NL8400991A - Werkwijze en inrichting voor het bepalen van een kernmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam. - Google Patents

Description

k i * H3N 10995 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

ïferkwijze en inrichting voor het bepalen van een kemmagnetisatiever- deling in een deel van een lichaam.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bepalen van een kernnagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam, waarbij een stationair, homogeen magneetveld wordt opgewekt, waarin het deel van het lichaam zich bevindt en 5 a) een hoog-frequent electrcmagnetische puls wordt opgewekt voor het in een precederende beweging brengen van de magnetisatie van kernen in het lichaam, waarbij een resonantiesignaal wordt opgewekt, b) waarna na een voorbereidingstijd gedurende een meettijdrdie is opgedeeld in een aantal bemonsteringsintervallen, periodiek een aantal (n) 10 signaalmansters van het resonantiesignaal wordt genomen, c) waarna telkens na een wachttijd de stappen a) en b) een aantal malen (n*) worden herhaald voor het verkrijgen van een groep (n x n') signaalmansters, waaruit een beeld van de verdeling van de geïnduceerde kernmagnetisatie wordt bepaald.

15 De uitvinding beeft verder betrekking op een inrichting voor het bepalen van de kernmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam, welke inrichting bevat : a) middelen voor bet opwekken van een stationair homogeen magneetveld, b) middelen voer het opwekken van een hoog-frequent electromagnetische 20 straling, waarvan de magnetische veldrichting dwars op de veldrichting van het homogeen magneetveld is gericht, c) middelen voor het opwekken van een gradientmagneetveld, d) bemonsteringsmiddelen voor het bemonsteren van een met de onder a) en b) genoemde middelen opgewekt resonantiesignaal, 25 ®) verwerkingsmiddelen voor het verwerken van de door de bemonsteringsmiddelen geleverde signalen tot een kernmagnetisatieverdeling, en f) ^sturingsmiddelen 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.

30 Ben soortgelijke werkwijze (ook wel Fourierzeugmatografie ge noemd) en inrichting zijn bekend uit het Amerikaanse octrooi US.PS.

4.070.611. Bij een dergelijke werkwijze wordt een te onderzoeken lichaam ... .aan een sterk, stationair homogeen magneetveld Bo orderworpen, waarvan de -84 0 0 901---------------------------- * t Λ PHN 10995 2 veldrichting samenvalt met bijvoorbeeld de z-as van een carthesisch (x, y, 2) coördinatenstelsel, Met het stationair magneetveld Bo wordt een kleine polarisatie van de in het lichaam aanwezige kemspins verkregen en wordt de mogelijkheid geschapen om kemspins een precessiebeweging cm 5 de richting van. het magneetveld Bo te laten maken. Na het aanleggen van een magneetveld Bo wordt een bij voorkeur 90° impuls van een hoogfrequente elektromagnetische straling opgewekt, (met een hoek-frequentie CO -<y. Bo, waarin de gyromagnetische verhouding en Bo dè sterkte van het magneetveld is.), die de magnetisatierichting van in het lichaam 10 aanwezige kernen over een hoek (90°) draait. Na het beëindigen van de 90° impuls zullen de kemspins gaan procederen rond de veldrichting van het magneetveld Bo en een resonantiesignaal opwekken (FID-signaal). Mat behulp van de gradientmagneetvelden G , G , G , waarvan de veldrichting x y z samenvalt net die van het magneetveld Bo, is het mogelijk een totaal 15 magneetveld B = Bo + G „ x + G , y + G . z op te wekken, waarvan x y z de sterkte plaatsafhankelijk is, omdat de sterkte van de gradientmagneetvelden G , G , G een gradient heeft in respectievelijk de x, y, en z-X y z richting.

Er wordt na de 90° inpuls een veld G gedurende een tijd t 20 aangelegd en daarna een veld gedurende een tijd t ,· waardoor de pre- cessiebeveging van de geëxciteerde kemspins plaatsafhankelijk wordt

beïnvloed. Na. deze voorbereidingstijd (dus na t + t ) wordt een veld G

X y z aangelegd en wordt het FID signaal (in feite de som van alle magnetisaties van de kernen) gedurende een meettijd t op N meetmomenten 1 x maal z z 25 herhaald, waarbij voor tx en/of t steeds verschillende waarden worden genomen. Hierdoor verkrijgt -men (Nx m x 1) signaa lmonsters, die de informatie over de magnetisatie verdeling in een deel van het lichaam in de X, y, z ruimte. De 1 x m geneten N signaalmonsters worden telkens in z een geheugen opgeslagen (op N x m x 1 geheugenplaatsen), waarna door z 30 een 3-D Fouriertransformatie van de bemonsteringssignalen van de FID-signalen een beeld van de. kernmagnetisatieverdeling wordt verkregen.

Het is natuurlijk ook mogelijk om met behulp van selectieve excitatie slechts het FID signaal van kemspins in een (willekeurig in oriëntatie te kiezen) 2-dimensionaal vlak qp te wekken, zodat dan bij-35 voorbeeld slechts m maal een FID signaal behoeft te worden opgewekt cm via een 2-dimensionale Fouriertransformatie een beeld van de magnetisatie verdeling in m x N punten in het gekozen vlak te verkrijgen. Het is uit het voorgaande duidelijk dat bij toepassing van de Fourierzeugmatogra- 8400991 ' · K i ΡΗΝ 10995 ' 3 fiemethode de tijd nodig voor het maken van een beeld van de magnetisatie-verdeling kan oplopen tot minimaal enkele minuten. Een dergelijke neet-tijd is onbehoorlijk lang vocor een patiënt, die wordt onderzocht en die zich gedurende deze tijd niet. mag bewegen.

5 De uitvinding heeft tot doel cm in een werkwijze en om. in een inrichting te voorzien, waarbij de tijd nodig voor het maken van een beeld van een kemmagnetisatieverdeling met een resolutie, die ten minste even hoog is als bij de stand van de techniek, bijvoorbeeld bij Fourier-zeugmatografie, aanzienlijk is teruggebracht.

10 Het is een verder doel van de uitvinding om in een werkwijze en cm in een inrichting te voorzien, waarmee beelden van een kernmagne-tisatieverdeling met een andere intensiteitsverdeling worden gemaakt ten opzichte van de mat behulp van de in de op zich bekende techniek toegepaste pulsseguenties gerealiseerde beelden.

15 Een werkwijze volgens de uitvinding heeft daartoe tot kenmerk, dat na het bemonsteren- van het resonantiesignaal een hoog-frequent 180° puls wordt gegenereerd vóór het opwekken van een kemspin-echosignaal en een door een gradientveld op de kernmagnetisatie uitgeoefende invloed (fasedraaüng) te niet wordt gedaan, waarna tijdens het kemspin-echosignaal 20 een verdere hoog-frequent excïtatïepuls wordt opgewekt.

Door het toepassen van de verdere hoog-frequent excitatiepuls kunnen de meetcycli sneller op elkaar volgen zonder dat daarbij de signaalsterkte van een kemspin-resanantiesignaal in op eenvolgerde meetcycli in ernstige mate negatief wordt beïnvloed. Enig niet significant signaalver-25 lies zal wel optreden, maar de opgewekte resonantiesignalen zullen echter andere informatie bevatten, die tot een andere intensiteitsverdelïng in een beeld leidt. Hst toepassen van de verdere hoog-frequent excitatie-pulsen levert dus niet alleen een kortere meetcyclus cp maar tevens extra beeldinformatie, welke zal afhangen van de tijdsduur tussen de elkaar 30 opvolgende pulsen.

De verdere hoog-frequent excitatiepuls geeft vooral dan het gewenste resultaat als de invloed van(fasedraaiing vanwege) veldinhonogeni-teiten (van het stationaire uniforme hoofdveld; Bo-veld) en van de ingeschakeld geveest zijnde gradientmagneetvelden of ander bewust aangebracht 35 inhomogeniteit te niet zijn gedaan.

Bij de werkwijze ligt de wachttijd na de verdere hoog-frequent excitatiepuls tot het begin van een volgende meetcyclus in dezelfde orde van grootte als de tijd tussen de hoog-frequent 180° puls en de verdere 840 0 9 9 1 PHN 10995 4 r * t i hoog-frequent excitatiepuls, hetgeen betekent dat de totale tijd voor het nemen van een voor N.M.R. beeld (zonder significant signaalverlies) noodzakelijk aantal bemonsteringen een factor 3 tot 10 korter is dan de tijd, die bij de stand van de techniek nodig zal zijn.

5 Mat de merkwijze volgens de uitvinding wordt bijvoorbeeld in een vlak van een lichaam een kernspindichtheidsverdeling gemeten, indien na selectieve excitatie van dat vlak tijdens de voorbereidingstijd (in overeenstemming met de bekende stand van de techniek) een eerste gradientveld wordt aangelegd en tijdens de meettijd een ander gradient-10 veld, waarvan de gradientrichting dwars op de gradientrichting van het eerste gradientveld staat, wordt opgewekt. Met de werkwijze volgens de uitvinding is het ook mogelijk om plaatsafhankelijke kernspinresonantie-spectra te bepalen (plaatsafhankelijke kernspinspectroscqpie), indien tijdens, de meettijd in tegenstelling tot bij de bekende bepaling 15 van een kernspindichtheidsverdeling geen (stationair) gradientveld wordt aangelegd. Door bijvoorbeeld toepassing van selectieve excitatie en het aanleggen van twee gradientvelden (met twee dwars staande gradient-richtingen in het vlak van excitatie) is met de voorgestelde uitvinding een frequentiespectrum (chemical shifts) van de per beeldelement in dat 20 vlak aanwezige kernspinresonanties te bepalen. Het aantal beeldelementen in het vlak is op de- volgens de stand van de techniek beschreven wijze te kiezen.

Zoals hiervoor is aangegeven is de precessiefrequentie van de kemmagnetisatie M bepaald doorw?=ƒ .B. De gyromagnetische verhouding 25 y hangt enkel van het type kern af, zolang de kern als "vrij” te bescheuren is. Meestal zijn de kernen niet als vrij te beschouwen, omdat ze o.a. invloed ondervinden van bindingselectronen rondom de kern. Dit uit zich in een zogeheten "chemical shift G" de gebonden kern resoneert niet bijtj=^. B maar bij co’ ~y B . (1 -O') . Zowel de hoekfrequentie 30 47® als de verstemmingAiJ = iJ- CJ’ E .0* zijn evenredig met het magneetbeld B. in het algemeen is O* erg klein (orde van grootte : -6 -4 10 tot 10 ).. Indien het magneetveld B sterk genoeg is bijvoorbeeld groter dan 1/T zijn in een ten gevolge van de verschillende <r's verschillende pieken in een opgewekt spectrum te order scheiden, die behoren 35 bij kernen, die elk in een verschillende chemische binding hebben. Zo zijn er in het spectrum van fosfor (31P) in biologische materie pieken te onderscheiden, die behoren bij fosforcreatine, ATP en inorganisch gebonden fosfor (zie bijvoorbeeld "Localized measurements of metabolism 8400991 ' 3 * PHN 10995 5 by NMR nethods”, van R.L. Nünnally, in de Proceedings of an International

Symposium on N.M.R., Bowman-Gray. School of Jtedicine of Wake Forest

University, Winston-Salem, North Carlina, oktober 1-3, 1981, pagina's 181-184). De onderlinge verhoudingen van de sterkte van deze pieken bevat 5 informatie over de metabolische toestand van het weefsel. Het is van nut gebleken zulke spectra als functie van de plaats in het weefsel ofwel in een deel van het te onderzoeken lichaam in kaart te brengen. Hiervoor zijn de in het hiervoor genoenüe Amerikaanse octrooi 4.070.611 beschreven werkwijze en inrichting geschikt, indien tijdens de meettijd (dus bij het 10 bemonsteren van het resonantiesignaal) geen gradientveld wordt ingeschakeld.

Voorgaande wordt toegelicht aan de hand van een voorbeeld, waarin de spectra als. functie van twee plaatscoördinaten (bijvoorbeeld x, y) warden bepaald, In een eerste stap wordt met behulp van selectieve excitatie een. vlak net een dikte^i z (dwars qp de z-as) geëxciteerd.

15 Daarna warden tijdens de voorbereidingstijd de x en/of y gradientvêlden ingeschakeld. Gedurende de meettijd wordt het opgewekte resonantiesignaal bemonsterd. Tijdens de meettijd is er nu geen gradientveld ingeschakeld, zodat het te meten resonantiesignaal een functie is van beeldfrequenties k , k en van de tijd t. De beeldfrequenties k , k zijn door de x y x y 2Q tijdens de voorbereidingstijd aangelegde gradientvelden Gx en bepaald, zoals verderop nog zal worden toegelicht. Door de msetcyclus een groot aantal malen te herhalen, waarbij steeds gradientvelden Θχ en met verschillende sterkten en/of gedurende verschillende tijdsduren tijdens de voorbereidingstijd zijn ingeschakeld, wordt steeds voor een ander beeld-25 frequentiepaar (kx, k^} een reeks signaalmonsters van resonantiesignalen als functie van de tijd garoten. Op deze wijze wordt een drie dimensionale matrix (kx, k^., t) met signaalmonsters gevuld. Na een 3-D Fourier- transformatie (naar t, naar k en naar k ) wordt uit de drie dimensionale x y gegevensmatrix (k , k , t) een frequentiespectrum gevonden bij punten x y 30 (x, y) in het (selectief geëxciteerde 1) twee dimensionale x-y vlak. De voorgaand beschreven werkwijze kan zeer eenvoudig van een twee dimensionaal vlak naar een volume warden uitgebreid, waarbij na excitatie van een bepaald volume tijdens de voorbereidingstijd drie gradientvelden worden ingeschakeld, waarna bij bemonstering (bij afwezigheid, van gradientvelden) 35 een tijdsignaal wordt gemeten behorend bij een frequentietrio (k , k , x y k ), Door veelvuldig herhalen van de meting met steeds andere sterkten z van de gradientvelden G , G , G_ (of andere waarden van tijdsduur ge-durende de welke de gradientvelden zijn ingeschakeld) tijdens de voorberei- 8400991 * * , 9 PHN 10995 6 dingstijd wordt een vier dimensionale matrix (kx, k^., k^, t) met signaal-monsters gevuld. Na een 4-D Fouriertransformatie (naar t, naar k ,

X

naar k en naar k ) wordt een frequentiespectrum verkregen bij elk punt y z (x, y, z) in het hiervoor genoemde volume. Zoals reeds eerder is aange-geven mag een te onderzoeken object tijdens alle op elkaar volgende g wacht-, voorbereidings- en meettijden niet verplaatst of bewogen worden (of zich verplaatsen, bewegen). Gezien de voorgaand beschreven werkwijze volgens de uitvinding voor het bepalen van een resonantiespectraverdeling is de tijd nodig voor het maken van een beeld van de plaatselijke kern-10 spinresonantiespectra (net een resolutie, die ten minste even hoog is als bij het toepassen van de bekende Fourierzeugmatografietechniek) aanzienlijk bekort hetgeen van voordeel is,

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding heeft de werkwijze volgens de. uitvinding tot kenmerk, dat na de verdere hoog-15 frequent excitatiepuls na een tijdsverloop T eenzelfde cyclus van hoogfrequent pulsen en bijbehorende gradientmagneetvelden wordt doorlopen, waarbij ten minste een pulsinterval tijdens de eerste cyclus van een daarmee corresponderende pulsinterval in de tweede cyclus verschilt. Worden de bemonsteringssignalen volgens de .voorkeursuitvoeringsvorm van de 2fl werkwijze genomen, dan blijkt dat hiermee, in het uiteindelijk te bepalen beeld sterke kontrastveranderingen worden bereikt. Uit de stationaire oplossing van de Bloch-vergelijkingen blijkt, dat in het resonantie-signaal in de. tweede cyclus negatieve signalen optreden, die deze kon-trastverhoging bewerkstelligen.

25 De inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding heeft tot kenmerk, dat de besturingsmiddelen voorgeprogrammeerde ccmputermiddelen omvatten voor het opwekken en toevoeren van stuursignalen aan- de middelen voor het opwekken van hoog-frequent elektromagnetische straling, met welke stuursignalen een instelbare puls sequentie opwekbaar is van 90° en 180° excitatiepulsen, waarbij een tijdsduur 3° o tussen twee laatst opgewekte .180 excitatiepulsen twee maal zo lang is als de tijdsduur tussen de laatste 180° excitatiepuls en een daarop volgende verdere 90° excitatiepuls. Met voorgaand beschreven inrichting is qp eenvoudige. wijze een werkwijze volgens, de uitvinding uit te voeren en zonodig 3g aan te passen (bijvoorbeeld bij het benutten van de veranderingen in kontrast in het NMR beeld) aan de aard van het te onderzoeken object.

De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van in tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld, in welke tekening ; $ 4 o o 9 91 • *ί 1 * ΕΉΝ 10995 7 figuur 1 schematisch een opstelling van een spoelenstelsel van een inrichting voor het uitvoeren van een werkwijze volgens de uitvinding, figuur 2 een blokschema toont van een inrichting voor het uit-5 voeren van de werkwijze volgens de uitvinding, figuur 3a en 3b eenvoudige uitvoeringsvormen en werkwijzen volgens de stand van de techniek uitbeelden, figuur 4 een uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uit-vinding weergeeft, 10 figuur 5 een voorkeursuitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding uitbeeldt, en figuur 6 een deel van een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding toont.

In figuur 1 is een spoelenstelsel J_0 af geheeld, dat deel uit-15 maakt van een inrichting 15_ (figuur 2), die wordt gebruikt voor het bepalen van een kernmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam 20, Het deel heeft bijvoorbeeld een dikte Az en ligt in het x-y vlak van het getekend x-y-z coördinatenstelsel, De y-as van het stelsel is daarbij loodrecht cp het vlak van tekening omhoog gericht. Met het spoelenstelsel 20 _10_ wordt een uniform stationair magneetveld Bo met een veldrichting parallel aan de z-as, drie gradientmagneetvelden G , G , G net een veldrichting x y z parallel aan de z-as en met een gradientrichting parallel aan rëspectie-velijk de x, y en z-as en een hoog-fregeunt magneetveld opgewekt. Het spoelenstelsel _10 bevat daartoe enkele hoofdspoelen 1 voor het opwekken 25 van het stationaire uniforme magneetveld Bo. De hoofdspoelen 1 kunnen bijvoorbeeld cp het oppervlak van een bol 2 zijn geplaatst, waarvan het middelpunt in de oorsprong 0 van het weergegeven cartesisch coördinatenstelsel x, y, z ligt, waarbij de assen van de hoofdspoelen 1 samenvallen met de z-as .

30 Verder bevat het spoelenstelsel 10 vier spoelen 3a, 3b waarmee het gradientraagneetveld G wordt opgewekt. Een eerste stel 3a wordt

Z

daartoe in tegengestelde zin ten opzichte van de doorstroming van het tweede stel 3b net een stroom bekrachtigd, hetgeen in de figuur met O en ® is aangegeven. Hierbij betekent <*) een in de doorsnede van de 33 spoel 3 gaande stroom en & een uit de doorsnede van de spoel komende stroom.

Het spoelenstelsel _10. bevat verder een viertal rechthoekspoelen 5 (slechts twee zijn weergegeven) of een viertal andere spoelen zoals 8400991 , PHN 10995 8 * 1 . £ bijvoorbeeld. "Golay-coils" voor het opwekken van het gradientmagneetveld G r Voor het opwekken van het gradientmagneetveld G 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 5 1 is verder nog een spoel 11 weergegeven, waarmee een hoog-frequent elec-tromagnetisch. 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 spoelen 1, 3, 5, 7 en 11, die aan de hand van figuur 1 reeds werden .

10 toegelicht, stroomgeneratoren respectievelijk 17, 19, 21 en 23 voor het bekrachtigen van de spoelen respectievelijk 1, 3, 5 en 7 en een hoog-frequent. signaalgenerator 25 voor het bekrachtigen van de spoel 11. De inrichting 15 bevat ook een hoog-frequent signaaldetector 27, een demodulator 28, een bemonsteringsschakeling 29, verwerkingsmiddelen 15 zoals een analoog-digitaal omzétter 31,. een geheugen 33 en een rekenschakeling 35 voor het uitvoeren van een Fouriertransformatie, een stuureenheid 37 voor het sturen van de bemonsteringstijdstippen en verder een weergeef inrichting 43 en centrale besturingsmMdelen 45, waarvan de functies en onderlinge relaties verder zullen warden toegelicht.

20 Met <3e geschetste inrichting 15 wordt een werkwijze voor het bepalen van de kemmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam 20 zoals hieronder beschreven uitgevoerd» De werkwijze omvat een veelvuldig herhalen van een meetcyclus, die op zich weer (¾) te delen is in verscheidene stappen. Bij een meetcyclus wordt een deel van de in het 25 lichaam aanwezige kernspins resonant geëxciteerd. Het resonant exciteren van de kernspins geschiedt door het inschakelen van de stroomgenerator 17 vanuit de centrale besturingseenheid 45,waardoor de spoel 1 wordt bekrachtigd en bekrachtigd blijft gedurende een gewenst aantal meetcycli. Hierdoor wordt er een stationair en uniform magneetveld Bo opgewekt.

30 Verder wordt de hoogfrequent generator 25 gedurende een korte tijd ingeschakeld, zodat de spoel 11 een hoogfrequent elektromagnetisch veld (r.f. veld) opwekt. Door de. aangelegde magnetische velden kunnen de kernspins in het lichaam 20 worden geëxciteerd, waarbij de geëxciteerde kem-magnetisatie een zekere hoek, bijvoorbeeld 90° (90° r.f. puls), maakt 35 met de richting van het uniforme magneetveld Bo. Waar en welke kernspins worden geëxciteerd hangt onder meer af van de sterkte van het veld Bo, van een eventueel aan te leggen gradientmagneetveld en van de hoekfre-quentie h? van het hoog-frequent electranagnetische veld, daar aan de 8400991 * t »*. · EHN 10995 9 vergelijking47q =^. Bo (1) moet worden voldaan, waarin de gyromagne-tiscbe verhouding is, (voor vrije protonen, bijvoorbeeld H2Q protonen is deze <^2 77: = 42.576 MHz / T). Na een excitatietijd wordt de hoog* frequent generator 25 uitgeschakeld door de centrale besturingsmiddelen 5 45. Het resonant exciteren geschiedt telkens aan iet begin van elke neetcyclus. Voor scsrmige uitvoeringsvormen worden er gedurende de neet-cyclus ook r.f. pulsen opgewekt. Deze r.f. pulsen zijn dan bijvoorbeeld een serie samengesteld uit 180° r.f. pulsen, die periodiek worden opgewekt. In dit laatste voorbeeld spreekt men van "spin-echo". Spin echo 10 is onder andere beschreven in het artikel van I.L. Pykett "NMR in Medicine" gepubliceerd in Scientific American, mei 1982.

Tijdens een volgende stap warden er signaalmansters verzameld. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van de gradientvelden die door de generatoren 19, respectievelijk 21, 23 warden opgewekt onder besturing 15 van de centrale besturingsmiddelen 45. Het detecteren van het resonantie-signaal (FID-signaal genoemd) geschiedt door het inschakelen van de hoogfrequent detector 27, de demodulator 22, de bemonsteringsschakeling 29, de analoog-digitaal omzetter 31 en de stuureenbeid 37. Dit FID-signaal is ontstaan doordat ten gevolge van de r.f. excitatie puls de kemmagnetisa-20 ties zijn gaan precederen rond de veidrichting van het magnetischs veld Bo. Deze kemmagnetisatie induceert nu in de detectiespoel een inductie-spanning waarvan de amplitude een maat is voor de kemmagnetisatie.

De van de bemonsteringsschakeling 29 afkomstige analoge bemonsterde FID-signalen warden omgezet in digitale vorm (omzetter 31) en 25 zo in een geheugen 33 opgeslagen. Na het nemen van een laatste signaal-monster op een moment tg warden door de centrale besturingsmiddelen 45 de generatoren 19, 21 en 23, de bemonsteringsschakeling 29, de stuureenbeid 37 en de analoog-digitaal omzetter 31 stopgezet.

Het bemonsterde FID-signaal is en blijft in het geheugen 33 op-30 geslagen. Hierna wordt een volgende neetcyclus uitgevoerd,waarbij een daarbij opgewekt FID-signaal wordt opgewekt, bemonsterd en in het geheugen 31 opgeslagen. 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 2-D of 3-D Fourier transformatie (dit hangt af 35 van het gebruik van de gradientmagneetvelden, waarbij de FID-signalen respectievelijk opgewekt en bemonsterd warden.

In figuur 3a is een voorbeeld van een neetcyclus volgens de stand van de techniek weergegeven, die mede aan de hand van de inrichting 8 4 0 0 9 9 f » to * ' PHN 10995 10 15 in figuur 2 zal worden toegelicht. Met behulp van de hoog-frequent spoel 11 wordt na het inschakelen van de hoofdspcelen 1, die een stationair, homogeen magneetveld Bo opwekken, een 90° puls opgewekt. Het daarna, optredende resonantiesignaal F1 laat man bij toepassing van de 5 spinechotechniek uitsterven, en na een tijd t ^ wordt net de hoogfrequent spoel 11 een 180° puls gegenereerd. Gedurende een deel van de tijd tv1 wordt net kromten en aangeduide gradientvelden G^ en Gy opgewekt om een verderop nog te beschrijven reden. Na een tijdsduur V die even groot is als t^ zal een.net de 180° puls P2 opgewekt echo-1P resonantiesignaal een piekwaarde bereiken. Het toepassen van de zogenaande spinechotechniek (180° puls P2) voorkomt het optreden van fasefouten in de door kernspins opgewekte resonantiesignalen, welke fasefouten vantage inhomogeniteiten in het stationaire magneetveld Bo optreden. Bet echoresonantiesignaal wordt telkens na een bemonsterings-W interval t^ bemonsterd, waarbij een met een kromme G2 aangeduid gradient-veld G„ aanwezig is.

Λ ,

Het is bekend, dat de fasehoek van een magnetisatie op een punt x in een gradient-magneetveld G bepaald is door

(V

2q J (f » G ..x.d'C'. Dan is een beeldfrequentie k te definiëren als :

Λ X

k = ή* I G •dt' . Er wordt dus na elke bemonsteringstijd t steeds een bij een andere beeldfrequentie k behorend signaalmonster bepaald.

Λ

De op* elkaar volgende beeldfrequenties tonen een beeldfrequentieverschil · Er is nu in te zien,dat indien de voorgaand 25 beschreven rreetcyclus wordt herhaald, waarbij voordat bet bemonsteren plaatsvindt, enige tijd een gradientveld G is. aangelegd, signaalmonsters ¥ warden verkregen, die behoren bij beeldfrequentieparen (k , k ). Indien x y geen gradientmagneetveld G^, aanwezig is, dan warden signaalmonsters ge- 30 wonnen, 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 , waarbij de beeldfre- x y quenties lopen van -3c tot +3c en van -k__tot +k „ , uit deze . xm xm ym ym groep van signaalmonsters via een 2-D Fouriertransforzxatie een magnetisa-35 tie verdeling in een x-y-vlak is te bepalen, waarbij jk^J en jk^j de hoogste beeldfrequenties zijn die in de matrix voorkomen. Voor het bepalen van een kernmagnetisatieverdeling is het dus nodig signaalmonsters te nemen, die behoren bij beeldfrequenties tussen -k „ en +k . en tussen xm xm 8400991 ma 10995 11 - * -k^ en +k^ni. De beeldfrequentie k is bepaald door : = /·ƒ g3 <*> . d f r en beeft dus in een neetcyclus een

Vi 5 constante waarde. De beeldfrequentie k wordt door de gradientvelden en G2 bepaald, waarbij de sterkten en duur van die velden zodanig op elkaar is af gestemd, dat op bet moment t het signaalmonster behorende bij het beeldffequentiepaar (0, k^) wordt genomen. Voorgaande houdt in dat : j/· G1 (r) . dr = ff. g2 (V) . dtr

Vl * v2 ïtordt nu Γ. <3^ (zr) , dtr zo ingesteld dat de integraal gelijk t\, 15 Vï is aan tk^, dan hoort het eerste signaalmonster, dat op het moment t = t wordt genoten bij het beeldfrequentiepaar (-k , k ) Na verloop s xm y van een tijd T van de met de puls gestarte meetcyclus wordt een volgende meetcyclus met eenzelfde meetpuls P' gestart cm een nieuwe reeks ^ signaalmonsters te nemen, die behoren bij beeldfrequentieparen (kx, k^), waarbij kx variabel is en k^. constant en van te voren is vastgelegd, doordat in de periode V tussen de pulsen P.j en P£ een gradientveld GJj en een gradientveld G| (met een andere sterkte) is aangelegd. De tijd T, die verstrijkt tussen het begin van twee-meetcycli, is bij de werkwijzen volgens de stand van de techniek 0,5 a 1 seconde. Indien men 25 deze tijd verder inkort dan zal dat ten koste van het kemspinsignaal van de volgend meetcyclus gaan daar een wezenlijk deel van de geëxciteerde kemspin een ten opzichte van die kortere tijd een relatief langere relaxatietijd heeft. Enkel dat deel van de kemspins die wel in de richting van het hoofdveld Bo teruggerelaxeerd zijn zullen dan een bijdrage in 30 het spin-echosignaal leveren.

Indian tijdens de meettijd geen gradientveld aanwezig is, zoals in figuur 3b is weergegeven (in figuur 3b hebben alle pulseödie ookinfig. 3a zijn weergegeven overeenkomstige verwij zingscijfers) worden slgnaalrron-^ sters genomen, die een functie zijn van kx, k en de tijd t. Met de in figuur 3b getoonde meetcyclus wordt rij na rij van een drie dimensionale matrix (kx, k^, t) gevuld, waaruit na een 3-D Fouriertransformatie een 3-D matrix met gegevens (x, y, f) wordt verkregen : een (x,y) plaatsafhankelijk frequentiespectrum (f).

8400991 * PHN 10995 12

De tijd, die voor het uitvoeren van werkwijzen zoals die in figuur 3a en b zijn uitgebeeld, kan aanzienlijk bekort worden, hetgeen aan de hand van figuur 4 en 5 zal worden toegelicht.

In figuur 4 is een meetcyclus van een werkwijze volgens de 5 uitvinding weergegeven. Deze meetcyclus is in feite identiek aan een van de neetcycli in figuur 3a en b. Omwille van de duidelijkheid zijn in figuur 4 geen gradientvelden en enkel de relevante kemspin-echosignalen veer gegeven. Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt echter na een tijd t„ na het moment van echo van het opgewekte kernspin-echosignaal F_ ^ O ^ 10 een hoog-frequent 180 puls opgewekt. Tijdens het daarmee opgewekt kernspin-echosignaal F^ wordt een verdere hoog-frequent excitatiepuls P^ opgewekt. Bij voorkeur valt het zwaartepunt van de (gausspulsvormige) hoog-frequent excitatiepuls- sairen met het itotent van echo van het echosignaal Fy Met de pulsen P^ en P^ wordt het volgende beoogd.

IS Met de 180° puls P^ worden de dwars pp het hoofdveld Bo gerichte componenten van de kemmagnetisaties in fase (qp het moment van echo) gebracht, mits de door de gradientvelden en andere (bewust aangebrachte) veldinhamogeniteiten veroorzaakte faseverschillen worden gecompenseerd. Daardoor zijn. deze componenten van de magnétisaties net de verdere 20 hoog-frequent excitatiepuls P^ eenvoudig van richting te veranderen.

De fase van de hoog-frequent exciatiepuls P^ ten opzichte van de resulterende fase van de kernmagnetisaties qp het moment van echo bepaalt, welke richtingsverandering van de in. fase gebrachte componenten van de kernmagnetisaties plaatsvindt. Als de fase van de (selectieve) electro- 25 magnetische puls Ρ·^ op 0° wordt gesteld en wordt deze puls P^ gedefinieerd als een x-puls, dan is een hoog-frequent 180° puls P2 in het algemeen een x- of een -x-puls (in fase of in tegenfase met P^) of een y- of een -y-puls. Ook kunnen evenwel pulsen net een andere fase worden toegepasto 30 Is de hoog-frequent 180° puls P'2 een x-puls dan wordt bij voorkeur een tweede echos ignaal F^ opgewekt met een -x-180° puls P^. Hierdoor worden mogelijke effecten, van inhamogeniteiten van het hoogfrequent veld en van het. staionaire magneetveld Bo, die de sterkte en de fase van het,eerste kernspin-echosignaal F2 beïnvloeden compenseerd.

35 De twee opeenvolgende kemspin-echosignalen F2 en F^ hebben dan respectievelijk bij deze pulscyclus P^ - P2~ P^ bijvoorbeeld een. -y en een +y fase. Nu wordt tijdens het tweede kernspin-echosignaal F_ een verdere hoog- O ** frequent 90 (selectieve) excitatiepuls P4 opgewekt. Het hangt van de fase 8400991 * i c PHN 10995 13 van de puls P^ af, walke richtingsveranderingen de kernmagnetisaties zullen ondergaan. Is de puls P^ een -x-puls dan warden de aanwezige dwarseomponenten van de kernmagnetisaties teruggezet in de richting (positieve z-as) van het stationaire magneetveld Bo. Bij een +x-puls worden 5 de genoemde dwarseomponenten juist tegen de richting (negatieve z-as) van het magneetveld Bo ingezet. In het algemeen kan gesteld worden dat de fase van de verdere hcog-frequent excitatiepuls of 90° voorijlt of 90° naijlt op de resulterende fase van de kernmagnetisatie op het moment van echo.

De verdere excitatiepuls P^ zet de dwarseomponenten dus terug in de even-10 wichtspositie of juist tegen de richting van het stationaire magneetveld Bo in. Bij generatie van meer dan een kernspin-echosignaal en/of gebruik van een excitatiepuls met een andere fase bij de start van een meetcyclus kan eenvoudig worden afgeleid, velke fase het verdere h.f. excitatiesignaal dient te hebben, indien de dwarseomponenten van de magneti-15 satie in de richting of tegen de richting van het magneetveld Bo moeten warden gezet* Hetgeen uiteindelijk bereikt wordt hangt af van de in de meetcyclus gebruikte pulssequenties en van de relaxatietijd en T2 van het te onderzoeken object.· Wordt een meetcyclus uitgevoerd zoals in figuur 4 is weergegeven dan is de tijdsduur van deze meetcyclus 200 20 msec.. Na de (selectieve) excitatiepuls P^ (+x. 90° puls) volgt nu t^ (= 25 msec) een +x, 180° puls P2* waarna- een echosignaal optreedt dat wordt bemonsterd. De puls P3 is een -x 180° puls, die na 50 msec, op P2 volgt, zodat de verdere hoog-frequent excitatiepuls P^ na 25 msec, moet volgen. Na deze puls P^ (+x, 90° puls) volgt een wachttijd van 100 msec., 25 zodat de totale meetcyclus ongeveer 200 msec, duurt, hetgeen beduidend korter is als de tijdsduur T van 500 msec, a 1 seconde bij een meetcyclus (figuur 3a en b) volgens de stand van de techniek. Uit te rekenen is dat na regelmatig een hele reeks kernspin-echosignalen te hebben gegenereerd de signaalsterkte cp het narent van de echo (in de dynamische statio-30 naire toestand) gelijk is aan : {l ~exp (H^/T^. exp (-2tj/T2) S1 = k*Mo * -* - - - 1 - exp (-(tT + t2 + t3)/T2 . exp (-t^/T^) 35 waarin Mq de geïnduceerde kernmagnetisatie in thermisch evenwicht is en k de instrumentele parameters representeert. Voor to « , T2 en ook voor to^CT^ T2 waarbij i = 1* 2, 3 of 4 geldt : S1Λ k.MQ exp(-2t^/T2), hetgeen de signaalsterkte is die optreedt bij 8400991 EHN 10995 14 volledige relaxatie naar thermisch evenwicht. Zo er geen verdere hoogfrequent excitatiepuls wordt gebruikt, treedt dit alleen op voor V Het is evident dat bij het toepassen van de verdere excitatie-pulsen niet. volledig hetzelfde beeld als bij volledige relaxatie van 5 de magnetisaties wordt verkregen, maar in de praktijk is gebleken dat de wachttijd tussen, de opeenvolgende bemonsteringen aanzienlijk in te korten is, terwijl geen significant signaalverlies optreedt en een informatierijk beeld over de kernmagnetisatieverdeling wordt verkregen.

In figuur 5 is een voorkeursuitvoeringsvorm van een werkwijze 10 volgens de uitvinding weergegeven. De meetcyclus volgens deze werkwijze bevat in feite twee cycli, die eenzelfde pulssequentie hebben, waarbij (enkele) tijdsintervallen tussen de pulsen in de twee cycli verschillend zijn. In het gegeven voorbeeld zijn de. hoog-frequent 90° en 180° pulsen in de eerste en tweede cyclus gelijk aan de 90° en 180° pulsen uit figuur 4.

15 Zo zijn ook de tijdsintervallen t^ , t^, t2. , t^ respectievelijk gelijk aan t^, t 2, t2, t^. Het tijdsinterval t| is groter dan het tijdsinterval t^. Er is nu af te leiden uit de stationaire oplossing van de Bloch-vergelijkingen dat in het in de tweede cyclus opgeroepen kern-spin-echos ignaal negatieve signalen op kunnen treden, hetgeen leidt tot 20 kontrastveranderingen (andere intensiteitsverdelingen) in het te reconstrueren NMR beeld van het af te beelden object. Buiten de reeds genoemde meettijdverkorting (de in figuur 5 weergegeven tijdsduren. enT" zijn zo te kiezen, dat deze samen korter zijn dat de meettijd T in figuur 3a of 3b) wordt dus tevens de mogelijkheid gegeven on andere informatie in 25 een NMR beeld te brengen, waarbij deze informatie af zal hangen van de in de elkaar opvolgende cycli toegepaste tijdsintervallen.

Er is nog op te merken, dat in de hierboven gegeven voorbeelden 90° en 180° excitatiepulsen zijn gebruikt. Uiteraard kunnen ook andere pulshoeken warden toegepast zowel aan het begin (P^, P^j) van een cyclus 30 als ook voor de verdere hoog-frequent puls (P^, P|) aan het einde in de meetcyclus (al dan niet bij selectieve excitatie).

Voor het kiezen/instellen van een bepaalde pulssequentie en bijbehorende tijdsintervallen voor een meetcyclus wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van voorgeprogrammeerde ccmputermiddelen. In een uit-35 voeringsvorm van de inrichting 15 (figuur 2) omvatten de centrale be-sturingsmiddelen 45 een voorgeprogrammeerde computer 51 met een in- en uitgifte station 52 voor besturingsgegevens en een pulsprogrammagenerator 52 (zie figuur 6). Uitgangen 55 van de pulsprogrammagenerator 53 zijn via 8400991 1 « } PHN 10995 15 de bus 50 (zie figuur 2) verbonden net de door de generator 53 te besturen stroomgeneratoren 19, 21, 23 en 25 voor de spoelen 3a, b 5, 7 en 11. Uiteraard kunnen de uitgangen 55 ook rechtstreeks net de genoemde generatoren verbanden zijn. De computer (van het type Philips P857) is 5 met het hierna als aanhangsel te geven prograitma geprograitmeerd en stuurt met behulp van het prograrana en via het station 52 in te geven besturings-gegevens de pulsprograranageneratar 53 (van het type Nicolet 293B).

De in het progr arana gebruikte instructieset (derde kolom in het programma) is de instructieset van de pulsprograranageneratar 53 (met uitzondering 10 van de instructie : JSA, die een spronginstructie naar het startadres bewerkstelligt). De vierde kolom definiert steeds een tijd, gedurende de welke de uitgangssignalen op de uitgangen van generator 53 aanwezig dienen te zijn. De vierde kolom van het programma geeft in bexadecinale code (met uitzondering van de letter S) de toestand van de uitgangen van de gene-15 rator 53 aan. De vijfde kolom geeft een adres- of geheugenplaats weer.

Het symbool I in de zesde kolom duidt op de aanwezigheid van een interrupt, die met een deel van de aan de uitgangen 55 van de generator 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), 20 b het cmkeren van de fase van een excitatiepuls of c indicatie van het begin van een nieuwe pulssequentie. Bij het in het aanhangsel gegeven programma wordt voor de 90° excitatiepulsen uitsluitend van + of - y , pulsen en voor de 180° pulsen wordt uitsluitend van + of - x pulsen gebruik gemaakt.

25 Ofschoon aan de hand van fig. 3b het bepalen van kernspin- resonantiespectra is beschreven onder de conditie dat tijdens de meettijd geen stationair gradientmagneetveld aanwezig is, is zulk. een bepaling, waarbij signaalmonsters worden genomen bij aanwezigheid van een gradientmagneetveld tijdens de meettijd, zeer vel mogelijk. Indien 30 na excitatie een def aseringstijd 1¾ wordt gewacht met het aanleggen van enig gradientveld (bijvoorbeeld tijdens de voorbereidingstijd), waarna twee gradientvelden worden aangelegd om daarna bij aanwezigheid van een derde gradientveld signaalmonsters te namen, dan kan eveneens een 4-D mztrix (k , k , k , t)mat signaalmonsters worden gevuld mits de X y z 35 genoemde defaseringstijd Φ voor elke meetcyclus verschillen! is. Na 4-D Pouriertransformatie wordt dan veer het gewenste·, spectrum als functie van x,.y, z gevonden.

Bij de hiervoor beschreven voorbeelden zijn de kernmagnstisatie- 8400991 PHN 10995 16 verdelingen steeds bepaald via Fouriertransformatie (Fourierzeugmatogra-fie).. Er wordt erop gewezen dat de werkwijzen volgens de uitvinding zich ook tot de werkwijzen volgens de zogenaamde projectiereconstructie-methoden uitstrekken/ zoals die in het Philips Technisch Tijdschrift, 5 jaargang 41, nr. 3, 1983, pagina's 73-89 zijn beschreven.

10 15 20 25 30 35 8400991 EHN 10995 17

0 PP0Q27 8 NAME OF PULSE PROGRAM

1 631006 s VERSION DATE OF PULSE PROGRAM

2 100 s DWELLTIME IN MICRO-SECONDS. («4 * Dll) 3

4 THIS PULSE PROGRAM HEADER CONTAINS THE CODED DESCRIPTION OF 4 RF PULSE

5 SEQUENCES.THE FIRST THREE ARE TO BE USED FOR NMR IMAGING USING DRIVEN

6 EQUILIBRIUM TECHNIQUES.THE LAST ONE IS FOR COMPARISON PURPOSES AND

7 MAKES NO USE OF DRIVEN EQUILIBRIUM TECHNIQUES.THIS LAST RF PULSE

8 SEQUENCE IS COMMONLY KNOWN AS SATURATION RECOVERY RF PULSE SEQUENCE.

9 ONE CAN CHOOSE FROM ONE OF THE FOLLOWING RF PULSE SEQUENCES s 10 11 (0) TZP RF PULSE SEQUENCE s 12 13 P(90) - TAU - P(180) - 2*TAU - P<180) - TAU - P(RESET) - (DO + 44) 14 15 (1) VZP RF PULSE SEQUENCE : 16 17 P(90) - TAU - P(180) - 2*TAU - P(180) - TAU - P(RESET) - P(180> - 18 (DO + 44) 19 20 (2) VZP-VZP RF PULSE SEQUENCE 8 21 22 P(90) - TAU - P(180) - 2*TAU - P(I80> - TAU - P(RESET) - P(180) - 23 (DIO + 44) - P(90) - TAU - P (180) - 2*TAU - P(180) - TAU - 24 P(RESET) - P(180) - (DO + 44) 25 26 (3) SATURATION RECOVERY RF PULSE SEQUENCE s 27 28 P(90) - TAU - P(180) - 2*TAU - P(180> - TAU - (DO + 44) 29

30 0 5 START ADDRESS OF PULSE PROGRAM

31 * 0 FOR TZP (RESET CYCLE)* SEQ.TIME = 144 + DO MS.

32 * 1 FOR VZP (SET CYCLE)* SEQ.TIME = 144 + DO MS.

33 * 2 FOR VZP-VZP (2 * SET CYCLE)* SEQ.TIME * 288 + DO + DIO MS.

34 = 3 FOR SATURATION RECOVERY* SEQ.TIME = 144 + DO MS.

35 κι*********************************************************************** 36 COUNTER VALUES : 37

38 256 J Cl * NUMBER. OF TIME-SAMPLES IN ECHO

39 END ? 40 ************************************************************************ 41 DURATION VALUES s (B0*D1*D2*...........*B14) 42 43 256M * DO = T(P(90)> - T(P((RE)SET)> - 44 MSEC.

44 3M*9M*1M ? DURATIONS 1*2 AND 3 45 1QM*6M v DURATIONS 4 AND 5 46 7M*1M*1.2M*8M * DURATIONS 6*7*8 AND 9 47 56M * DIO - T(P(90>) - T(P((RE)SET)) - 44 MSEC.

48 25U*19.53U 5 DURATIONS 11*12 D12 * .5 * D4/C1 49 3M*2M % DURATIONS 13*14 50 END ? 51 ************************************************************************ 52 PULSE MENUES s 53

54 O 3UC D2 S8900E 7 I ? START FOR TZP * RESET WAVEFORM GENERATOR

55 1 3UC D2 S8900E 50 I J START FOR VZP * 56 2 3UC D2 S890QE 94 I ? START FOR VZP-VZP * 99 57 3 3UC D2 S8900E 136 I * START FOR RH0-T2 * ” t -·"* t ¢400991 ΡΗΜ 1099-5 18 58 4 3UC D2 S890QE 178 X 9 START ADJUSTMENT VZP/TZP CYCLE r »» 59

60 7 NOP Dl SOOÈÖE 9 START/STOP GRADIENTS

61 8 NOP D13 SOOOOE I

62 9 NOP Dl SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

63 10 NOP D1 SOOOOE 9

64 11 NOP D7 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

65 12 NOP D3 SOOOOE 9

66 13 NOP D4 S0013E 9 90 DEGREES +/-Y RF PULSE

67 14 NOP D1 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

68 15 NOP D3 SOOOOE 9

69 16 NOP D7 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

70 17 NOP D6 S5000E I 9 PHASE ALTERNATE Y

71 18 NOP D1 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

72 19 NOP D3 SOOOOE 9

73 20 NOP D7 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

74 21 LD1 D5 S0QF8E Cl 9 180 DEGREES +X RF PULSE > LOAD LOOP COUNTER

75 22 NOP Dl S02E0A 9 START/STOP GRADIENTS

76 23 NOP D8 S0200A 9

77 24 NOP Dl S02E0A 9 START/STOP GRADIENTS

78 25 NOP D3 S02000 9

79 26 3UC D7 S02E00 29 9 START/STOP GRADIENTS

80 27 NOP Dll SOOOOO 9 NS * TDWELL LOOP

81 28 '131 Dll SOOOOO 31 9

82 29 NOP DU S00001 9 ADC SAMPLE PULSE

83 30 3UC Dll S00001 27 9

84 31 NOP D1 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

85 32 NOP D8 SOOOOE 9

86 33 NOP D1 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

87 34 NOP D3 SOOOOE 9

88 35 NOP D7 SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

89 36 NOP D5 S00F8E % 180 DEGREES +X RF PULSE

90 37 NOP Dt SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

91 38 NOP D9 SOOOOE 9

92 39 NOP D1 SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

93 40 NOP D3 SOOOOE I

94 41 NOP D14 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

95 42 NOP D4 S00F3E ? 90 DEGREES TZP (RESET PULSE)

96 43 NOP D1 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

97 44 NOP D3 SOOOOE 9

98 45 NOP D7 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

99 46 NOP D5 SOOOOE 9 NO RF PULSE

100 47 3SA DO SOOOOE I 9 RECYCLE

101

102 50 NOP D1 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

103 51 NOP D13 SOOOOE 9

104 52 NOP D1 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

105 53 NOP D1 SOOOOE 9

106 54 NOP D7 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

107 55 NOP D3 SOOOOE 9

108 56 NOP D4 S0013E 9 90 DEGREES +/-Y RF PULSE

109 57 NOP D1 SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

110 58 NOP D3 SOOOOE 9

111 59 NOP D7 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

112 60 NOP D6 S5000E I 9 PHASE ALTERNATE Y

113 61 NOP D1 SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

114 62 NOP D3 SOOOOE 9

115 63 NOP D7 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

116 64 LD1 D5 S00F8E Cl 9 180 DEGREES +X RF PULSE » LOAD LOOP COUNTER

117 65 NOP Dl S02E0A 9 START/STOP GRADIENTS

8400991 PHN 10995 19 *

118 66 NOP D8 S0200A P

119 67 NOP Dl S02E0A P START/STOP GRADIENTS

120 68 NOP D3 S02000 ?

121 69 3UC D7 S02EO0 72 ? START/STOP GRADIENTS

122 70 NOP Dll SOOOOO P NS * TDWELL LOOP

123 71 131 Dll SOOOOO 74 ?

124 72 NOP Dll S00001 P ADC SAMPLE PULSE

125 73 3UC Dll S00001 70 P

126 74 NOP Dl SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

127 75 NOP D8 SOOOOE ?

128 76 NOP Dl SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

129 77 NOP D3 SOOOOE ?

130 78 NOP D7 SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

131 79 NOP D5 SQ0F8E ? 180 DEGREES +X RF PULSE

132 80 NOP Dl SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

133 81 NOP D9 SOOOOE ?

134 82 NOP Dl SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

135 83 NOP D3 SOOOOE ?

134 84 NOP D14 SOOEOE P START/STOP GRADIENTS

137 85 NOP D4 S00F3E ? 90 DEGREES TZP (RESET PULSE)'

138 86 NOP Dl SOOEOE P START/STOP GRADIENTS

139 87 NOP D3 SOOOOE ?

140 88 NOP D7 SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

141 89 NOP D5 S0018E P 180 DEGREES +X PULSE

142 90 3SA DO SOOOOE I ? RECYCLE

143

144 94 NOP Dl SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

145 95 NOP D13 SOOOOE ?

146 96 NOP Dl SOOEOE F- START/STOP GRADIENTS

147 97 NOP Dl SOOOOE ?

148 98 NOP D7 SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

149 99 NOP D3 SOOOOE F

150 100 NOP D4 S0013E P 90 DEGREES +/-Y RF PULSE

151 101 NOP Dl SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

152 102 NOP D3 SOOOOE ?

153 103 NOP D7 SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

154 104 NOP D6 S5000E I ? PHASE ALTERNATE Y

155 105 NOP Dl SOOEOE P START/STOP GRADIENTS

156 106 NOP D3 SOOOOE ?

157 107 NOP 07 SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

158 108 LD1 D5 S00F8E Cl P 180 DEGREES +X RF PULSE > LOAD LOOP COUNTER

159 109 NOP Dl S02E0A ? START/STOP GRADIENTS

160 110 NOP D8 SQ200A P

161 111 NOP Dl S02E0A ? START/STOP GRADIENTS

162 112 NOP D3 S02000 P

163 113 3UC D7 S02ED0 116 ? START/STOP GRADIENTS

164 114 NOP Dll SOOOOO P NS * TDWELL LOOP

165 115 131 Dll SOOOOO 118 ?

166 116 NOP Dll SOOOOl P ADC SAMPLE PULSE

167 117 3UC Dll SOOOOl 114 ?

168 118 NOP Dl SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

169 119 NOP D8 SOOOOE ?

170 120 NOP Dl SOOEOE ? START/STOP GRADIENTS

171 121 NOP D3 SOOOOE ?

172 122 NOP D7 SOOEOE P START/STOP GRADIENTS

173 123 NOP D5 S00F8E P 180 DEGREES +X RF PULSE

174 124 NOP Dl SOOEOE P START/STOP GRADIENTS

175 125 NOP D9 SOOOOE ?

176 126 NOP Dl SOOEOE P START/STOP GRADIENTS

177 127 NOP D3 SOOOOE ? 8400991 ΡΗΝΊ0995ν 20

178 128 NOP D14 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

179 129 NOP B4 S00F3E 7 90 DEGREES TZP (RESET PULSE)

180 130 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

181 131 NOP D3 SOOOOE 7

182 132 NOP D7 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

183 133 NOP D5 S5018E I 7 180 DEGREES +X PULSE > PHASE ALTERNATE Y

184 134 DUG DIO SOOOOE 1 7 GOTO VZP CYCLE

185

186 136 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

187 137 NOP D13 SOOOOE 7

188 138 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

189 139 NOP D1 SOOOOE 7

190 140 NOP D7 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

191 141 NOP D3 SOOOOE 7

192 142 NOP D4 S0013E 7 90 DEGREES +/-Y RF PULSE

193 143 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

194 144 NOP D3 SOOOOE 7

195 145 NOP D7 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

196 146 NOP D6 S5000E I 7 PHASE ALTERNATE Y

197 147 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

198 148 NOP D3 SOOOOE If

199 149 NOP D7 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

200 150 LD1 B5 S0QF8E Cl ? 180 DEGREES +X RF PULSE f LOAD LOOP COUNTER

201 151 NOP Dl S02E0A 7 START/STOP GRADIENTS

202 152 NOP 'D8 S0200A 7

203 153 NOP Dl S02E0A 7 START/STOP GRADIENTS

204 154 NOP D3 S02000 7

205 155 3UC D7 S02E00 158 7 START/STOP GRADIENTS

206 156 NOP Dll SOOOOO 7 NS * TBWELL LOOP

207 157 131 Dll SOOOOO 160 7

208 158 NOP Dll S00001 7 ADC SAMPLE PULSE

209 159 3UC Dll SOOOOl 156 ?

210 160 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

211 161 NOP B8 SOOOOE 7

212 162 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

213 163 NOP D3 SOOOOE 7

214 164 NOP D7 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

215 165 NOP D5 S00F8E 7 180 DEGREES +X RF PULSE

216 166 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

217 167 NOP D9 SOOOOE 7

218 168 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

219 169 NOP D3 SOOOOE 7

220 170 NOP D14 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

221 171 NOP D4 SOOFOE 7 NO RF PULSE

222 172 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

223 173 NOP B3 SOOOOE 7

224 174 NOP D7 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

225.. 175 NOP D5 SOOOOE 7 NO RF PULSE

226 176 3SA DO SOOOOE I 7 RECYCLE

227

228 178 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

229 179 NOP D13 SOOOOE 7

230 180 NOP D1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

231 181 NOP D1 SOOOOE 7

232 182 NOP D7 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

233 183 NOP D3 SOOOOE 7

234 184 NOP D4 SQ013E 7 90 DEGREES +/-Y RF PULSE

235 185 NOP B1 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

236 186 NOP D3 SOOOOE 7

237 187 NOP D7 SOOEOE 7 START/STOP GRADIENTS

8400991 EHN 10995 21 * *

238 188 NOP Dó S500QE I 9 PHASE ALTERNATE Y

239 189 NOP Dl SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

240 190 NOP D3 SOOOOE 9

241 191 NOP D7 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

242 192 LD1 D5 SQOFSE Cl 9 180 DEGREES +X RF PULSE t LOAD LOOP COUNTER

243 193 NOP Dl S02E0A 9 START/STOP GRADIENTS

244 194 NOP DS SQ200A 9

245 195 NOP Dl SQ2E0A 9 START/STOP GRADIENTS

24Ó 196 NOP D3 S02002 9

247 197 3UC D7 S02E02 200 9 START/STOP GRADIENTS

248 198 NOP Dll 300002 9 NS * TDWELL LOOP

249 199 101 Dll S000Q2 202 9 250 200 NOP Dll S00002 9 251 201 OUC Dll S00002 198 9

252 202 NOP Dl SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

253 203 NOP D8 SOOOOE 9

254 204 NOP Dl SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

255 205 NOP D3 SOOOOE 9

256 206 NOP D7 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

257 207 NOP D5 SOOF8E 9 180 DEGREES +X RF PULSE

258 208 NOP Dl SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

259 209 NOP D9 SOOOOE 9

260 210 NOP Dl SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

261 211 NOP D3 SOOOOE 9

262 212 LD1 D7 SOOEOA Cl 5 START/STOP GRADIENTS

263 213 3UC D7 SQ0EQ8 215 9 START/STOP GRADIENTS

264 214 131 D12 SOOEOO 216 9

265 215 3UC D12 S00E01 214 9 ADC SAMPLE PULSE

266 216 NOP Dl SOOEOE 5 START/STOP GRADIENTS

267 217 NOP D3 SOOOOE 9

268 218 NOP D7 SOOEOE 9 START/STOP GRADIENTS

269 219 3SA DO SOOOOE I 9 RECYCLE

^70 271 END 9 272

273 + s FREE

274 * S FREE

275 * * FREE

276 # s FREE

277 * 5 FREE

278 * 5 FREE

279 * s FREE

280 * s FREE

281 * s FREE

282 * 5 FREE

283 # s FREE

284 * s FREE

285 * s FREE

286 * : FREE

287 * s FREE

288 * s FREE

289 * s FREE

8400991

Claims (11)

1. Werkwijze voor het bepalen van een kernmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam, waarbij een stationair, homogeen magneetveld wordt opgewekt, waarin het deel van het lichaam zich bevindt, en a) een hoog-frequent electromagnetische puls wordt opgewekt voor het in 5 een precederende beweging brengen van de magnetisatie van kernen in het lichaam, waarbij een resonantiesignaal wordt opgewekt; b) waarna na een voorbereidingstijd gedurende een meettijd, die is opgedeeld in een aantal bemonsteringsintervallen, periodiek een aantal (n) signaalmonsters van het resonantiesignaal (FID-signaal) wordt 10 genomen; c) waarna telkens na een wachttijd de stappen a) en b) een aantal malen (n·) worden herhaald voor het verkrijgen van een groep signaalmonsters, waaruit een beeld, van de verdeling, van de geïnduceerde kernmagnetisatie wordt bepaald; 15 met het kenmerk, dat na het nemen van de bemonsteringssignalen een hoogfrequent 180° puls gegenereerd voor het opwekken van een kernspin-echosignaal en dat een door een gradientveld op de kernmagnetisatie uitgeoefende invloed (fasedraiing) te niet wordt gedaan, waarna tijdens het kernspin-echosignaal een verdere hoog-frequent excitatiepuls wordt opgewekt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tijdens het optreden van het maximum van het kernspin-echosignaal de verdere hoogfrequent excitatiepuls wordt opgewekt.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de fase · van de verdere hoog-frequent excitatiepuls 90° voorijlt op de fase van de 25 resulterende fase van de kernmagnetisatie op het moment van écho.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de fase van de verdere hoog-frequent excitatiepuls 90° naijlt op de resulterende fase van de kernmagnetisatie pp het moment van echo.

5. werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat de 30 verdere hoog-frequent excitatiepuls een 90° selectieve excitatiepuls is.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat na de verdere hoog-frequent excitatiepuls na een tijdsverloop T eenzelfde cyclus van hoog-frequent pulsen en bijbehorende gradientmagneetvelden wordt doorlopen, waarbij ten minste een pulsinterval tijdens de eerste cyclus 35 van een daarmee corresponderende pulsinterval in de twee cyclus verschilt.

7. Werkwijze volgens een der conclusies 1 tot en met 6, waarbij tijdens de voorbereidingstijd of een eerste of een eerste en een tweede gradientmagneetveld worden aangelegd, waarvan de gradientrichtingen lood- 8400991 * £ =-PHN 10995 23 recht op elkaar zijn gericht en tijdens de meettijd een verder gradient-veld wordt aangelegd, waarvan de gradientrichting loodrecht op de gra-dientrichtlng van een tijdens de voorbereidingstijd aanwezig gradientveld staat, en dat de integraal over de sterkte van ten minste een gradient-5 veld over de voorbereidingstijd telkens een verschillende waarde heeft bij het herhalen van de stappen a) en b), waarbij uit de groep signaalmonsters na Fouriertransformatie ervan een kernspindichtheids-verdeling wordt verkregen.

8. Werkwijze volgens een der conclusies 1 tot en met 6, waarbij 10 tijdens de voorbereidingstijd ten minste een gradientmagneetveld wordt aangelegd, waarvan de integraal over de sterkte over de voorbereidingstijd telkens een verschillende waarde heeft bij het herhalen van de stappen a) en b), waarbij uit de groep signaalmcaasters na Fouriertransformatie ervan plaatsafhankelijk kemspinresonantiespectra warden verkregen.

9. Vferkwijze volgens conclusie 8, waarbij na opwekking van de eerste hoog-frequent electromagnetische puls een defaseringstijd wordt gewacht, voordat een gradientmagneetveld wordt aangelegd, waarbij bij het herhalen van de stappen a) en b) de defaseringstijd steeds een verschillende waarde heeft.

10. Vferkwijze volgens conclusie 8, waarbij bij hst opdekken van de eerste hoog-frequent electromagnetische puls een selectief gradientmagneetveld wordt aangelegd (selectieve excitatie) en tijdens de voorberei-d ingstijd of twee of drie gradientmagneetvelden worden aangelegd, waarvan de gradientrichtingen loodrecht qp elkaar staan en of via een drie 25 dimensionale of via een vier dimensionale Fouriertransformatie plaatsafhankelijke kemresonantiespectra worden verkregen óf in een vlak óf in een volume van een lichaam.

11. Inrichting voor het bepalen van de kernmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam, welke inrichting bevat : 30 a) middelen voor het opwekken van een stationair homogeen magneetveld, b) middelen voor het opwekken van een hoog-frequent electromagnetische straling, c) middelen voor het opwekken van een gradientmagneetveld, d) bemonsteringsmiddelen voor het banonsteren van een met de onder a) en 35 b) genoemde middelen opgewekt resonantiesignaal, e) verwerkingsmiddelen voor het verwerken van de door de bemonsterings-• middelen geleverde signalen tot een kernmagnetisatieverdeling, en f) besturingsmiddelen voor het besturen van ten minste de onder b) tot en met 5400991 ƒ \ PHN 10995 24 e) genoemde middelen voor het opwekken, conditioneren,bemonsteren en verwerken van een aantal resonantiesignalen, met het kenmerk, dat de fcesturingsmiddelen voorgeprogrammeerde conputer-middelen omvatten voor het opwekken en toevoeren van stuursignalen aan 5 de middelen voor het opwekken van hoog-frequent electromagnetische straling, met welke stuursignalen een instelbare pulssequentie van 90° en 180° excitatiepulsen opwekbaar is, waarbij een tijdsduur tussen twee laatst opgewekte 180° puls en een daarop volgende verdere 90° excitatie-puls. 10 15 20 25 30 35 8400991