NL8400699A

NL8400699A - Werkwijze voor het verminderen van artefacten bij het met behulp van fourier-zeugmatografie bepalen van beelden.

Info

Publication number: NL8400699A
Application number: NL8400699A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1984-03-05
Filing date: 1984-03-05
Publication date: 1985-10-01
Also published as: JPS60205341A; IL74509A0; IL74509A; CA1254943A; EP0155052A1; DE3571078D1; JPH0576296B2; US4682110A; EP0155052B1

Description

* * EHN 10970 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Wsrkwijze voor het verminderen van artefacten bij het net behulp van Fourier-Zeugmatografie bepalen van beelden.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bepalen van een kemmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam, waarbij in een eerste richting een stationair, homogeen magneetveld wordt opgewekt, waarin het lichaam zich. bevindt, en 5 a) een hoog-frequent electrcmagnetische puls wordt opgewekt, waarvan de magnetische veldrichting loodrecht qp de veldrichting van bet homogeen magneetveld is gericht voor het in een cm de eerste veldrichting precederende beweging brengen van de magnetisatie van kernen in het lichaam, waarbij een resonantiesignaal wordt opgewekt, 10 b) waarna gedurende de voorbereidingstijd ten minste een gradientmagneet-veld wordt aangelegd, waarvan de veldrichting met de eerste richting samenvalt, c) waarna een aantal (n) signaalmonsters wordt genomen gedurende een meettijd, 15 d) waarna telkens na een wachttijd een meetcyclus met de stappen a), b) en c) een aantal malen (n*) worden herhaald, waarbij de integraal van de sterkte van ten minste een gradientveld over de voorbereidingstijd telkens een verschillende waarde heeft, voor het verkrijgen van (n') rijen van (n) signaalmonsters in een matrix, waaruit na Fouriertransfor- 20 matie ervan een beeld van de verdeling van de geïnduceerde kernmagne-tisatie wordt bepaald.

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het bepalen van de kernmagnetisatieverdeling in een deel van het lichaam, welke inrichting bevat : 25 a) middelen voor het opwekken van een stationair homogeen magneetveld, b) middelen voor het opwekken van een hoog-frequent electrcmagnetische straling, c) middelen voor het oprekken van ten minste een eerste en een tweede gradientmagneetveld, waarvan de gradientrichtingen loodrecht op 30 elkaar zijn gericht, d) bemonsteringsmiddelen voor het bemonsteren gedurende een meettijd van een met de onder a) en b) genoemde middelen opgewekt resonantiesignaal na conditionering van het resonantiesignaal gedurerde een 8400699 PHN 10970 2 * 4 l· r voorbereidingstijd met ten minste een met de onder c) genoemde middelen opgewekt gradientveld, e) verwerkingsmiddelen voor het verwerken van de door de bemonster ings-middelen geleverde signalen, en 5 f) besturingsmiddelen voor het besturen van ten minste de onder b) tot en met e) genoemde middelen voor het opwekken, conditioneren, bemonsteren en verwerken van een aantal resonantiesignalen, waarbij elk resonantiesignaal steeds in een voorbereidingstijd wordt geconditioneerd, waarbij de besturingsmiddelen aan onder c) genoemde middelen 10 stuursignalen toevoeren voor het instellen van de sterkte en/of tijdsduur van ten minste een gradientmagneetveld, waarbij telkens naëLke wachttijd de integraal van de sterkte over de tijdsduur van ten minste een gradientmagneetveld verschillend is.

Onder het begrip kernmagnetisatieverdeling dient zowel de 15 kernspindichtheidsverdeling, een stroomsnelheidsverdeling, een relaxatietijd T.j, T2 verdeling als ook een kernspinresonantie-frequentiespectrum-verdeling (N.M.R. plaatsafhankelijke spectroscopie),enz. te worden verstaan.

Een dergelijke werkwijze (ook wel Fourierzeugmatografie 20 genoemd) en inrichting zijn bekend uit de Duitse octrooiaanvrage DE-OS 26.11.497. Bij een dergelijke werkwijze wordt ëen te onderzoeken lichaam aan een sterk, stationair homogeen magneetveld Bo onderworpen, waarvan de veldrichting samenvalt met bijvoorbeeld de z-as van een carthesis (x, y, z) coördinatenstelsel. Met het stationair magneetveld Bo wordt 25 een kleine polarisatie van de in het lichaam aanwezige kernspins verkregen en wordt de mogelijkheid geschapen om kernspins een precessiebeweging om de richting van het magneetveld Bo te laten maken. Na het aanleggen van het magneetveld Bo wordt een bij voorkeur 90°-impuls van een hoogfrequente electramagnetische straling opgewekt, (met een hoek-frequentie 30 Bo, waarin ^ de gyramagnetische verhouding en Bo de sterkte van het magneetveld is), die de magnetisatierichting van in het lichaam aanwezige kernen over een hoek (90°) draait. Na het beëindigen van de 90°-impuls zullen de kernspins gaan precederen rond de veldrichting van het magneetveld Bo en een resonantiesignaal opwekken (FID-signaal). Met 35 behulp van de gradientmagneetvelden G , G , G , waarvan de veldrichting x y z samenvalt met die van het magneetveld Bo, is het mogelijk een totaal magneetveld B = Bo + G . x + G_ . y + G . z op te wekken, waarvan de λ y z · sterkte plaatsafhankelijk is, omdat de sterkte van de gradientmagneetvelden 8400691 • * » PHN 10970 3 G , G , G een gradient heeft in respectievelijk de x, y en z-richting. x y 2 o

Er wordt na de 90 -impuls een veld G gedurende een tijd Λ t/ aangelegd en daarna een veld G gedurende een tijd t^, waardoor de precessiebeweging van de geëxciteerde kernspins plaatsafhankelijk wordt _ beïnvloed. Na deze voorbereidingsfase (dus na t + t ) wordt een veld G o x y 2 aangelegd en wordt het FID signaal (in feite de scrn van alle magnetisa- ties van de kernen) gedurende een tijd t op N meetmomenten bemonsterd.

De hiervoor beschreven meetprocedure wordt dan vervolgens 1 x m maal herhaald/ waarbij voor t en/of t steeds verschillende waarden worden x y 10 genomen. Hierdoor verkrijgt men (Nz x m x 1) signaalmonsters/ die de informatie overdëmagnetisatieverdeling in een deel van het lichaam in de x, y, z ruimte bevatten. De 1 x m gemeten N signaalmonsters warden telkens in een geheugen opgeslagen (cp N x m x 1 geheugenplaatsen), waarna door een 3-D Fcuriertransformatie van de bemonsteringssignalen · 1g van de FID-signalen een beeld van de kemmagnetisatieverdeling wordt verkregen. Het is natuurlijk ook mogelijk cm met behulp van selectieve excitatie slechts het FID signaal van kernspins in een (willekeurig in oriëntatie te kiezen) 2-dimensionaal vlak op te wekken, zodat dan bijvoorbeeld slechts m maal een FID-signaal behoeft te worden opgewekt om 2£J via een 3-dimensionale Fouriertransformatie een beeld van de magnetisatie- verdeling inixN punten in het gekozen vlak te verkrijgen.

2

Met de hiervoor beschreven werkwijze wordt een kemspindicht heidsverdeling in een 2-D vlak of 3-D volume bepaald, ifet eenzelfde werkwijze is het mogelijk cm bijvoorbeeld per beeldelement in een vlak of 25 volumen een frequentiespectrum te bepalen, dat de metabolische (chemische) toestand van de materie in dat beeldelement weergeeft. Hiervoor dient men bijvoorbeeld tijdens de meettijd geen gradientveld aan te zetten en tijdens de voorbereidingstijd 1, 2 of 3 gradientvelden. Met dergelijke werkwijze wordt een 2, 3 Of 4 dimensionale matrix met signaalmonsters ge-3Q vuld, die na een 2-D, 3D of 4D Fouriertransformatie in plaatsafhankelijke frequentiespectra wordt omgezet, waarbij de plaatsafhankelijkheid dan in 1, 2 of 3 dimensies is (bijvoorbeeld x, of x,y of x,y,z).

De beelden van de kernmagnetisatieverdeling, die zijn verkregen via de in de voorgaande paragrafen beschreven 2-multi of 3-dimensionale NMR 3S Fourierzeugmatografie, zijn helaas behept met artefacten, die de in het NMR beeld aanwezige informatie verstaren of zelfs (gedeeltelijk) te niet doen. De NMR beelden worden verkregen door een 2-D of 3-D Fourier-transfcrmatie toe te passen qp de gemeten gsdemoduleerde resonantiesignalen, 8400699 ' < r 6 PHN 10970 4 die bestaan uit laagfrequent signalen met een frequentie f, die liggen in een gebied 0 f ^ . De beeldartefacten zijn veelal te wijten aan ongewenste signalen in dit frequentiegebeid. Een eerste artefact uit zich als een beeldpunt in een centrum-van het beeld met een afwijkende 5 intensiteit en ontstaat door off-set spanningen en dergelijke. Een verder artefact is een tveede beeld,· dat over het eerste beeld heen ligt. Dergelijke artefacten treden op bij gebruik van niet exacte 180°-pulsen, die bij het uitvoeren van zogenaamde spinechotechnieken worden toegepast. De veroorzakers van de artefacten worden verderop met coherente stoor-10 signalen aangeduid. Tengevolge van deze coherende stoorsignalen liggen in feite twee soorten informatie door elkaar, hetgeen uitermate hinderlijk en ongewenst, is. Een oplossing voor het wegnemen van artefacten is het dubbel meten van elk signaalmonster in de matrix, waarbij de excitatie van het resonantiesignaal bij de eerste meting tegengesteld is aan die bij 15 de tweede meting. Het optellen van de twee signaalmonsters compenseert de optredende fouten en reduceert de artefacten. Een dergelijke oplossing vraagt echter een tweemaal zo lange meettijd,hetgeen ongewenst is.

De uitvinding heeft tot doel cm in een werkwijze en in een inrichting te voorzien waarmee NMR beelden worden gemaakt, die (ook bij 20 toepassing van spin-echo NMR technieken) niet door artefacten worden verstoord, waarbij de voor het nemen van de signaalmonsters nodige tijd niet langer is dan bij de bekende werkwi j ze en inrichtingen, waar bij de artefacten niet worden vermeden.

Een werkwijze volgens de uitvinding heeft daartoe tot kenmerk, 25 dat het resonantiesignaal in de verschillende, met betrekking tot de waarde van de integraal van de sterkte van het gradientveld over de voorbereidingstijd elkaar opvolgende meetcycli alternerend wordt geëxciteerd, en dat voor Fouriertransformatie van in kolommen van de matrix aanwezige waarden hetzij de in de oneven rijen hetzij in de even rijen aanwezige 30 waarden worden geïnverteerd.

Met de voorgestelde werkwijze wordt het volgende bereikt : De tijdens de meetcycli verkregen signaalmonsters worden in een matrix opgeslagen, waarbij de rijpositie (het rij indexnummer) van het in een rij op te slaan aantal (n) signaalmonsters wordt bepaald door de volgorde 35 van waarden van de integraal van de sterkte van het gradientmagneetveld over de voorbereidingstijd in de verschillende meetcycli. Een coherent stoorsignaal , bijvoorbeeld een off-set signaal, dat door de voor het detekteren en bemonsteren van het resonantiesignaal noodzakelijke electro- 8400699 *F % PHN 10970 5 niscbe circuits wordt gegenereerd, zal in elke signaalmonster op dezelfde wijze optreden. Worden nu echter signaalmonsters van elke tweede rij genoten van een resonantiesignaal, dat in tegenfase is geëxciteerd, dan zal de invloed van de coherente stoorsignalen, na inver-5 teren van elke tweede rij steeds van de ene rij naar de volgende van teken ankeren. Het gevolg is dat na Fouriertransforraatie over de kolomen van de matrix de invloed alleen in de randelementen van de kolomen een beeldmatrix zal optreden, ordat de steeds per rij van teken wisselende stoorsignalen de hoogste in de matrix optredende frequentie bevat. Door 10 het toepassen van de alternerende excitatie is dus de bijdrage van de off-set spanning in het centrale beeldpunt (frequentie 0) verplaatst naar de rand van het beeld, hetgeen beduidend minder storend is. Bij het voorgaande dient te worden opgemerkt, dat de alternerende coherente stoorsignalen door de Fouriertransformatie worden omgezet in een qp zich 15 bekende puntspreidfunctie (pointspreadfunction), waarvan de positie van het maximum door het aantal waarden in de kolomen is bepaald. Is bet aantal een even aantal dan ligt het maximum van de p.s.f. aan een zijde van de kolom in het buitenste kolcmelement. In alle overige kolon-elementen is de waarde van de p.s.f. nul. Heeft een kolom een oneven aantal 20 waarden, dan ontvangen na Fouriertransformatie de aan weerszijden van de kolom gelegen buitenste elementen een hoogste bijdrage van de p.s.f..

De aangrenzende elementen ontvangen een steeds verder af nemende bijdrage naarmate de afstand tot het buitenste element toeneemt (tot het middelste element van de kolom).

25 Bij toepassen van de spinechcHSIMR techniek worden 180° excitatiepulsen toegepast cm een spinecho-resonantiesignaal qp te wekken, tfet de 180°-puls warden spins over 180° in fase gedraaid. Worden echter niet ideale 180°-pulsen toegepast dan zullen spins niet ideaal geëxciteerd warden en een andere fase aannemen dan gewenst. Ook zullen spins in de 30 gewenste fase warden gebracht, die er niet in thuis horen, daar de 180° excitatiepuls coherent met de 90° excitatiepuls geschiedt. De ongewenste geexciteerde kemspins geven een signaalbijdrage die qp het gewenste resonantiesignaal is gesuperpaneerd, hetgeen, na Fouriertransformatie leidt tot ongewenste beeldinformatie, die in een verkregen beeld vervlochten is 35 met de gewenste beeldinformatie.

Door nu volgens de uitvinding de (90°) excitatie van het resonantiesignaal alternerend uit te voeren, wordt het door de ongewenst geexciteerde kemspins opgewskte coherente stoorsignaal na invertering van 8400699 EHN 10970 6 de signaalmonsters in elke tweede rij van de matrix door Fouriertrans-formatie over de kolommen naar de rand van het verkregen beeld verplaatst. Hierbij dient .te worden cpgemerkt dat voor het meest effectief reduceren van beeldartefacten vanwege de niet-ideale 180°-pulsen, 5 het voorbereidingsgradientraagneetveld bij voorkeur in het tijdsbestek tussen de 90° excitatiepuls en de 1.80°-puls wordt opgewekt.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding, waarbij de waarde van de integraal van de sterkte van het gradientveld over de voorbereidingstijd voor elke volgende meetcyclus 10 met eenzelfde waarde wordt verhoogd met het kenmerk, dat het resonantie-signaal in de elkaar opvolgende meetcycli alternerend wordt geëxciteerd en dat voor Fouriertransformatie van de waarden in de kolommen de waarde van de signaalmonsters van elke aldus gemeten tweede aantal signaalmonsters wordt geïnverteerd.

15 Bij het uitvoeren van drie dimensionale Fourierzeugmatografie kan de uitvinding eveneens worden toegepast. Een uitvoeringsvorm van een werkwijze voor het bepalen van een. kernmagnetisatieverdeling in een driedimensionaal deel van een lichaam, waarbij een stationair,homogeen magneetveld wordt opgewekt, waarin het lichaam zich bevindt, en 20 a) een hoog-frequent elektromagnetische puls wordt opgewekt voor het in een cm de veldrichting van het stationair magneetveld precederende beweging brengen van de magnetisatie van kernen in het lichaam, waarbij een resonantiesignaal wordt, opgewekt, b) waarna gedurende een voorbereidingstijd ten minste een eerste en een 25 tweede voorbereidingsgradiêntmagneetveld wordt aangelegd, waarvan de veldrichtingen loodrecht op elkaar staan, c) waarna gedurende een meettijd een aantal (n) bemonsteringssignalen van het resonantiesignaal wordt genomen, d) waarna telkens na een wachttijd een meetcyclus met de stappen a), 30 b) en c) een aantal (m x n') malen wordt herhaald, waarbij een eerste integraal van de sterkte van het eerste gradientveld over de voorbereidingstijd een eerste aantal (m) verschillende waarden heeft en een tweede integraal van de sterkte van het tweede gradientveld over ' de voorbreidingstijd een. tweede aantal (n') verschillende waarden 35 heeft voor het verkrijgen van een eerste aantal (m) vlakken met een tweede aantal (n') rijen van (n) bemonsteringssignalen in een driedimensionale matrix, waaruit na Fouriertransformatie ervan een beeld van de verdeling van de geïnduceerde kernmagnetisatie in een drie- 8400699 , ' » PHN 10970 7 dimensionaal deel van een lichaam wordt bepaald, met het kenmerk, dat het resonantiesignaal alternerend wordt geëxctieerd in de verschillende, met betrekking tot de waarde van de integraal van de sterkte van hefceerste gradientveld over de voorbereidingstijd elkaar 5 opvolgende meetcycli en dat van de in het eerste aantal (m) vlakken van de matrix aanwezige waarden van de signaalmonsters waarden in elk tweede vlak worden geïnverteerd. Hierbij wordt een aantal op elkaar gestapelde tweedimensionale matrices net signaalmonsters gevuld. Het is mogelijk cm elke rij van een tweedimensionale matrix te vullen met signaal-10 monsters, die steeds na eenzelfde excitatie worden genomen. De elkaar opvolgende matrices warden gevuld net signaalmonsters, waarbij het exciteren van de resonantiesignalen van matrix tot matrix alternernd geschiedt.

De beeldfouten (artefacten) zijn na een driedimensionale Fouriertransforma-tie naar liet (bij de in de beeldfrequentiematrix voorkomende hoogste 15 frequentie behorend) beeldvlak (bij een even aantal vlakken) of over de twee buitenste en direct daar aangrenzende vlakken uitgesmeerd volgens een qp zich bekend puntspreidingsfunetie (bij een oneven aantal vlakken).

Indien bij het vullen van een matrix met signaalmonsters deze van rij tot rij van een alternerend geëxciteerd resonantiesignaal warden 20 genenen, dan warden de beeldfouten na een 3-D Fouriertransformatie naar de rand van het buitenste . vlak (het aantal vlakken en het aantal rijen zijn even aantallen) of in de buitenste rijen aan weerszijden van het buitenste vlak uitgesmeerd (het aantal vlakten is even, het aantal rijen is oneven).

25 Het is verder mogelijk cm slechts de door de niet ideale 180°- puls veroorzaakte beeldfouten te reduceren (beeldfouten ten gevolge van bijvoorbeeld off-set spanningen dienen dan separaat vermeden of opgeheven te worden).

In een uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding 30 voor het bepalen van de kernmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam, waarbij in een eerste richting een stationair,homogeen magneetveld wordt opgewekt, waarin het lichaam zich bevindt, en a) een hoog-frequent electromagnetiscbe puls wordt opgewekt voor het in een cm de eerste veldrichting precederende beweging brengen van de 35 magnetisatie van kernen in het lichaam, waarbij een resonantiesignaal wordt opgewekt, b) waarna gedurende de voorbereidingstijd ten minste een gradientmagneet-veld wordt aangelegd, 8400699 PHN 10970 8 * $ * c) waama ten minste eenmaal een 180° hoog-frequent electramagnetische puls wordt opgewekt voor het amkeren van de richting van. de kernmagne-tisatie om aldus een kernspinechos ignaal op te wekken en een aantal (n) signaalmonsters wordt opgenaman gedurende een op de 180° puls 5 volgende meettijd, die is opgedeeld in een aantal bemonsteringsinter-vallen voor het periodiek nemen van een aantal (n) signaalmonsters van het kernspinechosignaal.

d) waarna telkens na een wachttijd de stappen a), b) en d) een aantal malen (n') worden, herhaald, waarbij de integraal van de sterkte van 10 ten minste een gradientveld over de voorbereidingstijd telkens een verschillende waarde heeft, voor het verkrijgen van een groep signaalmonsters, waaruit na Eouriertransformatie ervan een beeld van de verdeling van de geïnduceerde kemmagnetisatie wordt bepaald, met het kenmerk, dat de 180° electromagnetische puls alternerend in de 15 verschillende met betrekking tot de waarde van de integraal van de sterkte van het gradientveld over de voorbereidingstijd elkaar opvolgende meetcycli wordt opgewekt.

Een inrichting volgens de uitvinding heeft tot kenmerk, dat de besturingsmiddelen voorgeprogrammeerde camputermiddelen omvatten 20 voor het opwekken en. toevoeren van stuursignalen aan de middelen voor het opwekken van hoog-frequent electramagnetische straling, met welke stuur-middelen volgens een voorgeprogrammeerd schema een 90° excitatiepuls net óf een eerste fase óf een tweede fase in een ireetcylcus opwekbaar is, waarbij de tweede fase 180° in fase verschoven is ten opzichte van de eerste 25 fase. Mat een dergelijke inrichting zijn (hiervoor beschreven) werkwijzen uitvoerbaar, die vrij zijn van de genoemde artefacten, zoals reeds werd toegelicht.

De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van in tekening weergegeven uitveer ings voor beeld, in welke tekening : 30 figuur 1 schematisch een opstelling van een spoelenstèlsel van een inrichting voor het uitvoeren van een werk-wijze volgens de uitvinding, figuur 2 een blokschema toont van een inrichting voor het uitvoeren· van de werkwijze volgens de uitvinding, 35 figuur 3 een eenvoudige uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de stand van de techniek uitbeeldt, 8400699 . ' ‘ EHN 10970 9 figuur 4 een vocrkeursuitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding uitbeeldt, en figuur 5 een deel van een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding toont.

5 In figuur 1 is een spoelenstelsel 10, af geheeld, dat deel uitmaakt van een inrichting 1£5 (figuur 2), die wordt gebruikt voor het bepalen van een kemmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam 20. Het deel heeft bijvoorbeeld een dikte Azen ligt in het x-y vlak van het getekend x-y-z coördinatenstelsel. De y-as van het stelsel is daarbij 10 loodrecht op het vlak van tekening omhoog gericht. Mat het spoelenstelsel 10 wordt een uniform stationair magneetveld Bo met een veldrichting parallel aan de z-as, drie gradientmagneetvelden G , 6 en G met een x y z veldrichting parallel aan de z-as en net een gradientrichting parallel aan respectievelijk de x, y en z-as en een hoog frequent magneetveld opge-15 wekt. Het spoelenstelsel _10 bevat daartoe enkele hoofdspoelen 1 voor het opwekken van het stationaire uniforme magneetveld Bo net een sterkte van 0.3 tot 1.5 Tesla. De hoofdspoelen 1 kunnen bijvoorbeeld qp het oppervlak van een bol 2 zijn geplaatst, waarvan het middelpunt in de oorsprong 0 van het weergegeven carthesisch coördinatenstelsel x, y z ligt, 20 waarbij de assen van de hoofdspoelen 1 samenvallen met de z-as.

Verder bevat het spoelenstelsel 10, bijvoorbeeld vier op hetzelfde bolcppervlak geplaatste spoelen 3 , 3, waarmee het gradientmagneetveld G wordt opgewekt. Een eerste stel 3a wordt daartoe in tegengestelde zin ten opzichte van de doorstroming van het tweede stel 3b met een stroom 25 bekrachtigd, hetgeen in de figuur met 0 en0 i s aangebracht. Hierbij betekent © een in de doorsnede van de spoel 3 gaande stroom en © een uit de doorsnede van de spoel kotende stroom.

Het spoelenstelsel 10, bevat bijvoorbeeld een viertal recht-hoekspoelen 5 (slechts twee zijn weergegeven) of een viertal andere 30 spoelen zoals bijvoorbeeld "Golay-coils" voor het opwekken van het

gradientmagneetveld G . Voor het opwekken van het gradientmagneetveld G

y x dienen vier spoelen 7, die eenzelfde vorm als de spoelen 5 hebben en die over een hoek van 90° rond de z-as ten opzichte van de spoelen 5 zijn verdraaid. In figuur 1 is verder nog een speel 11 weergegeven, 35 waarmee een hoog-frequent elektromagnetisch veld is op te wekken en te detecteren.

In figuur 2 is een inrichting 15 voor het uitvoeren van een werkwijze volgens de uitvinding weergegeven. De inrichting 15 bevat 8400599 • « PHN 10970 10 spoelen 1, 3, 5, 7 en 11 die aan de hand van figuur 1 reeds werden toegelicht, stroomgeneratoren respectievelijk 17, 19, 21 en 23 voor het bekrachtigen van de spoelen respectievelijk 1, 3, 5 en 7 en een hoogfrequent signaalgenerator 25 voor het bekrachtigen van de spoel 1.1. De 5 inrichting 15 bevat ook een hoog-frequent signaaldetector 27, een deitodu-lator 28, een bemonsteringsschakeling 29, verwerkingsmiddelen zoals een analoog-digitaal omzetter 31, een geheugen 33 en een rekenschakeling 35 voor het uitvoeren van.· Fouriertransformaties, een stuureenheid 37 voor het sturen van de bemonsteringstijdstippen en verder een, weergeefin-10 richting 43 en centrale besturingsmiddelen 45, waarvan de functies en onderlinge relaties verder zullen worden toegelicht.

Met de geschetste inrichting 15 wordt een werkwijze voor het bepalen van de kernmagnetisatieverdeling in een lichaam 20 zoals hieronder beschreven uitgevoerd. De werkwijze omvat een veelvuldig herhalen 15 van een ireetcyclus, die op zich weer op te delen is in verscheidene stappen. Bij een meetcyclus wordt een deel van de in het lichaam aanwezige kem-spins resonant geëxciteerd. Het resonant exciteren van de kemspins geschiedt door het inschakelen van de stroomgenerator 17 vanuit de centrale besturingseenheid 45 waardoor de spoel bekrachtigd wordt en blijft 20 gedurende de daarna volgende meetcylci,- waardoor een stationair en uniform magneetveld Bo wordt opgemekt. Verder wordt de hoog-frequent generator 25 gedurende een korte tijd ingeschakeld, zodat de spoel 11 een hoog-frequent elektromagnetisch veld (r.f. veld) opwekt. Door de aangelegde magnetische velden kunnen de kernspins in het lichaam 20 25 worden geëxciteerd, waarbij de geëxciteerde kernmagnetisatie een zekere hoek, bijvoorbeeld 90° (90° r.f. puls), maakt net het uniforme magneetveld Bo. Waar en wslke kernspins worden geëxciteerd hangt onder meer af van de sterkte van het veld Bo, van een eventueel aan te leggen gradientmagneetveld en van de hoekfrequentie C0Q van het hoog-frequent 30 electramagnetische veld, daar aan de vergelijk CJ Q =^Bo (1) moet worden voldaan, waarin de gyromagnetische verhouding is, (voor vrije protonen, bijvoorbeeld H20 protonen is deze J^/2 ~ 42.576 MHz/T).

Na een excitatietijd wordt de hoog-frequent generator 25 uitgeschakeld door de centrale besturingsmiddelen 45. Het resonant exciteren 35 geschiedt telkens aan het begin van elke· meetcyclus. Voor sommige uitvoeringsvormen worden er gedurende de meetcyclus ook r.f. pulsen in het lichaam geïnduceerd. Deze r.f. pulsen zijn dan bijvoorbeeld 180° r.f. pulsen of een serie samengesteld uit 180° r.f. pulsen, die periodiek 8400699 « * % EHN 10970 11 in het lichaam worden geïnduceerd. In dit laatste voorbeeld spreekt men * van "multiple spin-echo". Spin echo technieken zijn onder andere be schreven in het artikel van I.L. Pykett "NMR In ifedicine" gepubliceerd in Scientific Merican, mei 1982.

5 Tijdens een volgende stap worden er bruikbare bemonsterings- signalen verzameld. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van de gradient-velden die door de generatoren 19, respectievelijk 21, 23 worden opgewekt onder besturing van de centrale besturingsraiddelen 45. Het detecteren van het resonantiesignaal (FID-signaal genoemd) geschiedt door het inschakelen 10 van de hoog-frequent detector 27, de demodulator 22, de bemonsterings-schakeling 29, de analoog-digitaal anzetter 31 en de stuureenheid 37.

Dit FID-signaal is ontstaan doordat ten gevolge van de r.f. excitatie puls de kemmagnetisaties zijn gaan precederen rond de veldrichting van het magnetische veld Bo . Deze kernmagnetisatie induceert nu in de 15 detectiespoel een inductiespanning waarvan de amplitude een maat is voor de kernmagnetisatie.

De van de bemonster ingsschakeling 29 afkomstige analoge bemonsterde F3D-signalen worden omgezet in digitale vorm (anzetter 31) en zo in een geheugen 33 cpgeslagen. Na het renen van een laatste· bêmonster-20 ingssignaal op een moment t worden door de centrale besturingsmiddelen 45 de generatoren 19, 21 en 23, de bemonsteringsschakeling 29, de stuureenheid 37 en de analoog-digitaal omzetter 31 stopgezet.

Het bemonsterde FID-signaal is en blijft in het geheugen 33 qp-geslagen. Hierna wordt een volgende ireetcyclus uitgevoerd, waarbij een 25 daarbij opgewekt FID-signaal wordt opgewekt, bemonsterd en in het geheugen 33 cpgeslagen. Zijn er voldoende FID-signalen gemeten (het aantal te meten FID-signalen hangt bijvoorbeeld af van de gewenste te behalen resolutie) dan is via een 2D - of 3D Fouriertransformatie (dit hangt af van het gebruik van de gradientmagneetvelden, waarbij de FID-signalen respectievelijk 30 opgewekt en bemonsterd warden.

In figuur 3 is een voorbeeld van een meetcyclus volgens de stand van de techniek weergegeven, die mede aan de hand van de inriditing 15 in figuur 2 zal worden toegelicht. Met behulp van de hoog-frequent spoel 11 wordt na het inschakelen van de hoofdspoelen 1, die een stationair, 35 homogeen magneetveld Bo opwekken, een 90°-puls opgewekt. Het daarna optredende resonantiesignaal F^ laat men bij toepassing van de spinecho-techniek uitsterven, en na een tijd t . wordt met de hoog-frequent spoel 11 een 180 -puls P~ gegenereerd. Gedurende een deel van de tijd t . wordt 8400699 een net een kromme G1 aangeduid gradientveld G opgewekt om een verderop PHN 10970 12 r' I v nog te beschrijven reden. Na een tijdsduur t die even groot is als t o vz vi zal een met de 180 -puls P2 opgewekt echoresonantiesignaal F2 een piekwaarde bereiken. Het toepassen van de zogenaamde spinechotechniek 5 (180°-puls P2) voorkomt het optreden van fasefouten in de door kernspins opgewekte resonantiesignalen, welke- fasefouten vanwege inhomogeniteiten in het stationaire magneetveld Bo optreden. Het echoresonantiesignaal wordt telkens na een bemonsteringsinterval t bemonsterd, waarbij een met een kromme G_ aangeduid gradientveld G aanwezig is.

4 X

10 Het is bekend, dat de fasehoek van een magnetisatie op een punt x in een gradientmagneetveld Gx bepaald is door (ΐ) x . d?* .

Dan is een beeldfrequentie k te definiëren : k. =~ffGv (V) . dr .Er wordt dus na elke bemonster ingstijd t steeds x v:x m 15 een bij een andere beeldfrequentie k behorend signaalmonster bepaald. De

X

op elkaar volgende beeldfrequenties tonen een beeldfrequentie verschil ^ -/-£ \ · < v) . d'ï' . Er is nu in te zien, dat indien de voorgaand beschreven meetcyclus wordt herhaald, waarbij voordat het bemonsteren plaatsvindt, enige tijd een gradientveld G^ is aangelegd, 20 signaalmonsters worden verkregen, die behoren bij beeldfrequentieparen (k ,

X

ky). Indien geen gradientmagneetveld G aanwezig is, dan worden signaalmonsters gewonnen, die behoren bij de beeldfrequenties (k , 0). Er kan bewezen worden, dat indien men een groep van signaalmonsters verzamelt, die behoort bij een matrix van beeldfrequentieparen(k , k ), x y 25 waarbij, de beeldfrequenties Iepen van -kx tot +kx en van -k tot -k^. , uit deze groep van signaalmonsters via een 2D-Fouriertransformatie een magnetisatie verdeling in een x-y-vlak is te bepalen. Na verloop van een tijd T van de met de puls P^ gestarte meetcyclus wordt een volgende meetcyclus met eenzelfde meetpuls P^1 gestart cm een nieuwe reeks signaal- 30 monsters te nemen, die behoren bij beeldfrequentieparen (k , k ) , x y · waarbij ky konstant en van te voren is vastgelegd, doordat in de periode tv<j1 tussen de pulsen P^' en P2' behalve een gradientveld G^ een (niet weergegeven) gradientveld G^ is aangelegd. De tijd T, die verstrijkt tussen het begin van twee meetcycli, is bij de werkwijzen volgens de 35 stand van de techniek 0,5 a 1 seconde. Indien men deze tijd verder inkort dan zal-dat ten koste van het keraspinsignaal van de volgende meetcyclus gaan daar een wezenlijk deel van de geëxciteerde kemspin een ten opzichte van die kortere tijd een relatief langere relaxatietijd 8400899 * ^ * PHN 10970 13 heeft. Enkel dat deel van de kemspins die wel in de richting van het hoofdveld Bo teruggerelaxeerd zijn zullen dan een bijdrage in het spin-echosignaal leveren.

In figuur 4 is een neetcyclus van een werkwijze volgens de 5 uitvinding weergegeven. Deze neetcyclus is nagenoeg identiek aan de neetcyclus in figuur 3. Omwille van. de duidelijkheid zijn in figuur 4 geen gradientvelden en enkel de relevante signalen zoals de excitatie-pulsen Py P-j', de 18Q°-pulsen P2, P2' en de resonantiesignalen , F ^' F2/ F2' weergegeven. Verder zijn inde opeenvolgende meetcycli (elk net 10 een duur T) de verschillende (voorbereidings) gradientmagneetvelden , 11, ..... weergegeven. De opeenvolgende meetcycli verschillen van elkaar in de volgende opzichten : de opeenvolgende 90° excitatiepulsen Py P-j'f P-,1'/ ....... etc. worden alternerend opgewekt (dat wil zeggen de hoog-frequent puls P^' is 180° in fase verschoven ten opzichte van 15 de fase van de hoog-frequent puls P^, P^") en de opeenvolgende gradientvelden G^f G^1, G.j’', ...... nonen stapsgewijze toe in sterkte. Door de stapsgewijze vergroting van het gradientveld G^ wordt van het optrederde spinechosignaal F^/ F2’, in elke neetcyclus T naast elkaar .liggende rijen signaalmonsters verkregen in de (k , k ) -beeldfrequentiematrix.

x y 20 Door het toepassen van de alternerende excitatie zullen de te bemonsteren spinechosignalen F^, F^ ’, F^ ", .....eveneens in fase alterneren. Door het inverteren van de waarden van elke tweede rij is de invloed van de alternerende excitatie op het spinechosignaal weer te compenseren. Daar de aard van excitatie geen invloed heeft op coherente 25 storingssignalen zal door het inverteren van de waarden in elke tweede rij de bijdrage van die storingssignalen van kolom tot kolcm in de beeldfrequentiematrix een wrisselend teken hebben. De ongewenste bijdrage van bijvoorbeeld let off-set signaal wordt in feite van een frequentie "0" naar een door bet bemonsteringstheorema bepaalde hoogst mogelijke fre-30 quentie in een kolcm gezet en zal dus bij Fcuriertransfonnatie naar de rand (en) van de getransformeerde kolcm warden verplaatst volgens de hiervoor reeds aangeduide puntspreidingsfunctie.

In figuur 5 is een uitvoeringsvoorbeeld van een werkwijze volgens de uitvinding weergegeven, waarbij de uitvinding wcardt toegepast bij de 35 zogenaamde multiple-echotechniek. Na een 90° excitatiepuls P^ wordt net tussenpozen een aantal kemspinresonantiesignalen F2^, F22, F2y ···· opgewekt net behulp van 180° ankeerpulsen P2^, P22, P23, .....De hoogfrequent electrcmagnetische amkeerpulsen P2^, P22, .....zijn in de praktijk 8400699 ^ V * PHN 10970 14 niet ideaal, hetgeen de oorzaak ervan is dat de resonantiesignalen F2^, F22, ... bijdragen zullen bevatten van.kemspins, die door een perfecte 180°-puls deze bijdragen niet zouden leveren. De resonantiesignalen worden bemonsterd, waarbij de signaalmonsters van een eerste, tweede, derde, ...

5 resonantiesignaal F2^, F2^, F2^, ... in een rij van een eerste, tweede, derde, ... beeldfrequentiematrix worden opgeslagen. Na afloop van een meetcyclus, die op het moment t^ begon, start een volgende meetcyclus op het moment t^^Deze meetcyclus is geheel identiek aan de voorgaande met uitzondering van een voorbereMingsgr adient (cm wille van de duidelijk-10 heid. weggelaten) en van de 180° hoogfrequent ankeerpulsen P2^1, P22', -----die met een 180° verschoven fase ten opzichte van de fase van de 180° hoog-frequent ankeerpulsen P2^, P22, ... uit de voorgaande meetcyclus worden opgewekt. De aldus opgewekte resonantiesignalen F2^', F22', F22', ... woeden op dezelfde manier als in de voorgaande meetcyclus be-15 monsterd en de signaalmonsters worden op dezelfde manier in de matrices opgeslagen. Door de voortereidingsgradient in de elkaar opvolgende meet-cycli stapsgewijs te laten toenemen, kunnen in elke beeldfrequentiematrix de naast elkaar gelegen rijen na elkaar worden gevuld. Door de van meetcyclus tot meetcyclus alternerende 180° ankeerpulsen P2^, P22, 20 P2.j1, P22', ... worden de door de niet ideale 180° ankeerpulsen qpge-wskte coherente stoorsignalen in een matrix van rij tot rij net wisselend teken opgeslagen. Derhalve zullen de stoorsignalen na Fouriertransformatie van de beeldfrequentiematrix in een beeldmatrix slechts aan een rand (of aan twee randen zoals hierboven reeds beschreven) beeldafwijkingen 25 veroorzaken.

Voor het kiezen/instellen van een bepaalde pulssequentie en bijbehorende tijdsintervallen voor een meetcyclus wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van voorgeprogrammeerde carputermiddelen. In een uitvoeringsvorm van de inrichting 15 (figuur 2) omvatten de centrale besturingsmiddelen 30 45 een voergeprogrammeerde computer 51 met een in- en uitgifte station 52 voor besturingsgegevens en een pulsprogrammagenerator 53 (zie figuur 6). Uitgangen 55 van de pulsprogrammagenerator 53 zijn via de bus 50 (zie figuur 2) verbonden met de door de generator 53 te besturen stroomgeneratoren 19, 21, 23 en 25 voor de spoelen 3a, b, 5, 7 en 11. UiteraaÈd kunnen de 35 uitgangen 55 ook rechtstreeks net de genoemde generatoren verbonden zijn.

De computer (van het type Philips P857) is met het hierna als aanhangsel te geven programma geprogrammeerd en stuurt met behulp van het programma en via het station 52 in te geven besturingsgegevens de pulsprogrammagenerator 8400699 EHN 10970 15 y $ 53 (van bet type Nicolet 293B). De in bet programma gebruikte instructieset (derde kolom in het programma) is de instructieset van de pulspro-grammageneratar 53 (net uitzondering van de instructie : JSAr die een· spronginstructie naar het startadres bewerkstelligt). De vierde kolom 5 definiert steeds een tijd, gedurende de welke de uitgangssignalen op de uitgangen 55 van generator 53 aanwezig dienen te zijn» De vierde kolom van bet programma geeft in hexadecimale code (met uitzondering van de letter S) de toestand van de uitgangen 55 van de generator 53 aan. De vijfde kolom geeft een adres- of geheugenplaats weer. Het symbool I 10 in de zesde kolom duidt op de aanwezigheid van een interrupt, die met een deel van de aan de ingangen 55 van de generator 53 te geven code, extra functies kunnen oproepen zoals : a de generator 25 "laden" met een nieuwe golf vorm (voor 180° puls in plaats van 90° puls ), b het ankeren van de fase van een excitatiepuls of o indicatie van bet 15 begin van een nieuwe pulssequentie. Bij bet in bet aanhangsel gegeven programma wordt voor de 90° excitatiepulsen uitsluitend van + of - y pulsen en voor de 180° pulsen wordt uitsluitend van + x pulsen gebruik gemaakt.

20 25 30 35 8400699 __ * PHN 10970 16 PRT PP0021 DATE / / TIME 00H-00M-493·-

LABEL * NMP IMAGING DATE = 83 01 25 30M PACK NBR = 0040 'PPFILES

0000 PP0021 ï NAME OF PULSE PROGRAM

0001 830519 : VERSION DATE OF PULSE PROGRAM

0002 100 : DWELLTIME IN MICRO-SECONDS.

0003 O s START ADDRESS OF PULSE PROGRAM

0004 * O FOR RH0-T2 5 1 FOR RH0-T1 i 2 FOR RH0-T2-T1

0005 + *. FREE

0006

0007 256 J COUNTER 1 = NUMBER OF TIME-SAMPLES PER ECHO

0008 1 9 COUNTER 2 = NUMBER OF ECHO’S

0009 1 ? COUNTER 3 = USED FOR RF ADJUSTING

0010 98 * 60 ï COUNTERS 4*5 FOR 180 DEGREES PULSE

0011 78r100 ? COUNTERS 6+7 FOR 90 DEGREES PULSE

0012 END f 0013

0014 9ÖÖM r DURATION 0 = TRÈP - 125MS - CC2 - 1>*52MS

0015 3Mf1GMf2.2Mf1GM - 5 DURATIONS 1 f2?3 AND 4 .0016 6M>25Mf3M»10Mf7.2M i DURATIONS 5f6f7f3 AND 9

0017 3Ó7H ? DURATION 10 = T1-DELAY TIME - 33MS

GDIS 25U7» 200Uτ100U ? DURATIONS 11f12?13 AND 14 0.019. 6M17M ? DURATIONS 15*16 0020 END ? 0021

0022 D 3UC D2 S8900Ë ό I i START FOR RH0-T2 » RESET WAVEFORM GENERATOR

0023 1 DUC D2 SS900E 2? I 9 START FOR RH0-T1 f " 0024 2 OUC D2 S3900E 53 I 5 START FOR RH0-T2-T1 t 0025 3 3UC D2 S89000 76 I ? START FOR ADJUSTMENT OF RF.

0026 4 ÜUC D2 3890ÜE iOO I Ϊ START FOR MEASURING RF PULSES.

0027

0028 6 NOP D5 S0010E 9 SKIP 180 T1 PULSE

0029 7 NOP D6 SOOEOE 9 SKIP GRADIENT WAVEFORMS

0030 3 LBi D4 S0013E Cl ? 90 DEGREES +/-Y RF PULSE f LOAD LOOP COUNTER

0031 9 3UC Dl SOOEOE 11 ? START/STOP GRADIENTS

0532 10 131 Dll SOOOOE 12 9 NS/2 * TBWELL LOOP

0033 11 OUC Dll SOOOOE JO 9

.3034 12 LD2 D3 SOOEOE 02 ? START/STOP GRADIENTS f C2-NUMBER OF ECHO’S

5035 1 3 LD1 D5 50Q18E Cl > ISO DEGREES +X RF PULSE f LOAD LOOP COUNTER

0036 14 NOP D8 SQ2EQA ? START/STOP GRADIENTS

0037 15 DUG D13 S02EO0 18 9 START/STOP GRADIENTS

0038 16 131 Dll SOOOOO 20 f NS * TDWELL LOOP

0039 17 NOP Dll SOOOOO 9

0040 IS NOP Dll S00001 ? ADC SAMPLE PULSE

0041 19 3UC Dll SQ0GQ1 16 9

0042 20 132 D9 30TJEQC 23 9 START/STOP GRADIENTS t ALL ECHO’S DONE

0043 21 NOF SG100E 5 RESET WAVEFORM GENERATOR

0044 22 3UC D7 SOOEOE 13 5 START/STOP GRADIENTS

0045 23 NOP D16 S50Q0E 1 ? PHASE ALTERNATE Y

004»’· 24 DUC DO SOOOOE O ‘ I * RECYCLE

1047

3048 29 NOP D5 G0018E 5 '1.80 DEGREES INVERSION PULSE

'JO49 30 NOP DIO SOOOOE 5 71 DELAY TIME

3050 31 NOP Dó SOOEOE ? SKIP GRADIENT WAVEFORMS

3.051 32 LIU D4 S0Ö1.3E Cl ? 90 DEGREES 4-/-Y PF PULSE f LOAD LOOP COUNTER

3052 33 DUG Dl SOOEOE 35 9 START/STOP GRADIENTS

3053 34 ID1 DU SOOOOE 36 5 NS/2 * TDWELL LOOP

84 0 0 6 9 9 • r «* * PHN 10970 17 354 ' 35 3UC Bii ÜOOOOE 34 ?

353 36 LD2 B3 SOOEOE C2 ? START/STOP GRADIENTS r C2=NUMBER OF ECHO'S

353 37 LD1 05 S0Q18E Cl ï ISO DEGREES +X RF PULSE » LOAD LOOP COUNTER

357 38 NOP B3 S02E0A ? START/STOP GRADIENTS

358 37 3UC D13 SG2E00 42 * START/STOP GRADIENTS

359 40 131 Dll SOOOOO 44 » NS * TDWELL LOOP

3,40 41 NOP DU SOOOOO

361 42 NOP Dll S00001 . ? ADC SAMPLE PULSE

362 43 OUC DU 500001 40 ï 363 44 132 D9 SGOEOC 47 ? START/STOP GRADIENTS , ALL ECHO'S DONE ?

364 45 NOF 30100E f RESET WAVEFORM GENERATOR

365 46 3UC D7 SOOEOE 37 ? START/STOP GRADIENTS

366 47 NOP Dló SSOOOE I ? PHASE ALTERNATE Y

367 43 3SA DO SOOOOE I ? RECYCLE

368

369 53 NOP D5 S0010E ? SKIP 180 Ti PULSE

370 54 NOP B6 SOOEOE ? SKIP GRADIENT WAVEFORMS

371 55 LD1 D4 S0013E Cl ? 90 DEGREES +/-Y RF PULSE , LOAD LOOP COUNTER

372 56 3UC D1 SOOEOE 58 ? START/STOP GRADIENTS

373 57 131 Dll SOOOOE 59 ! NS/2 * TDWELL LOOP

374 58 3UC DU SOOOOE 57 ?

375 59 LD2 03 SOOEOE C2 ? START/STOP GRADIENTS r C2"NUMBER OF ECHO'S

376 e»0 LDi 05 S001SE Cl .* 130 DEGREES +X RF PULSE > LOAD LOOP COUNTER

377 61 NüP D3 S02E0A ; START/STOP GRADIENTS

373 62 3UC D13 S02E0G 65 t START/STOP GRADIENTS

379 63 131 Dll SOOOOO 67 ? NS * TDWELL LOOP

380 64 NOP Dll SQCOOO ?

381 65 NOP DU S00ÜG1 f ADC SAMPLE PULSE

382 66 3UC Dll SÖC001 63 ? 383 67 132 D9 SOOEOC 70 ? START/STOP GRADIENTS ? ALL ECHO'S' DONE ?

384 68 HOF S0100E ? RESET WAVEFORM GENERATOR

385 69 3UC D7 SOOEOE 60 ? START/STOP GRADIENTS

386 70 NOF DO SGOGOE s

387 71 3UC 02 S0100E 1 ? GOTO RH0-T1 CYCLUS

'JCO

387 ?& LDI 014 302000 C3 ? SCOPE TRIGGER

39ύ /7 CUC 014 602032 79 i ADC TRIGGER

371 78 131 D14 S00080 36 * RF «-Χ

3*72 79 NO? 014 SG0081 ? RF

393 80 NOP D14 SQ0020 J RF +Y

394 81 KOP D14 300021 ï RF +Y

395 82 NOP D14 S00040 f RF -X

396 83 NOP 014 S00041 ; RF -X

397 34 NOP B14 S00010 ? RF ~Y

398 85 3UC D14 S00011 70 ï RF -Y

399 26 3UC DO S1Q008 3 » RECYCLE + SIGNAL SLANKING

100

Id 100 LDI D13 S0200E C4 ? 102 lOf. .TUG B13 S020Ö4 104 : 103 10? 131 Bil S0Q034 106 ? 104 103 MOP Dll 000034 r 105 104 MOP Dll 300035 Ϊ 106 3 05 3UC DU S00035 L02 ?

107 106 LDI Dll S00134 C5 J

108 107 JUC DU 800.1.34 1 IQ J

109 103 T31 Dll S00134 112 i L1Ü i09 NOP Dll 3GQ1.34 i 111 110 NOP Dll S00135 ; 112 ill OüC DU S00135 103 ! 113 112 LDI Dll S00034 C4 * 8400699 \ • ' ΕΉΝ 10970 18 0114 U3 JUG Dil SÖ0034 Uo » 0115 114 iJi Dil SGCG3* 110 ? .011* 113 NOP Dll SOGO34 *

Oil? 116 NOP Dll SO0035 5 0118 117 0(JC Dll S00035 114 ? 0119 118 LM D6 SOOOOE 06 ; 0120 119 3UC D13 S02004 122 5 0121 120 101 Dll S00034 124 . 5 0122 121 NOP Dll S0Q034 ? 01.23 122 NOP Dll S00035 i 0124 123 3UC Dll 300035 120 ? 0125 124 LD1 Dll S00134 C7 ? 0126 125 OUC Dll 800134 128 3 0127 126 101 Dll SQ0134 130 Ï .

0128 127 NOP Dll S00134 i 0129 128 NOP Dll S00135 i 0130 129 OUC Dll 800135 126 ? 0131 130 LD1 DU S00034 06 ? 0132 131 OUC DU S00034 134 ? 0133 132 101 DU S00034 136 ? 0134 133 NOP DU S00034 ? 0135 134 NOP DU 800035 i 0136 135 OUC DU 800035' 132 5

0137 136 NOP Dló S50Q0E I 5 PHASE ALTERNATE Y

0138 137 08A DO SOOOOE I t RECYCLE

0139 0140 END f 0141

0142 * 2 FREE

t 0143 * s FREE

0144 -a- s FREE

0145 * s FREE

0146 * 2 FREE

0147 a ί FREE

0148 ·* 2 FREE

0149 * i FREE

0150 ·α· 2 FREE

0151 * s FREE

0152 a 2 FREE

0153 * 2 FREE

0154 * 2 FREE

0155 a 2 FREE

0156 * 2 FREE

0157 a s FREE

ϊ EOF

, 84 0 0 6 9 9

Claims

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij waarde van de integraal van de sterkte van het gradientveld over de voorbereidingstijd voor elke volgende meetcyclus net eenzelfde waarde wordt verhoogd, met het kenmerk, dat het resonantiesignaal in de elkaar opvolgende meetcycli alternerend wordt geëxciteerd en dat voor Fouriertransformatie van de 30 waarden in de kolomen de waarde van de signaalmonsters van elk aldus gemeten tweede aantal signaalmonsters wordt geïnverteerd.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat bij de Fouriertransformatie eerst een eendimensionale Fouriertransformatie op de rijen van de matrix wordt uitgevoerd, waarna de getransformeerde 35 waarden in elke tweede rij worden geïnverteerd en een Fouriertransformatie over de kolomen wordt uitgevoerd.
4. Werkwijze voor het bepalen van een kernmagnetisatieverdeling in een driedimensionaal deel van een lichaam, waarbij een stationair, hotiogeen 8400699 PHN 10970 · 20 «5 -c magneetveld wordt opgemekt,, waarin het lichaam zich bevindt, en a) een laag-frequent electromagnetische puls wordt opgewekt voor het in een om de veldrichting van het stationaire magneetveld precederende beweging brengen van de magnetisatie van kernen in het lichaam, waarbij 5 een resonantiesignaal wordt opgewekt, b) waarna gedurende een voorbereidingstijd ten minste een eerste en een tweede voorbereidingsgradientmagneetveld wordt aangelegd,waarvan de veld-richtingen. loodrecht op elkaar staan, c) waarna gedurende een meettijd een aantal (n) bemonsteringssignalen 10 van het resonantiesignaal wordt genomen, d) waarna telkens na een wachttijd een meetcyclus met de stappen a), b) en c) een aantal (m x n') malen wordt herhaald, waarbij een eerste integraal van de sterkte van het eerste gradientveld over de voorbereidingstijd een eerste aantal · (m) verschillende waarden heeft en een 15 tweede integraal van de sterkte van het tweede gradientveld over de voorbereidingstijd een tweede aantal (n') verschillende waarden heeft, voor het verkrijgen van een eerste aantal (m) vlakken met een tweede aantal (n') rijen van (n) bemonsteringssignalen in een driedimensionale matrix, waaruit na Fouriertransformatie ervan een beeld 20 van de verdeling van de geïnduceerde kernmagnetisatie in een driedimensionaal deel van een lichaam wordt bepaald, met het kenmerk, dat het resonantiesignaal alternerend wordt geëxciteerd in de verschillende, met betrekking tot de waarde van de integraal van de sterkte van het eerste gradientveld over de voorbereidingstijd elkaar op-25 volgende meetcycli en dat van de in het eerste aantal (m) vlakken van de matrix aanwezige waarden, van de signaalmonsters waarden in elk tweede vlak worden geïnverteerd.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, net het kenmerk, dat alle waarden in elk tweede vlak warden geïnverteerd. 30. c Werkwij ze volgens conclusie 4, waarbij de eerste integraal steeds na eenzelfde, verandering in waarde een tweede aantal malen (n1) constant blijft, waarbij de tweede integraal steeds in het daarbij optredend aantal (n') meetcycli een tweede aantal (n') verschillende, door twee uitersten begrensde waarden aanneemt en daarbij stapsgewijs van de ene 35 uiterste waarde naar de andere uiterste waarde overgaat, met het kenmerk, dat het resonantiesignaal tijdens elk tweede aantal (n’) meetcycli alternerend wordt opgewekt, waarbij bij elke verandering van de eerste integraal . de volgorde van alternerend exciteren tijdens het aantal (n') daarop volgende meetcycli wordt omgekeerd, en dat de waarden in hetzij de oneven 8400699 A - EHN 10970 21 a rijen van de oneven vlakken en de even rijen van de even vlakken hetzij de even rijen van de oneven vlakken en de oneven rijen in de even vlakken worden geïnverteerd. 7. Ïferkwijze voor het bepalen van een ternmagnetisatieverdeling 5 in een deel van een lichaam, waarbij in een eerste richting een stationair, homogeen magneetveld wordt opgewekt, waarin het lichaam zich bevindt, en a) een hoog-frequent electrcmagnetische puls wordt opgewekt voor het in een cm de eerste veldrichting precederende beweging brengen van de magnetisatie van kernen in het lichaam , waarbij een resonantiesignaal 10 wordt opgewekt, b) waarna gedurende de voorbereidingstijd ten minste een gradientmagneet-veld wordt aangelegd, c) waarna ten minste eenmaal een 180° hoog-frequent electrcmagnetische puls wordt opgewekt voer het ankeren van de richting van de kernmagne- 15 tisatie cm aldus een kemspinechosignaal qp te wekken en een aantal (n) signaalmonsters wordt genemen gedurende een op de 180° puls volgende meettijd ,d:Le is opgedeeld in een aantal bemonsteringsinter-vallen voor het periodiek nemen van een aantal (n) signaalmonsters van het kemspinechosignaal. 20 d) waarna telkens na een wachttijd de stappen a(, b), c) en d) een aantal malen (n‘) worden herhaald, waarbij de integraal van de sterkte van ten minste een gradientveld over de voorbereidingstijd telkens een verschillende waarde heeft, voor het verkrijgen van een groep signaalmonsters, waaruit na Fouriertransfornatie ervan een beeld van de 25 verdeling van de geïnduceerde kemmagnetisatie wordt bepaald, met het kenmerk, dat de 180° electrcmagnetische puls alternerend in de verschillende met betrekking tot de waarde van de integraal van de sterkte van het gradientveld over de voorbereidingstijd elkaar opvolgende meetcycli .-wordt opgewekt.
8. Inrichting voor het bepalen van de kernmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam, welke inrichting bevat : a) middelen voor het opwekten van een stationair hemogeen magneetveld, b) middelen voor het opwekken van een hoog-frequent electramagnetische straling, 35 c) middelen voor het opwekken van ten minste een gradientmagneetveld d) benens ter ingsmiddelen voor het bemonsteren van een met de onder a) en b) genoemde middelen opgewekt resonantiesignaal, na conditionering met ten minste een met de onder c) genoemde middelen opgewekt gradient- 8400699 J v * A PHN 10970 22 magneetveld, e) verwerkingsmiddelen voor het verwerken van de door de bemonsterings-middelen geleverde signalen, f) besturingsmiddelen voor het besturen van ten minste de onder b) tot 5 en met e) genoemde middelen voor het opwekken, conditioneren, bemonsteren en verwerken van een aantal resonantiesignalen, waarbij elk resonantiesignaal steeds in een voorbereidingstijd wordt geconditioneerd, waarbij de besturingsmiddelen aan onder c) genoemde middelen stuursignalen toevoeren voor het instellen van de sterkte en/of tijdsduur 10 van ten minste een gradientmagneetveld, waarbij telkens na elke wachttijd de integraal van de sterkte over de tijdsduur van ten minste een gradientmagneetveld verschillend is, met het kenmerk, dat de besturingsmiddelen voorgeprogrammeerde computer middelen omvatten voor het opwekken en toevoeren van stuursignalen aan 15 de middelen voor het opwekken van hoog-frequent electrcmagnëische straling, met welke stuursignalen volgens een voorgeprogrammeerd schema een excitatiepuls van óf een eerste fase óf een tweede fase in een meet-cyclus opwekbaar is, waarbij de tweede fase 180° verschoven is ten opzichte van de eerste fase.
9. Inrichting volgens conclusie 8, waarbij de besturingsmiddelen na elke wachttijd zodanige stuursignalen aan de middelen voor het opwekken van een gradientveld toevoeren, dat de genoemde integraal na elke wachttijd stapsgewijs verandert, met het kenmerk, dat met de stuursignalen voor het besturen van de hoog-frequent straling opwekkende middelen 25 alternerend óf een excitatiepuls met de eerste fase óf een excitatiepuls met de tweede fase in de elkaar opvolgende meetcycli opwekbaar is, w/aarbij de verwerkingsmiddelen zijn ingericht voor het inverteren van hetzij elk eerste en elk tweede daarop volgend aantal (n) signaalmonsters hetzij elk tweede en elk tweede daarop volgend aantal (n) signaalmonsters. 30 35 8400699