NL1026428C2 - Werkwijze en inrichting voor verbeterde metabolietsignaalscheiding in MR-spectroscopie. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor verbeterde metabo- lietsignaalscheiding in MR-spectroscopie.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op MR-spectroscopie en meer in het bijzonder op een techniek, die in staat is metabolietsignalen af te zonderen voor een verbeterde klinische analyse.

5 Wanneer een substantie, zoals menselijk weefsel, aan een uni form magnetisch veld (polariserend veld B0) wordt onderworpen, trachten de individuele magnetische momenten van de spinnen in het weefsel zich uit te lijnen met dit polariserende veld, doch maken deze een precessiebeweging rond dit polariserende veld in willekeu-10 rige volgorde bij hun karakteristieke Larmor-frequentie. Indien de substantie of het weefsel aan een magnetisch veld (excitatieveld Βχ) , dat in het x-y vlak en nabij de Larmor-frequentie ligt, wordt onderworpen, kan het netto uitgelijnde moment of "longitudinale magnetisatie" Mz worden geroteerd of "gekanteld" naar het x-y vlak 15 om een netto dwarsmagnetisch moment Mt te produceren. Door de aangeslagen spinnen wordt een signaal uitgezonden nadat het excitatie-signaal Bi is beëindigd en dit uitgezonden signaal kan worden ontvangen en bewerkt om een beeld te vormen.

Wanneer deze signalen worden gebruikt om beelden te produce-20 ren, kunnen magnetisch-veldgradiënten (G*, Gy en Gz) worden toegepast. Het weer te geven gebied wordt typisch afgetast door middel van een reeks van meetcycli, waarin deze gradiënten variëren volgens de gebruikte bijzondere lokalisatiemethode. De resulterende reeks van ontvangen NMR-signalen wordt gedigitaliseerd en bewerkt 25 om het beeld onder gebruikmaking van één van vele algemeen bekende reconstructietechnieken te reconstrueren.

Het gebruik van kernmagnetische-resonantiebeeldvorming voor de bepaling van individuele chemische verbindingen staat bekend als MR-spectroscopie (MRS). Het onderliggende principe van MRS is, dat 30 atoomkernen worden omringd door een wolk van elektronen, die de kern slechts zeer gering van een extern magnetisch veld afschermt. Aangezien een structuur van de elektronenwolk specifiek is voor een individueel molecuul of individuele verbinding, is de sterkte van dit afschermeffect vervolgens ook een karakteristiek van de chemi- 1026428- - 2 - sche omgeving van individuele kernen. In het licht van het feit, dat de resonantiefrequentie evenredig is aan het magnetisch veld dat wordt ondervonden, kan de resonantiefrequentie niet alleen door het extern aangelegde veld doch ook door de door de elektronenwolk 5 gegenereerde kleine veldverschuiving worden bepaald. Deze verschuiving in frequentie wordt de chemische verschuiving genoemd. Er wordt opgemerkt, dat de chemische verschuiving een zeer klein effect is en gewoonlijk wordt uitgedrukt als "delen per miljoen" (ppm) van de hoofdfrequentie. Om de verschillende chemische elemen-10 ten te onderscheiden is het daarom noodzakelijk om zeer hoge niveaus van homogeniteit van het magnetische hoofdveld B<> te bereiken.

In de context van menselijke MRS, zijn twee kernen van bijzonder belang, H1 en P31. Proton-MR-spectroscopie wordt hoofdzakelijk toegepast in onderzoeken van de hersenen, waarbij prominente pieken 15 afkomstig zijn van bepaalde metabolieten. Fosfor 31 MR-spectrosco-pie detecteert verbindingen, die betrokken zijn bij energiemetabo-lisme in bepaalde aan membraansynthese en afbraak gerelateerde verbindingen. Metabolieten van bijzonder belang in MRS-onderzoeken bevatten natriumzout (Glu), glutamine (Gin), choline (Cho), Creatine 20 (Cre), N-acetylaspartaat (NAA) en de inositolen (ml en si).

Glu is de belangrijkste stimulerende neurotransmitter van het centrale zenuwstelsel. In de hersenen zijn Glu, Gin en Glu/Gln-en-zymen in compartimenten verdeeld binnen neuronen en gliacellen (as-trocyten). Tijdelijke toenamen in met neurotransmissie geassocieerd 25 extracellulair Glu (Gluo) zijn belangrijk voor normale hersenfunctie. Vanuit de synaptische ruimte wordt Glu0 gerecycled en door gliacellen eigen gemaakt en omgezet in Gin. Deze normale cyclus voorkomt dat natriumzout zich in het extracellulaire compartiment ophoopt, waarin het natriumzout zich bindt aan membraanreceptoren, 30 zoals N-methyl-D-aspartaat (NMDA) en ampakaïnaatproteïnen. Langdurige extracellulaire blootstelling aan hoog Gluo is echter toxisch. Een overmaat aan Gluo in de synaptische ruimte kan via NMDA-recepto-ren een toxische cascade triggeren, hetgeen leidt tot neuronale en niet-neuronale (oligodendrocyte) celafsterving als gevolg van over-35 matige ophoping van intracellulair calcium, hetgeen leidt tot productie van vrije radicalen en stikstofmonoxide alsmede vorming van apoptotische lichamen. Deze neurale excitotoxiciteitscascade kan een sleutelrol in een aantal neuro-degenererende ziekten hebben, waaronder MS, AD, ALS, HD, en als neveneffect in herseninfarct en 1026428- - 3 - hersentrauma. Zelfs glioma's bleken op natriumzoutantagonisten te reageren. Hoewel Glu0 waarschijnlijk beneden het door geheel-lichaam 3T MR-spectroscopie detecteerbaar niveau ligt, zijn intracellulaire concentraties van zowel Glu als Gin hoog genoeg voor MRS-detectie.

5 In conventionele protonspectra worden de overlappende signalen van Glu en Gin eenvoudig gemeten als totaal Glu + Gin (Glx). Enkele onderzoeken hebben toenamen in Glx voor heftige abnormalteiten, zoals hypoxische encefalopathie, acute MS-lesies, HD, ALS en bepaalde tumoren laten zien. Afnamen in het Glx-signaal zijn eveneens gerap-10 porteerd. Glx meet echter geen veranderingen in Glu/Gln-status en het is daardoor onwaarschijnlijk, dat Glx een adequate merker voor minder heftige veranderingen in intracellulaire toestanden is, welke veranderingen toestanden van toxische Glu0 doen ontstaan of vergezellen. Spectrale overlapping van Gin, Glu, NAA en ml maken 15 het moeilijk om op betrouwbare wijze Glu en Gin afzonderlijk uit conventionele spectra te halen.

Het zou daarom gunstig zijn om een techniek te hebben om verbeterde in vivo spectroscopische meting van metabolieten, zoals na-triumzout, glutamine, choline, creatine, N-acetylaspartaat en de 20 inositolen, te verschaffen.

De uitvinding lost de voornoemde nadelen in MR-spectroscopie van metabolieten op door het variëren van de echotijd over de ver-wervingsafmetingen, zodat overlapping van verschillende metaboliet-signalen aanzienlijk wordt verminderd. Deze techniek verschaft 25 daardoor verbeterde in vivo spectroscopische meting van metabolieten, zoals natriumzout (Glu), glutamine (Gin), choline (Cho), creatine (Cre), N-acetylaspartaat (NAA) en de inositolen (ml en si).

Bij toepassing verschaft de techniek directe meting van Glu en Gin bij spectroscopie van de hersenen van de mens door middel van het 30 aanzienlijk verminderen van de overlapping van de van deze metabolieten afkomstige resulterende signalen, alsmede van andere moleculen, zoals GABA, glutathion en macro-moleculaire componenten, afkomstige signalen.

Volgens één aspect van de uitvinding is een werkwijze van MR-35 spectroscopie geopenbaard, welke werkwijze overlapping van van metabolieten afkomstige signalen verminderd. De techniek bevat het bepalen van een aantal echotijden over een TE-gemiddelde dimensie, het bepalen van een aantal gegevensverwervingspunten, en het in duur variëren van een echotijd van één gegevensverwerving naar een f026428- - 4 - andere over de TE-gemiddelde dimensie op basis van het aantal gege-vensverwervingspunten. Deze techniek is effectief in het detecteren van de ruimtelijke verdeling van metabolietsignalen om metaboliet-signalen voor klinische analyse af te zonderen.

5 Volgens een ander aspect van de uitvinding is een inrichting voor het verwerven van MR-spectroscopiebeelden, die metabolieton-derscheiding hebben, geopenbaard. De inrichting bevat een MRI-sys-teem met een aantal rond een boring van een magneet gepositioneerde gradiëntspoelen om een polariserend magnetisch veld aan te leggen. 10 Een RF-zendontvangersysteem en een RF-schakelaar worden door een pulsmoduul bestuurd om RF-signalen naar en van een RF-spoelsamen-stel te zenden respectievelijk te ontvangen om MR-beelden te verwerven. De MRI-inrichting bevat ook een computer, die is geprogrammeerd om een gewenste gemiddelde echotijd voor een verwervingsdi-15 mensie en een gewenst aantal verwervingspunten te ontvangen. Een variantie van echotijd tot een andere kan vervolgens worden bepaald. Dit systeem past vervolgens een pulsreeks met verschillende echotijden toe, hoewel niet elke echotijd verschillend behoeft te zijn. Gegevens worden verworven in een beeld, dat met een verbeter-20 de metabolietsignaalscheiding wordt gereconstrueerd, welke verbeterde metabolietsignaalscheiding het gevolg is van de verschillende echotijden.

Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is een computerprogramma geopenbaard, dat een reeks van instructies heeft, 25 welke reeks van instructies bij uitvoeren door een computer de computer een pulsreeks doet leveren, welke pulsreeks een aantal gege-vensverwervingsechotijden heeft, welke zijn gemiddeld over een ver-wervingsperiode, waarbij ten minste drie echotijden verschillend van lengte zijn. Het programma bevat ook instructies om een MR-30 beeld te reconstrueren, waarbij het MR-beeld onderscheiding tussen verschillende metabolietsignalen heeft.

Verschillende andere kenmerken, doelen en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende gedetailleerde beschrijving en de tekeningen.

35 De tekeningen tonen één op dit moment beoogde voorkeursuit voeringsvorm voor het uitvoeren van de uitvinding.

In de tekeningen is: fig. 1 een blokschema van een MR-beeldvormingssysteem voor gebruik bij de uitvinding; 1026428- - 5 - fig. 2 een schematische representatie van een gedeelte van een pulsreeks en gegevensverwervingsschema, dat in het systeem van fig. 1 volgens één uitvoeringsvorm van de uitvinding kan worden uitgevoerd; 5 fig. 3 een grafische representatie van verschillende metabo- lieten versus frequentie, welke representatie resultaten van een conventioneel MR-spectroscopieonderzoek weergeeft; fig. 4 een grafische representatie, soortgelijk aan die van fig. 3, die de resultaten van de in een MR-spectroscopieonderzoek 10 uitgevoerde pulsreeks van fig. 2 toont.

Onder verwijzing naar fig. 1, zijn de hoofdcomponenten van een de voorkeur verdienend magnetische-resonantiebeeldvorming(MRI)-systeem 10, dat de uitvinding belichaamt, weergegeven. De werking van het systeem wordt door een bedienerconsole 12 bestuurd, welke 15 console een toetsenbord of andere invoerinrichting 13, een stuurpa-neel 14 en een weergavescherm 16 bevat. Het console 12 communiceert via een verbinding 18 met een afzonderlijk computersysteem 20, dat een bediener in staat stelt om de productie en weergave van beelden op het weergavescherm 16 te besturen. Het computersysteem 20 bevat 20 een aantal modules, die via een moederbord 20a met elkaar communiceren. Deze modules bevatten een beeldprocessormoduul 22, een CPU-moduul 24 en een geheugenmoduul 26, dat in de techniek bekend staat als een framebuffer voor het opslaan van beeldgegevensarrays. Het computersysteem 20 is verbonden met een schijfopslag 28 en tape-25 station 30 voor opslag van beeldgegevens en programma's, en communiceert via een snelle seriële verbinding 34 met een afzonderlijke systeembesturing 32. De invoerinrichting 13 kan een muis, stuur-knuppel, toetsenbord, draaibol, aanraking-geactiveerd scherm, lichtleespen, stembesturing of elke soortgelijke of equivalente 30 invoerinrichting bevatten, en kan worden toegepast voor interactief geometrievoorschrift.

De systeembesturing 32 bevat een reeks van door middel van een moederbord 32a met elkaar verbonden modules. Deze modules bevatten een CPU-moduul 36 en een pulsgeneratormoduul 38, dat via een 35 seriële verbinding 40 met het bedienerconsole 12 is verbonden. Via de verbinding 40 ontvangt de systeembesturing 32 commando's van de bediener om de uit te voeren aftastreeks aan te geven. Het pulsgeneratormoduul 38 bestuurt de systeemcomponenten om de gewenste aftastreeks uit te voeren en produceert gegevens, die de tijdsbepa- 1026428- - 6 - ling, sterkte en vorm van de geproduceerde RF-pulsen, en de tijdsbepaling en lengte van het gegevensverwervingsvenster aangeven. Het pulsgeneratormoduul 38 is verbonden met een reeks van gradiëntver-sterkers 42 om de tijdsbepaling en de vorm van de gradiëntpulsen, 5 die tijdens de aftasting worden geproduceerd, aan te geven. Het pulsgeneratormoduul 38 kan ook van een fysiologische-verwervingsbe-sturing 44 afkomstige patiëntgegevens ontvangen, welke besturing van een aantal verschillende sensoren, die met de patiënt zijn verbonden, afkomstige signalen ontvangt, zoals van op de patiënt be-10 vestigde elektroden afkomstige ECG-signalen. Ten slotte is het pulsgeneratormoduul 38 verbonden met een aftastkamer-koppelings-schakeling 46, die signalen ontvangt van verschillende met de toestand van de patiënt en het magneetsysteem geassocieerde sensoren. Via de aftastkamer-koppelingsschakeling 46 ontvangt een patiëntpo-15 sitioneringssysteem 48 commando's om de patiënt naar de gewenste positie voor de aftasting te bewegen.

De door het pulsgeneratormoduul 38 geproduceerde gradiënt-golfvormen worden toegevoerd aan het gradiëntversterkersysteem 42, dat Gx, Gy en G„ versterkers heeft. Elke gradiëntversterker activeert 20 een corresponderende fysieke gradiëntspoel in een gradiëntspoelsa-menstel, dat in het algemeen met 50 is aangeduid, om de voor het ruimtelijk coderen van verworven signalen gebruikte magnetisch-veldgradiënten te produceren. Het gradiëntspoelsamenstel 50 vormt een deel van een magneetsamenstel 52, dat een polariserende magneet 25 54 en een geheel-lichaam RF-spoel 56 bevat. Een zendontvangermoduul 58 in de systeembesturing 32 produceert pulsen, die door een RF-versterker 60 worden versterkt en door een zend/ontvangstschakelaar 62 aan de RF-spoel 56 worden toegevoerd. De door de aangeslagen kernen in de patiënt uitgezonden resulterende signalen kunnen door 30 dezelfde RF-spoel 56 worden gedetecteerd en via de zend/ontvangstschakelaar 62 aan een voorversterker 64 worden toegevoerd. De versterkte MR-signalen worden gedemoduleerd, gefilterd en gedigitaliseerd in de ontvangersectie van de zendontvanger 58. De zend/ontvangstschakelaar 62 wordt bestuurd door een van het pulsge-35 neratormoduul 38 afkomstig signaal om tijdens de zendmodus de RF-versterker 60 elektrisch met de spoel 56 te verbinden en om tijdens de ontvangstmodus de voorversterker 64 met de spoel 56 te verbinden. De zend/ontvangstschakelaar 62 kan het eveneens mogelijk maken 102Θ428- - 7 - een gescheiden RF-spoel (bijvoorbeeld een oppervlaktespoel) te gebruiken in de zend- of ontvangstmodus.

De door de RF-spoel 56 opgepikte MR-signalen worden door het zendontvangermoduul 58 gedigitaliseerd en aan een geheugenmoduul 66 5 in de systeembesturing 32 overgedragen. Een aftasting is voltooid wanneer een array van ruwe k-ruimtegegevens in het geheugenmoduul 66 is verworven. Deze ruwe k-ruimtegegevens worden in gescheiden k-ruimtegegevensarrays voor elk te reconstrueren beeld opnieuw gerangschikt, en deze arrays worden elk in een arrayprocessor 68 in-10 gevoerd, welke arrayprocessor is ingericht om de gegevens Fourier te transformeren tot een array van beeldgegevens. Deze beeldgege-vens worden via de seriële verbinding 34 naar het computersysteem 20 getransporteerd, in welk computersysteem deze beeldgegevens in een geheugen, zoals schijfopslag 28, worden opgeslagen. In reactie 15 op van het bedienerconsole 12 ontvangen commando’s kunnen deze beeldgegevens in een lange-termijnopslag, zoals het tapestation 30, worden gearchiveerd of kunnen deze beeldgegevens verder worden bewerkt door de beeldprocessor 22 en getransporteerd naar het bedienerconsole 12 en weergegeven op de weergave 16.

20 De uitvinding bevat een werkwijze en een systeem geschikt voor gebruik bij het hierboven vermelde MR-systeem of elk soortgelijk of equivalent systeem voor het verkrijgen van MR-beelden.

De uitvinding bevat een techniek, die verbeterde in vivo spectroscopische meting van metabolieten verschaft, die signaal-25 overlapping van de metabolieten van belang vermindert. In het algemeen bevat de uitvinding het bepalen van een aantal verschillende echotijden over een TE-gemiddelde dimensie en het bepalen van een aantal gegevensverwervingspunten. De echotijd TE wordt in duur gevarieerd van één gegevensverwerving tot een andere over de TE-ge-30 middelde dimensie op basis van het aantal gegevensverwervingspunten. Na verwerving van gegevens worden de gegevens vervolgens gemiddeld op basis van het aantal verschillende echotijden. Op deze wijze wordt een aanzienlijke vermindering van een overlapping van signalen afkomstig van metabolieten van belang verkregen in de TE-35 gemiddelde gegevens, waardoor de detectie van ruimtelijke verdeling van metabolietsignalen mogelijk is om metabolietsignalen voor klinische analyse af te zonderen. Deze techniek van TE-middeling kan ook worden bewerkstelligd onder gebruikmaking van een FFT in de TE-middelingsdimensie en onttrekking van nul-frequentiespectrum.

1026428- - 8 -

De uitvinding is geïmplementeerd in een systeem, zoals het onder verwijzing naar fig. 1 beschreven systeem, waarin de bewer-kingscomputer is geprogrammeerd om een beginechotijd en een gewenste periode van echotijd voor een verwervingsdimensie te ontvan-5 gen. Een gewenst aantal verwervingspunten wordt bepaald alsmede een variantie van één echotijd tot een andere. Een pulsreeks met verschillende echotijden wordt vervolgens toegepast om gegevens te verwerven en een spectrum of spectraal beeld met verbeterde metabo-lietsignaalscheiding te reconstrueren. Als alternatief kan de pe-10 riode van bij TE-middeling gebruikte echotijden als een opsomming worden verschaft.

De uitvinding is eveneens geïmplementeerd in een computerprogramma, dat op een door een computer leesbaar opslagmedium is opgeslagen, welk computerprogramma bij uitvoering door een computer de 15 computer een pulsreeks met een aantal gegevensverwervingsechotij-den, die over een verwervingsperiode zijn gemiddeld, doet leveren, waarbij ten minste drie van deze echotijden verschillend van duur zijn. Een MR-beeld met onderscheiding tussen verschillende metabo-lietsignalen wordt vervolgens gereconstrueerd.

20 In een voorkeursuitvoeringsvorm, zoals weergegeven in fig. 2, is een pulsreeks 100 voor drie frames 103, 104 en 206 weergegeven, waarin een variantie van één echotijd (TE) tot een andere is gefixeerd over de verwervingsdimensie. De echotijden worden geïncre-menteerd met de vaste variantie vanaf een nominale waarde, zoals de 25 in Frame 102 weergegeven waarde, tot die van Frame 104, en vervolgens tot die van Frame 106, enz. Elke framereeks bevat een RF-exci-tatiepuls 108, gevolgd door een stel RF-herfocusseringspulsen 110, welk stel een eerste RF-herfocusseringspuls 112 bevat, welke puls voor elk frame in hoofdzaak dezelfde is. De eerste RF-herfocusse-30 ringspuls 112 wordt beëindigd op een tijdstip tel vanaf de excita-tiepuls 108 en wordt gevolgd door een tweede RF-herfocusseringspuls 114 op een tijdstip TEo/2. Deze combinatie van RF-pulsen genereert een op TE0-tel gecentreerde echo 116 volgend op de RF-puls 114. Zoals in de voorbeeldtechniek 100 aangegeven, is de totale echotijd 35 van Frame 102, aangeduid met TEo, de tijd vanaf de RF-excitatiepuls 108 tot de echo 116. Deze tijd wordt verlengd of geïncrementeerd met 2Δ in Frame 104, zodat de totale echotijd van Frame 104 ΤΕ0+2Δ is, en wordt voor Frame 106 nogmaals met 2Δ geïncrementeerd voor een totale echotijd van ΤΕ0+4Δ. In het algemeen is de totale echo- 1026428- Λ - 9 - tijd voor Frame n dan ΤΕ0+2(η-1)Δ. Zoals de vakman eenvoudig zal onderkennen, zal voor 3D-volumeselectie de hiervoor genoemde reeks worden vergezeld door drie onderling orthogonale gradiëntpulsen voor elk frame. In dit geval wordt een dubbele-spinecho(PRESS)ver-5 wervingsschema gebruikt.

Er bestaan vele manieren om de echotijden te variëren. Het incrementeren met een vast increment is slechts één voorbeeld en is de huidige voorkeursuitvoering. Op equivalente wijze kunnen de echotijden met een niet-vaste hoeveelheid worden gevarieerd en/of 10 kunnen eveneens worden gedecrementeerd. Deze en andere technieken worden beoogd binnen het kader van de uitvinding te liggen.

Een bijzondere toepassing van de hiervoor genoemde spectro-scopietechniek is voor geautomatiseerde in vivo detectie van na-triumzout (Glu) en glutamine (Gin). Zoals hiervoor is beschreven, 15 overlappen de van Gin en Glu afkomstige signalen elkaar en overlappen deze signalen met de van andere moleculen, zoals NAA en ml, afkomstige signalen, zoals is weergegeven in fig. 3. De grafiek van fig. 3 toont de spectra, die onder gebruikmaking van een conventioneel verwervingsschema, bekend als PRESS, zijn verworven met een TE 20 van 35, TR van 2000 in een 3T-scanner. Typische in vivo gegevens 130 zijn weergegeven bovenaan de schaal en individuele chemische responsies zijn daaronder weergegeven voor NAA 132, Glu 134, Gin 136 en ml 138. Zoals in de twee gebieden van belang 140 en 142 is aangegeven, treedt een aanzienlijke spectrale overlapping tussen de 25 metabolietsignalen op, waardoor het uiterst moeilijk is om afzonderlijke metabolietsignalen te kwantificeren. Bij veldsterkten, die gewoonlijk voor klinische MR-spectroscopie (1,5T en 3,0T) worden gebruikt, worden zelfs bekende kennisaanpassingsprogramma's gedwongen om een som van Glu + Gin (Glx) aan te passen om deze niveaus te 30 bepalen. Volgens recent onderzoek van de excitotoxiciteitsgebeurte-nissen, die met een verschuiving in Glu:Gin zijn verbonden, zou het gunstig zijn om zowel Glu als Gin te meten, in plaats van een som van deze componenten, welke som gebruikelijk met Glx wordt aangeduid.

35 Het implementeren van het hiervoor genoemde schema voorziet in directe meting van Glu en Gin in spectra van de menselijke hersenen bij 3T, zoals weergegeven in fig. 4. Overeenkomstig fig. 3 toont fig. 4 verschillende metabolietspectra. Gelijke verwijzings-cijfers worden gebruikt om overeenkomstige signalen aan te duiden.

1029428- - 10 -

Met de implementatie van de uitvinding wordt echter een significante signaaldifferentiatie verkregen, zoals is weergegeven in de twee gebieden van belang 144 en 146. Door middel van het incrementeren van TE vanaf een nominale minimale waarde van ongeveer 30 ms tot 5 ten minste 115 ms vereenvoudigt TE-middeling de spectrale patronen voor NAA 132, Glu 134, Gin 136 en ml 138. Zoals aangegeven in de gebieden van belang 144 en 146, wordt het in 146 verworven Glu-sig-naal eenvoudig afgetrokken van het in 144 verworven signaal om een meting van Gin te verschaffen. Er wordt eveneens beoogd, dat even-10 eens grotere en/of niet-lineaire stappen in de tl-dimensie kunnen worden gebruikt, in het bijzonder in conventionele MRSI, waarbij de bemonsteringstijd wordt gedomineerd door k-ruimtecodering.

Het gebruik van deze TE-gemiddelde techniek met PRESS verschaft voldoende resolutie voor verbeterde kwantificatie bij 3T en 15 daarboven, voor de weefselniveaus van verschillende metabolieten, in het bijzonder Glu, Gin, ml, NAtot/ Cho en Cre. Gegeven de variatie van T2 over een normale populatie, kan het echter gunstig zijn om T2 afzonderlijk uit de gegevens te berekenen, voorafgaande aan TE-middeling voor absolute kwantificatie.

20 Hoewel uitstekende gegevens werden verworven door middel van het middelen van TE vanaf 35 ms tot 395 ms, in 128 stappen van 2,5 ms en NEX van 2, en TR van 2 sec., wordt er bovendien opgemerkt, dat in hoofdzaak equivalente gegevens werden verworven in 64 stappen van 2,5 ms middeling van TE vanaf 35 ms tot 195 ms, 2 NEX 25 en 2 sec. TR en bijvoorbeeld ook 16 stappen van 10 ms middeling over dezelfde periode van TE.

Deze techniek verschaft geoptimaliseerde spectra voor kwantitatieve meting van metabolieten, die een goede basislijn en voldoende resolutie bij relatief korte effectieve TE-waarden en met 30 relatief weinig punten in tl verschaft.

Om metabolietniveaus onafhankelijk van T2-variabiliteit in een gegeven subject te bepalen, indien voorafgaande aan TE-middeling, wordt T2-relaxatie en geschat signaal bij TE = 0 bepaald, waarbij deze gegevens tezamen met een standaardfantoom kunnen worden ge-35 bruikt om onafhankelijke metabolietniveaus te verschaffen. Dergelijke fantomen bevatten het GE MRS HD fantoom van GE Medical Systems, Waukesha, WI, onderdeel/model nr. 2152220.

Er wordt eveneens beoogd, dat elk frame van TE-gegevens in fase gecorrigeerd kan worden onder gebruikmaking van een residuwa- 1026428- - 11 - tersignaal en bovendien kan een waterreferentiepunt zijn opgenomen om frequentie- en fasefouten te corrigeren. Waterreferentie kan ook een TE-gemiddeld frame van ononderdrukte gegevens bevatten.

De uitvinding is beschreven in termen van de voorkeursuitvoe-5 ringsvorm en er wordt onderkend, dat equivalenten, alternatieven en modificaties naast de uitdrukkelijk vermelde equivalenten, alternatieven en modificaties mogelijk zijn en dat deze binnen het kader van de bijgevoegde conclusies liggen.

1026428-

Claims (10)

1. Werkwijze van MR-spectroscopie om overlap van van metabo-lieten afkomstige signalen te reduceren, omvattende de stappen van: het bepalen van een aantal verschillende echotijden (TE); het verwerven van gegevens tijdens het aantal verschillende 5 echotijden; het middelen van de verworven gegevens; en het detecteren van een ruimtelijke verdeling van metaboliet-signalen om metabolietsignalen voor klinische analyse uit de gemiddelde gegevens af te zonderen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de stap van het mid delen van de verworven gegevens omvat: het bepalen van een beginechotijd (TE0) ; het bepalen van een aantal gegevensverwervingspunten; het in duur variëren van een echotijd (TE) van gegevensver- 15 werving tot gegevensverwerving over de TE-gemiddelde dimensie op basis van het aantal gegevensverwervingspunten en de beginechotijd TE0; het accumuleren van de verworven gegevens voor het aantal verschillende echotijden; en 20 het door het aantal gegevensverwervingspunten delen van de geaccumuleerde gegevens.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, verder omvattende het incrementeren van de echotijd van één gegevensverwerving naar een volgende.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin de incrementen li neair zijn en derhalve omgekeerd evenredig aan tl-bandbreedte.

5. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, verder omvattende het verschaffen van signaalscheiding voor Glu(134) en Glu(134) + Gin(136).

6. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin de echotijd incre- menteel is vanaf een minimale waarde tot ten minste 115 ms.

7. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, verder omvattende het detecteren van een ruimtelijke verdeling voor een gespecificeerde therapie: 35 het reconstrueren van een beeld van een moleculaire structuur voor de gespecificeerde therapie; en 1026428- » - 13 - het op basis van het gereconstrueerde beeld aanpassen van een dosis voor de gespecificeerde therapie.

8. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarin het aantal gegevensverwervingspunten varieert van ongeveer 7 tot 5 128 en waarin de echotijd wordt geïncrementeerd beginnend bij ongeveer 30 ms.

9. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, verder omvattende het toepassen van een dubbele-spinechoverwervingsreeks voor volumeselectie.

10. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, ver der omvattende het berekenen van absolute weefselsignaalniveaus van metabolieten. i 1026428-