyypillisesti kolme sellaista gradienttia tarvitaan:

Gx(t) =c>B0/i)x (2) 6y<t> »}B0/ y (3)

Gz(t) Z (4)

Gx-,Gy-ja Gz~gradientit ovat vakioita läpi kuvaustilan 105, (kuva 1), mutta niiden suuruudet ovat tyypillisesti ajasta riippuvia. Gradientteihin liittyvät magneettikentät on merkitty vastaavasti b , b ja b , missä x' y J z bX = GX(t)X (5) by = Gy(t)y (6) b = G (t) z (7) z z kuvaustilan sisällä,

Ydinspinien taso-osan 105 (kuva 1) valinta on suoritettu aikavälin 1 kuluessa, joka on esitetty vaakasuoralla akselilla kuvassa 3. Tässä aikavälissä positiivinen mag-neettikenttägradientti on annettu niin, että kuvauskohde 100 on alistettu kokonaismagneettikentälle Z-akselin suunnassa, minkä muodostaa gradientti G ja staattinen mag- neettikenttä B . Suunnilleen aikavälin 1 keskipisteessä o kohdetta säteilytetään selektiivisellä 180° RF-pulssilla 9 78987 ollen jaksoluku valittu niin, että se ensi sijassa magnetoi ydinspinit taso-osalla 105 ( kuvassa 1), jossa magneettikentän voimakkuus on määritetty yhtälöllä (1) . Ydinspinit alueen 105 ulkopuolella jäävät pääasiassa tämän RF-puls-sin vaikutuksen ulkopuolelle. 90° RF-pulssin "selektiivinen" luonne on täten ilmeinen.

Aikavälin 1 lopussa ydinspinit taso-osassa 105 on kierretty poikittaistasoon, ja vaikka ne kiertävät samalla jaksoluvulla, ne ovat poissa vaiheesta toistensa kanssa G2?n vaihetta siirtävän vaikutuksen vuoksi aikavälin 1 toisella puoliskolla. Ydinspinit vaiheistetaan uudelleen aikavälillä 2 antamalla negatiivinen G -gradientti (uudelleen- z vaiheistuspulssi) suhteessa positiiviseen Gz~gradienttiin aikavälillä 1 siten että j2dtG* “ ' |iatG2; (8) missä J2 on integraali ajan suhteen gradientin Gz aallonmuo-dosta yli aikavälin 2, ja ^ on integraali ajan suhteen gradientin Gz aallonmuodosta yli aikavälin 1.

Samanaikaisesti negatiivisen G -gradientin syöttämisen kans-

Z

sa aikavälillä 2, syötetään vaihekoodausgradientti Gy, jolla on yksi n^ eri amplitudista (kuten katkoviivoin on esitetty) . Gy-gradientti koodittaa avaruusinformaation Y^ak-selin suunnassa esittämällä kiertymisen ydinspinien suuntauksessa integraalikerrannaisella 2^ yli koko kohteen 100 pituuden Y-akselin suunnassa. Seuraten ensimmäisen vaihe-koodausgradientin syöttämistä, ydinspinit on kierretty yhden kierroksen kierteellä, Jokainen gradientin Gy eri amplitudi tuottaa eri asteisen kierteen (vaihekoodaus). G^- gradienttiamplitudien lukumäärä n^ on valittu olemaan yhtä suuri kuin rekonstruoitu kuva tarvitsee pixeleitä Y-akselin suunnassa. Kuvan 3 pulssisarja on toistettu G^-gradientin 10 78987 n^ eri amplitudille tuottamaan n NMR—spin kaikusignaalia aikaväleillä 4 ja 5. Käytännössä signaalien keskiarvot on laskettu useita kertoja ennen -gradientin siirtämistä tarkoituksella parantaa signaali-melu suhdetta. Tyypillisesti on n 128 tai 256.

Myös aikavälillä 2, positiivinen Gx~magneettikenttägradi-entti syötetään vaihesiirtämään ydinspinit X-akselin suunnassa ennalta määrätyllä määrällä. Aikavälillä 3 annettu 180° RF-pulssi kääntää ydinspinien suunnan siirtäen vaihetta niin, että ydinspinit taas uudelleenvaiheistuvat ja tuottavat NMR- spinkaikusignaalin (aikavälit 4 ja 5), mikä voidaan todeta aikana, jolloin kuvausgradientti G on vakio. Vaiheensiirtogradientin ja 180° RF-pulssin poissaollessa NMR-signaali esiintyy lähellä aikavälin 2 loppua ja aikavälin 3 alkua. On tärkeää saada käyttökelpoinen avaruusinformaatio sellaisesta NMR-signaalista, koska voi olla rajallinen aikajakso, jolloin kuvausgradientti Gx on lyhytaikainen ja sen tarkka voimakkuus tuntematon. Resul-toiva avaruusinformaatio voi olla pahoin vääristynyt eikä sitä voida normaalisti käyttää, V Jos 180° RF-pulssi aikavälillä 3 on syötetty (lyhyen 0,1-1 millisekunnin aikavälin jälkeen sallien virran gradientti-käämisssä vähentyä) ajan £ kuluttua selektiivisen 90° RF-pulssin syöttämisestä, (jossa t on aikajakso 90° ja 180° RF-pulssien keskimääräisen syöttämisen välillä, tyypillisesti noin 5 millisekuntia), ja Gx~gradientti aikaväleillä 2 ja 4 on valittu niin että ^ ί2ν* - i4sxdt< ί9) missä J0 on aikaintegraali gradientin G aallonmuodosta yli aikavälin 2, ja on aikaintegraali gradientin Gx ’! aallonmuodosta yli aikavälin 4, silloin spin-kaikusignaali on resultantti kahdesta spinkaikusignaalikomponentista.

11 78987

Ensimmäinen kahdesta signaalikomponentista on ydinspinien uudelleenvaiheistuksen vuoksi vaihesiirretty staattisen magneettikentän Bq luontaisilla epähomogeenisuuksilla. Spi-nit uudelleenvaiheistavat ja tuottavat spinkaikusignaalin aikajaksolla t, joka seuraa 180° RF-pulssin syöttämistä, a

Toinen spinkaikusignaalikomponentti on ydinspinien kääntämisen vuoksi vaihesiirretty aikavälillä 2 (gradientilla Θχ), joka myös uudelleenvaiheistaa ja tuottaa spinkaikusignaalin aikavälillä 180° RF-pulssin syöttämisen jäi-keen, edellyttäen että yhtälön (97 ehto on tyydytetty. Menetelmä staattisen kentän Bq epähomogeenisuuksien vaikutusten voittamiseksi on selostettu ja patenttivaatimukset esitetty anomuksessa Serial No, 345,444, kirjattu helmikuun 3 p;nä 1982 samojen keksijäin toimesta kuin tämä ja on sen jättänyt sama valtuutettu kuin esillä olevan keksinnön, Tämä patenttianomus on tässä mukana liitteenä.

Vaikka raagneettikenttägradlentti 6χ on kuvattu aikavälillä 2 sinikäyrän positiivisena puolikkaana, se voi olla minkä muotoinen tahansa, edellyttäen että yhtälö (9) on tyydytetty, Esimerkiksi gradientti 6χ voisi olla Gaussin verho-käyrän tai suorakaiteen muotoinen,

Avaruusinformaation saamiseksi X-akselin suunnassa, ydin spinkaiku aikaväleillä 4 ja 5 kerätään (neliöimällä) ηχ kertaa tämän aikavälin kuluessa kuvaus Gx~gradientin läsnäollessa, missä n on tyypillisesti yhtä suuri kuin n , * y ja yhtä suuri kuin kuvassa olevien pixelien lukumäärä X-akselin suunnassa. Tunnetun diskreettisen, kaksiulotteisen Fourier muuntomenetelmän analyysillä kuvausalue 105 on jaettu nx'ny pixeliin, joita voidaan käyttää konstruoimaan kuva kuten kuva 105a kuvassa 1,

Tyypillinen aika-asteikko on esitetty samansuuntaisena kuvan 3 vaaka-akselin kanssa.

12 78987

On otettava huomioon, että NMR - spinkaikusignaali aikaväleillä 4 ja 5 sisältää myös avun häiritsevän FID-signaalin vuoksi, jonka on aiheuttanut aikavälillä 3 syötetty epätäydellisen luonteinen 180° RF-pulssi, Häiritsevä FID-sig-naali esiintyy välittömästi 180° RF-pulssin syöttämisen jälkeen aikavälillä 3, ja voi ulottua (kuten esitetty) aikaväleille 4 ja 5, joiden aikana spinkaikusignaalit kerätään. Häiritsevä FID-signaali aiheuttaa viivavirheitä 12, jotka on esitetty kuvassa 2.

Häiritsevien FID-signaalien vaikutukset voidaan eliminoida jos peräkkäin syötetyissä pulssisarjoissa (kuten B:ssä, kuva 3), 90° RF-pulssien vaihe siirretään 180°:11a, Seurauksena spinkaikusignaalit 90° pulssien vuoksi myös vai-hesiirretään (kuten esitetty), kun taas häiritsevät FID-signaalit aikaväleillä 4-5 ja 4a-5a (180° pulssien vuoksi) tulevat tehottomiksi. Tällä tavalla, jos suuntaa vaihdettujen 90° RF-pulssien tuottamat resultoivat spirvkaikusig-naalit vähennettiin, ne vahvistuvat. Mikään häiritsevä FID-signaali 180° RF-pulssista ei jää muuttumatta peräkö :·' käisisssä sarjoissa ja vähennettunä supistumatta. Tällä vähentämisellä on lisäetuna jokaisen tasavirtaosan elimi-: nointi halutussa spinkaikusignaalissa, Tasavirtaosa on ma tala jännitteinen (mikrovolttien luokkaa), joka on pantu NMR - spinkaikusignaalien päälle elektroniikkajärjestelmäl-lä ja aiheuttaa lisävirheitä kuvassa.

Menetelmä, jolla 90° RF-pulssin vaihe voidaan muuttaa, ym*r märretään parhaiten viittamalla kuviin 4a-4ct Kuva 4a esittää RF-kantoaallon ja Gaussin verhokäyrän muotoisen pulssin syötettynä tavanomaiseen amplitudimodulaattoriin, Rer sultoiyalla 9Q° RF-pulssilla on Gaussin käyrän muotoinen : verhokäyrä. Kuva 4b on kuvan 4a kaltainen paitsi että RF- kantoaalto on 180° pois vaiheesta verrattuna kuvan 4a kantoaaltoon, Senvuoksi vastaavat 90° RF-pulssit ovat samoin i3 78987 pois vaiheesta toisiinsa nähden. Täten, jos 90° RF-pulssi kuvassa 4a on syötetty kuvan 3 aikavälillä 1, ja jos 90° RF-pulssi kuvassa 4b on syötetty aikavälillä la peräkkäisessä pulssisarjassa, resultoiva spinkaikusignaali voi myös olla pois vaiheesta, 180° RF-pulssin aikavälillä 3 ja 3a aikaansaama häiritsevä FID pysyy tehottomana. Tällä tavalla, jos suuntaa muuttavat spinkaikusignaalit on vähennetty, ne vahvistuvat, kun taas häiritsevä FID kumou tuu. Samaten, koska tasavirtaosa pysyy tehottomana vaiheen suunnan muutoksella, se kumoutuu.

Kuva 4c esittää vaihtoehtotekniikan vaiheen suuntaa muuttavan 90° RF-pulssin tuottamiselle. Tässä tapauksessa kuvassa 4a esitetyn RF-kantoaallon vaihe on pidetty vakiona, kun taas Gaussin pulssin napaisuus on käännetty. Täten, kuvan 4a 90° pulssi on 180° pois vaiheesta verrattuna kuvassa 4c esitettyyn pulssiin.

Toisessa menetelmässä häiritsevien FID-signaalien vaikutusten eliminoimiseksi häiritsevien signaalien vaiheen aikaväleillä 4-5 ja 4a-5a kuvassa 5 suunta voidaan muuttaa vaihtamalla aikaväleillä 3 ja 3a syötettyjen 180° RF-pulssien vaihe. Täten, jos kuvassa 6a esitetty 180° RF-pulssi syötetään aikavälillä 3, ja jos peräkkäisessä pulssisarjassa 180° RF-pulssin vaihe on muutettu 180°j11a kuten kuvassa 6b on esitetty, resultoivat FID-signaalit ovat 180° pois vaiheesta toisiinsa nähden. Siten, kun peräkkäiset spinkaikusignaalit lisätään, ne vahvistuvat, kun taas FID-sig-naalit kumoutuvat. Kuvissa 6a ja 6b esitetyt 180° RF-puls-. . sit voivat olla selektiivisiä tai epäselektiivisiä, On huomattava, että tässä tapauksessa tasavirtaosa ei kumoudu ja se täytyy eliminoida muilla laitteilla. Lukuunottamatta vaihemuutettuja 180° RF-pulsseja aikaväleillä 3 ja 3a, ja vaihekäännettyjä FID-signaaleja, kuva 5 on identtinen kuvan 3 kanssa.

Vaikka 90° RF-pulssit on selostettu olevan amplitudimoduloi- 14 78987 dun Gaussin käyrän muotoisia pulsseja, muita jaksolukuse-lektiivisiä pulsseja voidaan käyttää. Esimerkiksi RF-kan-toaalto voi olla amplitudimoduloitu (sin bt)/bt aallonmuo-toisella signaalilla, jossa t on aika ja b on vakio, niin että osan 105 profiili on suorakaiteen muotoinen. Gaussin käyrällä moduloitu RF-pulssi, osa 105 on Gaussin profiilin muotoinen.

Kuva 7 esittää NMR-kuvauspulssisarjaa, jota käytetään ku-vaustietojen hankkimisessa kerrannaiskulmaprojektion rekonstruoinnilla, Tässä pulssisarjassa tapa, jolla häiritsevän FID NMR-signaalin vaikutus on eliminoitu, on samanlainen kuin kuvissa 3 ja 5, Täten joko 90° RF-pulssin vaihe on käännetty ja vaihtelevat spinkaikusignaalit vähennetty, tai 180° RF-pulssien vaiheen suunta on vaihdettu ja spinkaikusignaalit lisätty, kuten aikaisemmin on selostettu ,

Kuvan 7 pulssisarjassa vastaavat integraalit ajan suhteen G -ja G -gradienttien aallonmuodoista on valittu siten, että x y /4G*dt' (12) f2eyät -i>ydt ,13) Tämä varmistaa, että ydinspinit uudelleenvaiheistetaan aikavälillä Z* seuraten 180° RF-pulssien keskimääräisen syöttämisen jälkeen. Tällä tavalla luontaisten epähomo* geenisuuksien vaikutukset staattisessa magneettikentässä spinkaikuun aikavälillä 5 voitetaan olennaisesti kuten aikaisemmin on selostettu viittaamalla kuvaan 3. Samanlainen suhde on olemassa Gx-ja G^-gradienttien välillä aikaväleillä 2a ja 4a.

Kuvan 7 pulssisarjaa käyttävä kuvausinformaatio on hankittu huomioimalla spinkaikusignaali aikaväleillä 4*5 ja 4a*5a kuvausgradienttien G ja G läsnäollessa suunnattu!·* * y 15 78987 na X- ja Y-akselien suuntiin, vastaavasti, G -ja G -gra- x y dienttien suuruudet ovat vakioita aikaväleillä 4-5 ja 4a-5a jokaisella Θ arvolla, joka on yksinkertaisen projektion kulma. Kuitenkin, kun projektion kulma muuttuu, uudet gradienttisuuruudet on annettu Gx = g cos β ja G^ = g sin Θ, vastaavasti, jossa 0 on yksinkertaisen projektion kulma aikavälien 4-5 tai 4a-5a kuluessa, ja g on vakio. Spinkaikusignaali havaitaan magneettikenttägradientin läsnäollessa, joka on summa Gx~ja G^-gradienttikentistä. ΰχ-ja Gy-kenttägradientit lasketaan vektoiriaalisesti yhteen tuottamaan resultoivan säteettäisgradientin kuvaustasossa kulmalla Θ. Avaruustietoinformaatio koko tasosta on koodattu säteettäisgradientin suunnassa. Tarkoituksella hankkia riittävä informaatio kuvaamaan koko taso-osaa 105, kerrannaisprojektit hankitaan muuttamalla projektiokulmaa Θ, esimerkiksi 1° välein keräämään avaruustiedot vähintäin 180 projektiosta 180° kaaressa. Jokaisen projektion signaalin Fourier muuntaminen tuottaa NMR-signaalin avaruus-jakautuman tässä suunnassa. Kuva rekonstruoidaan kaikista projektioista käyttäen tunnettuja tietokone-rekonstruk-tio-algoritmeja, kuten ne, joita käytetään rekonstruoimaan tietokonekäsiteltyjä tomograafikuvia.

Kuva 8 on yksinkertaistettu blokkikaavio NMR-kuvausjärjestelmän suuremmista komponenteista, jotka sopivat keksinnön tässä selostettujen NMR-pulssisarjojen käyttöön, Järjestelmä, kokonaisuudessaan merkintä 400, on tehty yleisiin tarkoituksiin olevasta pienoistietokoneesta 401, joka on toiminnallisesti kytketty kiekkomuistiyksikköön 403 ja jakopintayksikköön 405. RF-lähetin 402, signaalikeskiar-volaskin 404, gradienttien voimansyötöt 406, 408 ja 410 vastaavasti x,y,z gradienttikelojen 416, 418 ja 420 energiantarpeita varten on kytketty tietokoneeseen jakopinta-yksikön 405 kautta, RF-lähetin pitää sisällään pulssiverhokäyrät tietokoneesta 16 78987 401 aikaansaamaan RF-pulssit, joilla on haluttu modulatio synnyttämään resonanssin tutkittavassa kohteessa. RF-pulssit vahvistetaan RF-voimavahvistimessa 412 tasoilla, jotka vaihtelevat 100 watista useisiin kilowatteihin, riippuen, kuvausmenetelmästä ja syötetään lähetinkelaan 424. Suuremmat voimatasot tarvitaan suurille kohdetilavuuksille kuten koko kehon kuvaus, ja jossa lyhytkestoisia pulsseja halutaan synnyttämään laajoja NMR-jaksolukunauhaleveyksiä.

NMR-signaali otetaan vastaan vastaanotlnkelalla 426, vahvistetaan matalahälyisellä esivahvistimella 422, ja syötetään lisävahvistusta, ilmaisua, ja suodatusta varten vastaanottimeen 414. Sitten signaali digitaalikoodataan keskiarvon laskemista varten signaalin kefekiarvolaskimella 404 ja käsittelyä varten tietokoneella 401. Esivahvistin 422 ja vastaanotin on suojattu RF-pulsseilta lähetyksen aikana aktiivisella sululla tai passiivisella suodatuksella.

Tietokone 401 tuottaa sulun ja verhokäyrämodulaation NMR-pulsseille, salpaamisen esivahvistimelle ja RF-voimavah-: vistimelle, ja jännitteen aallonmuodot gradienttien voi- mansyötöille, Tietokone myös toimittaa tietojen käsittelyn kuten Fourier muuntamiset, kuvan rekonstruktiot, tietojen suodatuksen, kuvausnäytön, muistitoiminnat (jotka kaikki ovat pienoistietokoneen perinteisesti suorittamia toimintoja ja siten selostettu vain toiminnallisesti,(supra) .

Lähetys-ja vastaanotto-RF-kelat, jos halutaan, voivat käsittää yksinkertaisen kelan. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää kahta erillistä kelaa, jotka ovat sähköisesti kohtisuorassa, Jälkimmäisellä muodolla on etuna rajoitettu RF-pulssien purkautuminen vastaanottimeen lähetyksen aikana. Molemmissa tapauksissa kelojen kentät ovat kohtisuorassa staattisen magneettikentän B suuntaa vastaan, • · o jonka synnyttää magneetti 428 (kuva 8), Kelat on eristetty järjestelmän jäänteistä aitaamalla RF-suojattuun häk- i7 78987 kiin. Kolme tyypillistä RF-kelamuotoa on esitetty kuvissa 9a, 9b ja 9c. Kaikki nämä kelat tuottavat RF-magneet-tikenttiä x-suunnassa. Kuvissa 9b ja 9c esitetyt kelamuo-dot ovat sopivia magneettigeometrioille joita varten koh-detilan akseli on samansuuntainen pääkentän Bq kanssa (kuva 1). Kuvassa 9a esitetty muoto on käyttökelpoinen geometrioille, joita varten kohdetilan akseli on kohtisuorassa pääkenttään Bq nähden (ei esitetty).

Magneettikenttägradienttikelat 416, 418 ja 420 (kuva 8) ovat välttämättömiä tuottamaan vastaavasti gradientit Gx,

Gy ja Gz. Tässä selostetuissa kuvauspulssisarjoissa gra-dienttien tulisi olla monotonisia ja lineaarisia koko koh-detiloissa. Epämonotoniset gradienttikentät aiheuttavat huononemista NMR-signaalitiedoissa, tunnettu nimellä aliasing, mikä johtaa erilaisiin kuvavirheisiin. Epälineaariset gradientit aiheuttavat geometrisia vääristymiä kuvassa.

Kuvissa 10a ja 10b on esitetty gradienttikelojen muoto, joka sopii magneettigeometrioille, joilla kohdetilan akseli on samansuuntainen pääkentän B kanssa. Jokainen G -ja G - o λ y gradientti on tuotettu kelasarjalla kuten sarjat 300 ja 302 kuvassa 10a, Kuvassa 10a esitetty kelasarja tuottaa gradientin G . Kelasarjat gradientin G^ tuottamiseen on kierretty 90ö kohdetilan sylinterimäisen akselin 106 (kuva 1) ympäri gradientin G tuottavaan kelaan nähden. Z-gradientti tuotetaan sellaisella kelaparilla kuin kelat 4Q0 ja 402 kuvassa 1Q6,

Edelläolevasta lienee selvinnyt että keksinnön mukaiset NMR-pulssisarjät aikaansaavat parannetut NMR-menetelmät, jotka eliminoivat häiritsevien FID-signaalien vaikutukset, jotka johtuvat epätäydellisistä 180° RF-pulsseista. Keksinnön käyttäminen NWR kuvauksessa antaa tulokseksi parannetut NMR-pulssisarjät, jotka eliminoivat häiritsevien FID-signaalien aiheuttamat kuvavirheet.

18 78987

Kun tätä keksintöä on selostettu viittamalla yksityiskohtaisiin toteutuksiin ja esimerkkeihin, muita muotoiluja ja muunnelmia voi tulla esiin niille, jotka ovat taitavia edel-läolevien opetusten näkemyksissä. Sen mukaisesti, on ymmärrettävää, että oheisten patenttivaatimusten käsitykset voidaan soveltaa käytäntöön toisin kuin yksityiskohtaisesti on selostettu.

Claims

1. Menetelmä epätäydellisten 180° RF-pulssien tuottamien häiritsevien FID NMR-signaalien vaikutusten voittamiseksi täten välttäen ristiriidan FID-signaalin ja halutun NMR-spinkaiku-signaalin välillä, käsittäen mainittu menetelmä vaiheet: a. staattisen magneettikentän ylläpitäminen pitkin NMR-kuva-uskohteen ensimmäistä akselia; b. mainitun kohteen säteilyttäminen ensimmäisellä RF-pulssil-la ensimmäisen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa, magne-toimaan ydinspinien ensimmäisen enemmistön mainitussa kohteessa ; tunnettu siitä, että mainittu menetelmä käsittää vaiheet : c. mainitun kuvauskohteen säteilyttäminen toisen aikavälin kuluessa 180° RF-pulssilla, jonka jälkeen luontaiset epätäydellisyydet mainitussa 180° RF-pulssissa aiheuttavat ydinspinien toisen enemmistön mainitussa kohteessa muuttamaan suuntautumistaan muulla kuin 180° kulmalla verrattuna mainitun staattisen magneettikentän suuntaan, tuottaen viimeksi mainitut ydinspinit häiritsevän FID NMR-signaalin mainitun 180° RD-pulssin loputtua; d. NMR-signaalin hankkiminen, jonka ensimmäisen komponentin tuottaa mainittu ydinspinien ensimmäinen enemmistö ja toisen komponentin tuottaa ydinspinien mainittu toinen enem- V mistö kolmannella ennalta määrätyllä aikavälillä seuraten mainitun 180° RF-pulssin syöttämistä; ja e. vaiheiden (a-d) toistaminen muuttamalla mainittujen ensim mäisten vuorottelevien RF-pulssien vaihetta tuottamaan 180° siirtymän vastaavassa NMR-signaalissa, jonka tuottaa mainittu ydinspinien ensimmäinen enemmistö, siten että kun mainitut kerätyt, vuorotellut NMR-signaalit on vähennetty, mainitut häiritsevät FID-signaalit kumoutuvat.

2. Menetelmä häiritsevän FID NMR-signaalin vaikutusten voit-. : tamiseksi estämään sen sekoittumisen halutun NMR-spinkaiku- signaalin kanssa, käsittäen mainittu menetelmä peräkkäiset vaiheet: 20 7 8 9 8 7 a. staattisen magneettikentän ylläpitäminen pitkin NMR-kuva-uskohteen ensimmäistä akselia; b. selektiivinen magnetointi ensimmäisen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa mainitun kuvauskohteen taso-osan ydin-spinien enemmistölle säteilyttämällä mainittua kuvauskohdetta selektiivisellä RF-pulssilla ensimmäisen magneetti-kenttägradienttipulssin läsnäollessa; tunnettu siitä, että mainittu menetelmä käsittää peräkkäiset vaiheet: c. ainakin yhden vaihetta muuttavan magneettikenttägradient-tipulssin syöttäminen toista ennalta määrättyä aikaväliä varten pitkin mainitun kuvauskohteen toista akselia muuttamaan mainittujen magnetoitujen ydinspinien vaihetta; d. mainitun kuvauskohteen säteilyttäminen kolmannen aikavälin kuluessa 180° RF-pulssilla panemaan alulle mainittujen magnetoitujen ydinspinien uudelleenvaiheistus, minkä jälkeen luontaiset epätäydellisyydet mainitussa 180° RF-puls-sissa aiheuttavat mainitun kuvauskohteen ydinspinien toiselle enemmistölle suuntauksen muutoksen muulla kuin 180° kulmalla verrattuna mainitun staattisen magneettikentän suuntaan, tuottaen viimemainitut ydinspinit kokonaisydin- ' magnetointikomponentin poikittain mainitun staattisen mag neettikentän suuntaan nähden, mikä komponentti tuottaa häiritsevän FID NMR-signaalin mainitun 180° RF-pulssin loputtua; e. ainakin yhden kuvausgradientin syöttäminen neljännen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa ollen sillä sama suunta kuin mainitulla vaiheenmuuttogradientilla siten, että ydinspinkaiku tuotetaan mainitulla mainittujen magnetoitu-jen ydinspinien uudelleenvaiheistuksella; f. mainitun ydinspinkaikusignaalin kerääminen mainitun kuvausgradientin läsnäollessa; ja ·[ g. vaiheiden (b-f) toistaminen muuttamalla mainittujen vuo- rottelevien selektiivisten RF-pulssien vaihetta 180°:11a tuottamaan 180° siirtymän vastaavassa spinkaikusignaalissa ! siten, että mainitut vuorottelevat spinkaikusignaalit ; vähennetään, vahvistuen mainitut spinkaikusignaalit, kun taas mainitut häiritsevät FID-signaalit kumoutuvat. 21 78987

3. Menetelmä epätäydellisten 180° RF-pulssien tuottamien häiritsevien FID NMR-signaalien vaikutusten voittamiseksi välttämään sekoittumisen FID-signaalin ja halutun NMR-spinkaiku-signaalin välillä, käsittäen mainittu menetelmä peräkkäiset vaiheet: a. staattisen magneettikentän ylläpitäminen pitkin NMR-kuva-uskohteen ensimmäistä akselia; b. mainitun kohteen säteilyttäminen ensimmäisellä RF-pulssil-la ensimmäisen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa magne-toimaan ensimmäinen enemmistö ydinspinejä mainitussa kohteessa ; tunnettu siitä, että mainittu menetelmä käsittää peräkkäiset vaiheet: c. mainitun kuvauskohteen säteilyttäminen toisen aikavälin kuluessa 180° RF-pulssilla, jonka jälkeen luontaiset epätäydellisyydet mainitussa 180° RF-pulssissa aikaansaavat toisen enemmistön ydinspinejä mainitussa kuvauskohteessa muuttamaan suuntaustaan muulla kuin 180° kulmalla mainitun staattisen magneettikentän suuntaan nähden, tuottaen viimemainitut ydinspinit häiritsevän FID NMR-signaalin mainitun 180° RF-pulssin loppumisen jälkeen; d. NMR-signaalin kerääminen, joka muodostuu ydinspinien mainitun ensimmäisen enemmistön tuottamasta ensimmäisestä komponentista ja ydinspinien mainitun toisen enemmistön tuottamasta toisesta komponentista kolmannessa ennalta määrätyssä aikavälissä seuraten mainitun 180° RF-pulssin syöttämistä; ja e. vaiheiden (a-d) toistaminen muuttamalla mainittujen vuo-rottelevien 180° RF-pulssien vaihetta tuottamaan 180° vai-hesiirtymän mainitussa FID NMR-signaalissa, jonka tuottaa ydinspinien mainittu toinen enemmistö, siten, että kun mainitut kohteiden NMR-signaalit on lisätty, mainitut häiritsevät FID-signaalit kumoutuvat.

4. Menetelmä häiritsevän FID NMR-signaalin vaikutusten voittamiseksi välttämään sen sekoittumisen halutun NMR-spinkaiku-signaalin kanssa, käsittäen mainittu menetelmä peräkkäiset vaiheet: 22 78987 a. staattisen magneettikentän ylläpitäminen pitkin NMR-kuva-uskohteen ensimmäistä akselia; b. selektiivinen magnetointi ensimmäisen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa ydinspinien ensimmäiselle enemmistölle mainitun kuvauskohteen taso-osassa säteilyttämällä mainittua kuvauskohdetta selektiivisellä RF-pulssilla ensimmäisen magneettikenttägradienttipulssin läsnäollessa; tunnettu siitä, että mainittu menetelmä käsittää peräkkäiset vaiheet; c. ainakin yhden vaiheenmuuttomagneettikenttägradienttipuls-sin syöttäminen toista ennalta määrättyä aikaväliä varten pitkin mainitun kuvauskohteen toista akselia muuttamaan mainittujen magnetoitujen ydinspinien vaiheet; d. mainitun kuvauskohteen säteilyttäminen kolmannen aikavälin kuluessa 180° RF-pulssilla panemaan alulle mainittujen magnetoitujen ydinspinien uudelleenvaiheistuksen, minkä jälkeen olennaiset epätäydellisyydet mainitussa 180° RF-pulssissa aikaansaavat ydinspinien toisen enemmistön mainitussa kuvauskohteessa muuttamaan suuntaustaan muulla kuin 180° kulmalla mainitun staattisen magneettikentän suuntaan nähden, tuottaen viimemainitut ydinspinit koko-naisydinmagnetointikomponentin poikittain mainitun staattisen magneettikentän suuntaan nähden, joka komponentti tuottaa häiritsevän FID NMR-signaalin mainitun 180° RF-pulssin päättymisen jälkeen; e. ainakin yhden kuvausgradientin, jolla on sama suunta kuin mainitulla vaiheenmuuttogradientilla, syöttäminen neljännen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa siten, että ydin-spinkaikusignaalin tuottaa mainittujen magnetoitujen ydinspinien uudelleenvaiheistus; f. mainitun spinkaikusignaalin kerääminen mainitun kuvausgradientin läsnäollessa; ja g. vaiheiden (a-d) toistaminen muuttamalla vuorottelevien 180° RF-pulssien vaihetta 180° tuottamaan 180° siirtymän vastaavissa häiritsevissä FID-signaaleissa siten, että kun peräkkäiset spinkaikusignaalit on laskettu yhteen mainitut spinkaikusignaalit vahvistuvat, kun taas häiritsevät FID-signaalit kumoutuvat. 23 78987

5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (c) mainittu vaiheen-muutto on liitetty ydinspinvaiheenmuuttoon, jonka indusoivat luontaiset epähomogeenisuudet mainitussa staattisessa magneettikentässä ja vaiheessa (d) kolmas aikaväli seuraa aikavälillä 7? mainitun selektiivisen RF-pulssin keskimääräistä a esiintymistä, aloittamaan mainittujen ydinspinien uudelleen-vaiheistuksen ja vaiheessa (e) kuvausgradientti syötetään aikavälillä, joka on yhtä suuri kuin mainittu aikaväli 't , seuraten mainittua 180° RF-pulssia ydinspinkaiku, jonka aiheuttaa ydinspinien, joiden vaihetta on muutettu viimeksi mainitulla vaiheenmuuttogradientilla, uudelleenvaiheistus, sattuu yhteen ydinspinkaiun esiintymisen kanssa, joka kaiku johtuu niiden ydinspinien vaiheenmuutosta, joiden vaihe on muutettu mainitun staattisen magneettikentän olennaisilla epäho-mogeenisuuksilla, ollen mainitut ydinspinkaiut tuotettu yhdistetyllä NMR-spinkaikusignaalilla.

6. Patenttivaatimusten 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu selektiivinen RF-pulssi käsittää 90° RF-pulssin.

7. Patenttivaatimusten 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu jaksolukuselektiivinen pulssi käsittää kantoaallon moduloituna signaalilla, jonka määrittää (sin bt)/bt, missä b on vakio ja t on aika.

8. Patenttivaatimusten 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu 90° RF-pulssi käsittää Gaussin amplitudimoduloidun kantoaallon.

9. Patenttivaatimusten 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taso-osa sijaitsee poikittain mainitun kohteen mainittuun ensimmäiseen akseliin nähden.

10. Patenttivaatimusten 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu vaiheenmuuttogradientti vaiheessa (c) käsittää resultanttivaiheenmuuttogradientin 24 7 8 9 8 7 kahden olennaisen vaiheenmuuttogradientin, jotka ovat keskenään kohtisuorassa, vektorisuunnasta ja jotka ovat samassa tasossa mainitun taso-osan kanssa, ollen mainitulla vaiheen-muuttogradientilla ennalta määrätyy suunta.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainittu kuvausgradientti vaiheessa (e) on resultanttiuudelleenvaiheistusgradientti kahden olennaisen uudelleenvaiheistusgradientin, jotka ovat keskenään kohtisuorassa, vektorisuunnasta ja jotka ovat samassa tasossa mainitun taso-osan kanssa, ollen mainituilla olennaisilla uudel-leenvaiheistusgradienteilla samat vastaavat suunnat mainitussa ohuessa tasolaatassa kuin mainituilla olennaisilla vai-heenmuuttogradienteilla, mainitulla olennaisella uudelleen-vaiheistusgradientilla on sama ennalta määrätty suunta kuin mainitulla resultanttivaiheenmuuttogradientilla.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainittu resultanttiuudelleenvaiheistusgradi-entti on valittu esittämään vakioamplitudia mainitun yhdistetyn NMR-spinkaikusignaalin keräysvaiheen aikana.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että se käsittää vaiheiden (a-f) sarjantoistovai-heen mainittujen vaiheenmuutto- ja uudelleenvaiheistusgradi-enttien eri suunnille peittämään, kasvaen, ainakin 180° kaaren mainitun ohuen tasolaatan sisällä.

14. Patenttivaatimusten 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu vaiheenmuuttogradientti vaiheessa (c) käsittää resultantin vektorisuunnasta, joka muodostuu ensimmäisen ja toisen keskenään kohtisuoran gradientin, jotka ovat samassa tasossa mainitun tasolaatan kanssa, vektoriyhteenlaskusta, ollen mainittu ensimmäinen kohtisuora gradientti amplitudisäädettävä vaiheenmuutto ydinspininfor-maatiota varten sen suunnassa. 25 78987

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainittu kuvausgradientti on valittu samansuuntaiseksi toisen kohtisuoran gradientin kanssa.

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainittu kuvausgradientti vaiheessa (e) on valittu sellaiseksi, jolla on vakioamplitudi vaiheen o kestäessä keräten mainittua NMR-spinkaikusignaalia.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että se käsittää vaiheiden (a-g) sarjantoistovai-heen mainitun ensimmäisen poikittaisgradientin eri amplitudeille.

18. Patenttivaatimusten 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun resultanttivaiheenmuut-togradientin aallonmuodon integraali ajan suhteen yli mainitun ensimmäisen aikavälin on valittu olemaan yhtä suuri mainitun resultanttikuvausgradientin aallonmuodon integraalin kanssa ajan suhteen yli aikavälin, joka on yhtä suuri aikavälin Ϊ* kanssa. a

19. Patenttivaatimusten 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun toisen kohtisuoran gradientin aallonmuodon integraali ajan suhteen on valittu yhtä suureksi mainitun uudelleenvaiheistusgradientin vaiheessa (f) aallonmuodon integraalin kanssa ajan suhteen yli aikavälin, joka on yhtä suuri kuin aikaväli 2^.

19 78987

20. Patenttivaatimusten 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu 180° RF-pulssi sisältää *'·* selektiivisen 180° RF-pulssin.

21. Laitteisto epätäydellisten 180° RF-pulssien tuottamien häiritsevien FID NMR-signaalien vaikutusten voittamiseksi täten välttäen ristiriidan FID-signaalin ja halutun NMR-spin-kaikusignaalin välillä, käsittäen mainittu laitteisto: 26 78987 a. elimet staattisen magneettikentän ylläpitämiseen pitkin NMR-kuvauskohteen ensimmäistä akselia; b. elimet mainitun kohteen säteilyttämiseen ensimmäisellä RF-pulssilla ensimmäisen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa, magnetoimaan ydinspinien ensimmäisen enemmistön mainitussa kohteessa; tunnettu siitä, että mainittu laitteisto käsittää: c. elimet mainitun kuvauskohteen säteilyttämiseen toisen aikavälin kuluessa 180° RF-pulssilla, jonka jälkeen luontaiset epätäydellisyydet mainitussa 180° RF-pulssissa aiheuttavat ydinspinien toisen enemmistön mainitussa kohteessa muuttamaan suuntautumistaan muulla kuin 180° kulmalla verrattuna mainitun staattisen magneettikentän suuntaan, tuottaen viimeksi mainitut ydinspinit häiritsevän FID NMR-signaalin mainitun 180° RD-pulssin loputtua; d. elimet NMR-signaalin hankkimiseen, jonka ensimmäisen komponentin tuottaa mainittu ydinspinien ensimmäinen enemmistö ja toisen komponentin tuottaa ydinspinien mainittu toinen enemmistö kolmannella ennalta määrätyllä aikavälillä seuraten mainitun 180° RF-pulssin syöttämistä; ja e. elimet vaiheiden (a-d) toistamiseen muuttamalla mainittu-jen ensimmäisten vuorottelevien RF-pulssien vaihetta tuottamaan 180° siirtymän vastaavassa NMR-signaalissa, jonka tuottaa mainittu ydinspinien ensimmäinen enemmistö, siten että kun mainitut kerätyt, vuorotellut NMR-signaalit on vähennetty, mainitut häiritsevät FID-signaalit kumoutuvat.

22. Laitteisto häiritsevän FID NMR-signaalin vaikutusten voittamiseksi estämään sen sekoittumisen halutun NMR-spinkai- kusignaalin kanssa, käsittäen mainittu laitteisto: a. elimet staattisen magneettikentän ylläpitämiseen pitkin NMR-kuvauskohteen ensimmäistä akselia; b. elimet selektiiviseen magnetointiin ensimmäisen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa mainitun kuvauskohteen taso-osan ydinspinien enemmistölle säteilyttämällä mainittua kuvauskohdetta selektiivisellä RF-pulssilla ensimmäisen magneettikenttägradienttipulssin läsnäollessa; tunnettu siitä, että mainittu laitteisto käsittää: 27 78987 c. elimet ainakin yhden vaihetta muuttavan magneettikenttä-gradienttipulssin syöttämiseen toista ennalta määrättyä aikaväliä varten pitkin mainitun kuvauskohteen toista akselia muuttamaan mainittujen magnetoitujen ydinspinien vaihetta; d. elimet mainitun kuvauskohteen säteilyttämiseen kolmannen aikavälin kuluessa 180° RF-pulssilla panemaan alulle mainittujen magnetoitujen ydinspinien uudelleenvaiheistus, minkä jälkeen luontaiset epätäydellisyydet mainitussa 180° RF-pulssissa aiheuttavat mainitun kuvauskohteen ydinspinien toiselle enemmistölle suuntauksen muutoksen muulla kuin 180° kulmalla verrattuna mainitun staattisen magneettikentän suuntaan, tuottaen viimemainitut ydinspinit kokonais-ydinmagnetointikomponentin poikittain mainitun staattisen magneettikentän suuntaan nähden, mikä komponentti tuottaa häiritsevän FID NMR-signaalin mainitun 180° RF-pulssin loputtua; e. elimet ainakin yhden kuvausgradientin syöttämiseen neljännen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa ollen sillä sama suunta kuin mainitulla vaiheenmuuttogradientilla siten, että ydinspinkaiku tuotetaan mainitulla mainittujen magne-toitujen ydinspinien uudelleenvaiheistuksella; f. elimet mainitun ydinspinkaikusignaalin keräämiseen mainitun kuvausgradientin läsnäollessa; ja g. elimet vaiheiden (b-f) toistamiseen muuttamalla mainittujen vuorottelevien selektiivisten RF-pulssien vaihetta 180°:11a tuottamaan 180° siirtymän vastaavassa spinkaiku-signaalissa siten, että mainitut vuorottelevat spinkaiku-signaalit vähennetään, vahvistuen mainitut spinkaikusig-naalit, kun taas mainitut häiritsevät FID-signaalit kumoutuvat.

23. Laitteisto epätäydellisten 180° RF-pulssien tuottamien häiritsevien FID NMR-signaalien vaikutusten voittamiseksi välttämään sekoittumisen FID-signaalin ja halutun NMR-spin-kaikusignaalin välillä, käsittäen mainittu laitteisto: a. elimet staattisen magneettikentän ylläpitämiseen pitkin NMR-kuvauskohteen ensimmäistä akselia; 28 78987 b. elimet mainitun kohteen säteilyttämiseen ensimmäisellä RF-pulssilla ensimmäisen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa magnetoimaan ensimmäinen enemmistö ydinspinejä mainitussa kohteessa; tunnettu siitä, että mainittu laitteisto käsittää: c. elimet mainitun kuvauskohteen säteilyttämiseen toisen aikavälin kuluessa 180° RF-pulssilla, jonka jälkeen luontaiset epätäydellisyydet mainitussa 180° RF-pulssissa aikaansaavat toisen enemmistön ydinspinejä mainitussa kuvauskohteessa muuttamaan suuntaustaan muulla kuin 180° kulmalla mainitun staattisen magneettikentän suuntaan nähden, tuottaen viimemainitut ydinspinit häiritsevän FID NMR-signaalin mainitun 180° RF-pulssin loppumisen jälkeen; d. elimet NMR-signaalin keräämiseen, joka muodostuu ydin-spinien mainitun ensimmäisen enemmistön tuottamasta ensimmäisestä komponentista ja ydinspinien mainitun toisen enemmistön tuottamasta toisesta komponentista kolmannessa ennalta määrätyssä aikavälissä seuraten mainitun 180° RF-pulssin syöttämistä; ja e. elimet vaiheiden (a-d) toistamiseen muuttamalla mainittujen vuorottelevien 180° RF-pulssien vaihetta tuottamaan 180° vaihesiirtymän mainitussa FID NMR-signaalissa, jonka tuottaa ydinspinien mainittu toinen enemmistö, siten, että kun mainitut kohteiden NMR-signaalit on lisätty, mainitut häiritsevät FID-signaalit kumoutuvat.

24. Laitteisto häiritsevän FID NMR-signaalin vaikutusten voittamiseksi välttämään sen sekoittumisen halutun NMR-spin- kaikusignaalin kanssa, käsittäen mainittu laitteisto: a. elimet staattisen magneettikentän ylläpitämiseen pitkin NMR-kuvauskohteen ensimmäistä akselia; b. elimet selektiiviseen magnetointiin ensimmäisen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa ydinspinien ensimmäiselle enemmistölle mainitun kuvauskohteen taso-osassa säteilyt-tämällä mainittua kuvauskohdetta selektiivisellä RF-puls- : silla ensimmäisen magneettikenttägradienttipulssin läsnä ollessa; 29 78987 tunnettu siitä, että mainittu laitteisto käsittää: c. elimet ainakin yhden vaiheenmuuttomagneettikenttägradient-tipulssin syöttämiseen toista ennalta määrättyä aikaväliä varten pitkin mainitun kuvauskohteen toista akselia muuttamaan mainittujen magnetoitujen ydinspinien vaiheet; d. elimet mainitun kuvauskohteen säteilyttämiseen kolmannen aikavälin kuluessa 180° RF-pulssilla panemaan alulle mainittujen magnetoitujen ydinspinien uudelleenvaiheistuksen, minkä jälkeen olennaiset epätäydellisyydet mainitussa 180° RF-pulssissa aikaansaavat ydinspinien toisen enemmistön mainitussa kuvauskohteessa muuttamaan suuntaustaan muulla kuin 180° kulmalla mainitun staattisen magneettikentän suuntaan nähden, tuottaen viimemainitut ydinspinit koko-naisydinmagnetointikomponentin poikittain mainitun staattisen magneettikentän suuntaan nähden, joka komponentti tuottaa häiritsevän FID NMR-signaalin mainitun 180° RF-pulssin päättymisen jälkeen; e. elimet ainakin yhden kuvausgradientin, jolla on sama suunta kuin mainitulla vaiheenmuuttogradientilla, syöttämiseen neljännen ennalta määrätyn aikavälin kuluessa siten, että ydinspinkaikusignaalin tuottaa mainittujen magnetoitujen ·· ydinspinien uudelleenvaiheistus; f. elimet mainitun spinkaikusignaalin keräämiseen mainitun kuvausgradientin läsnäollessa; ja g. elimet vaiheiden (a-d) toistamiseen muuttamalla vuorotelevien 180° RF-pulssien vaihetta 180° tuottamaan 180° siirtymän vastaavissa häiritsevissä FID-signaaleissa siten, että kun peräkkäiset spinkaikusignaalit on laskettu yhteen mainitut spinkaikusignaalit vahvistuvat, kun taas häiritsevät FID-signaalit kumoutuvat.

25. Patenttivaatimuksen 21, 22, 23 tai 24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vaiheessa (c) mainittu vai-heenmuutto on liitetty ydinspinvaiheenmuuttoon, jonka indusoivat luontaiset epähomogeenisuudet mainitussa staattisessa magneettikentässä ja vaiheessa (d) kolmas aikaväli seuraa aikavälillä £ mainitun selektiivisen RF-pulssin keskimääräistä esiintymistä, aloittamaan mainittujen ydinspinien 30 7 8 9 8 7 uudelleenvaiheistuksen ja vaiheessa (e) kuvausgradientti syötetään aikavälillä, joka on yhtä suuri kuin mainittu aikaväli X , seuraten mainittua 180° RF-pulssia ydinspinkaiku, jon-ka aiheuttaa ydinspinien, joiden vaihetta on muutettu viimeksi mainitulla vaiheenmuuttogradientilla, uudelleenvaiheistus, sattuu yhteen ydinspinkaiun esiintymisen kanssa, joka kaiku johtuu niiden ydinspinien vaiheenmuutosta, joiden vaihe on muutettu mainitun staattisen magneettikentän olennaisilla epähomogeenisuuksilla, ollen mainitut ydinspinkaiut tuotettu yhdistetyllä NMR-spinkaikusignaalilla.

26. Patenttivaatimusten 21, 22, 23 tai 24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu selektiivinen RF-pulssi käsittää 90° RF-pulssin.

27. Patenttivaatimusten 21, 22, 23 tai 24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu jaksolukuselektiivi-nen pulssi käsittää kantoaallon moduloituna signaalilla, jonka määrittää (sin bt)/bt, missä b on vakio ja t on aika.

28. Patenttivaatimusten 21, 22, 23 tai 24 mukainen laitteis-to, tunnettu siitä, että mainittu 90° RF-pulssi käsittää Gaussin amplitudimoduloidun kantoaallon.

29. Patenttivaatimusten 21, 22, 23 tai 24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että taso-osa sijaitsee poikittain mainitun kohteen mainittuun ensimmäiseen akseliin nähden.

30. Patenttivaatimusten 21, 22, 23 tai 24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu vaiheenmuuttogradi-entti vaiheessa (c) käsittää resultanttivaiheenmuuttogradien-tin kahden olennaisen vaiheenmuuttogradientin, jotka ovat keskenään kohtisuorassa, vektorisuunnasta ja jotka ovat samassa tasossa mainitun taso-osan kanssa, ollen mainitulla vaiheenmuuttogradientilla ennalta määrätyy suunta.

31. Patenttivaatimuksen 30 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että mainittu kuvausgradientti vaiheessa (e) on 3i 78987 resultanttiuudelleenvaiheistusgradientti kahden olennaisen uudelleenvaiheistusgradientin, jotka ovat keskenään kohtisuorassa, vektorisuunnasta ja jotka ovat samassa tasossa mainitun taso-osan kanssa, ollen mainituilla olennaisilla uudel-leenvaiheistusgradienteilla samat vastaavat suunnat mainitussa ohuessa tasolaatassa kuin mainituilla olennaisilla vai-heenmuuttogradienteilla, mainitulla olennaisella uudelleen-vaiheistusgradientilla on sama ennalta määrätty suunta kuin mainitulla resultanttivaiheenmuuttogradientilla.

32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että mainittu resultanttiuudelleenvaiheistusgradi-entti on valittu esittämään vakioamplitudia mainitun yhdistetyn NMR-spinkaikusignaalin keräysvaiheen aikana.

33. Patenttivaatimuksen 32 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että se käsittää vaiheiden (a-f) sarjantoistoeli-met mainittujen vaiheenmuutto- ja uudelleenvaiheistusgradi-enttien eri suunnille peittämään, kasvaen, ainakin 180° kaaren mainitun ohuen tasolaatan sisällä.

34. Patenttivaatimusten 21, 22, 23 tai 24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu vaiheenmuuttogradi-entti vaiheessa (c) käsittää resultantin vektorisuunnasta, joka muodostuu ensimmäisen ja toisen keskenään kohtisuoran gradientin, jotka ovat samassa tasossa mainitun tasolaatan kanssa, vektoriyhteenlaskusta, ollen mainittu ensimmäinen kohtisuora gradientti amplitudisäädettävä vaiheenmuutto ydin-spininformaatiota varten sen suunnassa.

35. Patenttivaatimuksen 34 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu kuvausgradientti on valittu samansuuntaiseksi toisen kohtisuoran gradientin kanssa.

36. Patenttivaatimuksen 34 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu kuvausgradientti vaiheessa (e) on valittu sellaiseksi, jolla on vakioamplitudi vaiheen o kestäessä keräten mainittua NMR-spinkaikusignaalia. 32 78987

37. Patenttivaatimuksen 36 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että se käsittää vaiheiden (a-g) sarjantoistoeli-met mainitun ensimmäisen poikittaisgradientin eri amplitudeille.

38. Patenttivaatimusten 21, 22, 23 tai 24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitun resultanttivaiheen-muuttogradientin aallonmuodon integraali ajan suhteen yli mainitun ensimmäisen aikavälin on valittu olemaan yhtä suuri mainitun resultanttikuvausgradientin aallonmuodon integraalin kanssa ajan suhteen yli aikavälin, joka on yhtä suuri aikavälin 2? kanssa. a

39. Patenttivaatimusten 21, 22, 23 tai 24 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitun toisen kohtisuoran gradientin aallonmuodon integraali ajan suhteen on valittu yhtä suureksi mainitun uudelleenvaiheistusgradientin vaiheessa (f) aallonmuodon integraalin kanssa ajan suhteen yli aikavälin, joka on yhtä suuri kuin aikaväli 't . S

40. Patenttivaatimusten 21, 22, 23 tai 24 mukainen laitteis-to, tunnettu siitä, että mainittu 180° RF-pulssi sisältää selektiivisen 180° RF-pulssin. 33 78987