NL8402959A - Snelle werkwijze en inrichting voor het bepalen van een kernmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam. - Google Patents

Description

PHN 11.147 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Snelle wekwijze en inrichting voor het bepalen van een kernmagnetisatie-verdeling in een deel van een lichaam.

De uitvinding heeft betrekking op een merkwijze voor let bepalen van een kernspinmagnetisatieverdeling 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 hoogfrequent elektromagnetische puls wordt opgewekt voor let in een precederende beweging brengen van de magnetisatie van de kernen in het lichaam, waarbij een resonantiesignaal wordt opgewekt, b) waarna na een voorbereidingstijd gedurende een meettijd of verscheidene meettijden een alternerend, periodiek gradientmagneetveld 10 wordt opgewekt, welke meettijd (en) is (zijn) opgedeeld in een aantal bemonsterings intervallen voor het nemen van een aantal signaalmonsters van het resonantiesignaal, c) waarna telkens na een wachttijd de stappen a) en b) een aantal malen worden herhaald, waarbij de tijdsduur van de voorbereidingstijd 15 en/of de integraal van ten minste een gedurende de voorbereidingstijd aangelegd gradientmagneetveld over de voorbereidingstijd telkens een verschillende waarde heeft, voor het verkrijgen van een groep signaalmonsters, waaruit na een signaaltransformatie ervan een beeld van een kernmagnetisatie wordt bepaald.

20 De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het bepalen van een kemmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam, welke inrichting bevat : a) middelen voor het opwekken van een stationair, homogeen magneetveld, b) middelen voor het opwekken van hoogfrequent elektromagnetische 25 straling, c) middelen voor het opwekken van een gradientmagneetveld, d) middelen voor het opwekken van een alternerend periodiek gradientmagneetveld, e) bemonsteringsmiddelen voor het nemen van signaalmonsters van een 30 met de onder a) en b) genoemde middelen opgewekt resonantiesignaal bij aanwezigheid van een met de onder d) genoemde middelen opgewekt alternerend gradientmagneetveld, f) verwerkingsmiddelen voor het verwerken van de signaalmonsters tot een 8402959 PHN 11.147 2 kernmagnetisatie verdeling, en g) besturingsmiddelen voor het besturen van ten minste de onder b) tot en met f) genoeitde middelen voor het opwekken, konditioneren, bemonsteren van een aantal resonanties ignalen en voor bet verwerken 5 van de signaalmonsters.

Een dergelijke verkwijze en inrichting zijn bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 82.03519. Bij de bekende werkwijze wordt tijdens de meettijd een alternerend gradientmagneetveld opgewekt, dat periodiek is en een periode heeft, die gelijk is aan het bemon-10 steringsinterval, en wordt per bemonsteringsinterval ten minste een extra signaalmonster genomen.

Zoals in de voorgaand genoemde Nederlandse octrooiaanvrage NL-A 82.03519 is toegelicht, wordt met het toepassen van het alternerende gradientmagneetveld en het nemen van de extra signaalmonsters bereikt, 15 dat ten minste twee rijen van een (twee dimensionale) beeldfrequentie-matrix na bemonstering van een resonantiesignaal (FID- of spinechosignaal) zijn gevuld. Hierdoor wordt de duur van een meetcyclus tot de helft £en derde, een vierde) bij het nemen van een (twee, drie) extra signaalmonster (s) teruggehracht. Daar de duur van een resonantiesignaal 20 slechts enkele tientallen milliseconden bedraagt zal voor het nemen van 128 of 256 signaalmonsters (op een rij in de beeldfrequentiematrix) een bemonster ingsinterval in de orde van grootte van 100 ^asec. nodig zijn, hetgeen betekent dat de frequentie van het extra gradientmagneetveld 10 kHz zal moeten bedragen. Deze relatief hoge frequentie voor 25 het alternerende gradientmagneetveld legt een beperking op het aantal maximaal aantal rijen van de beeldfrequentiematrix, dat door bemonsteren van een enkel resonantiesignaal kan worden gevuld. De maximale afstand Δ k tussen twee rijen, die door bemonstering van een resonantiesignaal worden gevuld, bedraagt 30 Δ k = J/. G (T) . d , waarin de eerste halve o periode is van het periodiek, alternerende gradientmagneetveld, r de 35 gyromagnetische verhouding is en G(t ) het alternerende gradientmagneetveld is. De maximale afstand Δ k bepaalt het maximaal aantal rijen in de beeldfrequentiematrix, dat na bemonsteren van een resonantiesignaal is gevuld, en is evenredig met de amplitude van het aangelegde alternerende 8402959 PHN 11.147 3 gradientmagneetveld. De amplitude van het alternerende gradientmagneet-veld kan niet naar believen vergroot warden, daar de veranderingssnel-heid dG/dt van het alternerende gradientmagneetveld binnen gestelde ge-zondheidsgrenzen moet blijven. Deze veranderingssnelheid dG/dt is 5 evenredig met het produkt van de amplitude en de frequentie van het alternerende gradientmagneetveld. Daar de frequentie (10 kHz) relatief hoog is, zal een maximaal toegestane anplitude snel zijn bereikt.

Zou de tijd nodig voor het verzamelen van alle signaalmonsters tot een kwart bekort willen worden, dan moet de anplitude van het alternerende 10 veld net een faktor 4 worden vergroot.

Het is het doel van de uitvinding om in een merkwijze en in een inrichting te voorzien, waarbij en waarmee gebruik wordt gemaakt van relatief zwakkere hoog frequent alternerende gradientmagneetvelden, de tijd, die nodig is voor het maken van een beeld met een resolutie, 15 die ten minste even hoog is als bij het toepassen van de werkwijze en inrichting volgens de hiervoor beschreven stand van de techniek, voor het maken van drie dimensionale kernmagnetisatieverdelingen aanzienlijk korter is.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft daartoe tot kenmerk, 20 dat gedurende de meettijd een tweede periodiek alternerend gradientmagneetveld wordt aangelegd, waarvan de gradientinrichting loodrecht op de gradientrichting van het eerst genoemde alternerend gradientmagneetveld staat. Bij de werkwijze volgens de uitvinding worden de signaalmonsters tijdens een enkel FID-signaal niet slechts lang een 25 beeldfrequentielijn of in een plat beeldfrequentievlak gemeten, maar in een 3D-deel van de beeldfrequentieruimte, die nu door de extra vrijheidsgraad van het tweede alternerende gradientmagneetveld kan worden doorlopen.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uit-30 vinding heeft tot kenmerk, dat de twee periodiek alternerende gradientmagneetvelden eenzelfde periode hebben en 90° in fase ten opzichte van elkaar zijn geschoven. Bij de voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze wordt de beeldfrequentieruimte (of beeldfrequentie-tijdruimte in het geval dat plaatsafhankelijke spectroscopie wordt bedreven) via een 35 spiraalvormige wsg doorlopen. Zo kunnen er per periode vier signaalmonsters worden genomen, die liggen op de vier hoeken van een vierkant, die door de geprojecteerde spiraal wordt omschreven. Derhalve zal de totale meetduur met een faktor vier worden bekort, waarbij echter twee 8402959 PHN 11.147 4 alternerende gradientvelden nodig zijn, die effectief een gradientveld opdekken dat een faktor \fp sterker is dan een enkel gradientveld bij de stand van de techniek (net dezelfde frequentie), waarmee slechts een halvering van de totale meetduur wordt behaald. b Een inrichting volgens de uitvinding heeft tot kenmerk, dat de inrichting middelen bevat voor het opwekken van twee alternerende gra-dientmagneetvelden, waarvan de gradientrichtingen loodrecht op elkaar staan.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de 10 uitvinding heeft tot kenmerk, dat de perioden van de alternerende gra-dientmagneetvelden hetzelfde en 90°uit fase zijn.

De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van in een tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeelden, in welke tekening : figuur 1 schematisch een opstelling van een spoelenstelsel 15 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, figuur 3a en 3b eenvoudige uitvoeringsvormen en werkwijzen 20 volgens de uitvinding uitbeelden, figuur 4a en 4b een voorkeursuitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding weergeven, figuur 5a en 5b de ^rkwijze volgens figuur 4a en 4b toelichten, en 25 figuur 6 een deel van een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding toont.

In figuur 1 is een spoelenstelsel IQ af geheeld, dat deel uitmaakt van een inrichting 15 (figuur 2), die wordt gebruikt voor het bepalen van een kernmagnetisatieverdeling in een deel van een l ir-haam 30 20. Het deel heeft bijvoorbeeld een dikte Δζ en ligt in het x-y vlak van het getekend x-y-z coördinatenstelsel. De y-as van het stelsel is daarbij loodrecht op het vlak van tekening omhoog gericht. Mat het spoelenstelsel JJD wordt een uniform stationair magneetveld Bo met een veldrichting parallel aan de z-as, drie gradientmagneetvelden G , G , x y 35 Gz met een veldrichting parallel aan de z-as en net een gradientrichting parallel aan respectievelijk de x, y en z-as en een hoogfrequent magneetveld opgewekt. Het spoelenstelsel _10 bevat daartoe enkele hoofd-spoelen 1 voor het opwekken van het stationair uniforme magneetveld Bo.

8402959 PHN 11.147 5

De hoofdspoelen 1 kunnen bijvoorbeeld op het oppervlak van een bol 2 zijn geplaatst, waarvan het middelpunt in de oorsprong 0 van het weergegeven carthesisch coördinatenstelsel x, y, z ligt, waarbij de assen van de hoofdspoelen 1 samenvallen met de z-as.

0 Verder bevat het spoelenstelsel J_0 vier spoelen 3a, 3b waarmee het gradientmagneetveld wordt opgewekt. Een eerste stel 3a wordt daartoe in tegengestelde zin ten opzichte van de doorstroming van het tweede stel 3b met een stroom bekrachtigd,hetgeen in de figuur met © en Φ is aangegeven. Hierbij hetekent Θ een in de doorsnede van de 10 spoel 3 gaande stroom en φ een uit de doorsnede van de spoel kanende stroom.

Het spoelenstelsel 10. bevat verder een viertal rechthoekspoelen 5 (slechts tvee zijn weergegeven) of een-viertal andere spoelen zoals bijvoorbeeld "Golay-coils" voor het opwekken van het gradientmagneetveld 15 G . Voor het opwekken van het gradientmagneetveld G dienen vier spoelen y ^ 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 spoel 11 weergegeven, waarmee een hoogfrequent elec-trcmagnetisch veld is op te wekken en te detecteren.

20 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 toegelicht, stroomgeneratoren respectievelijk 17, 19, 21 en 23 voor het bekrachtigen van de spoelen respectievelijk 1, 3, 5 en 7 en een hoog-25 frequent signaalgenerator 25 voor het bekrachtigen van de spoel 11.

De inrichting 15 bevat ook een hoogfrequent signaaldetector 27, een demodulator 28, een bemonsteringsschakeling 29, verwerkingsmiddelen zoals een analoog-digitaal omzetter 31, een geheugen 33 en een rekenschakeling 35 voor het uitvoeren van een Fouriertransformatie, een 3Q stuureenheid 37 voor het sturen van de bemonsteringstijdstippen en verder een weergeefinrichting 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 deel van een lichaam 35 20 zoals hieronder beschreven uitgevoerd. De werkwijze omvat een veelvuldig herhalen van een meetcyclus, die op zich weer op te delen is in verscheidene stappen. Bij een meetcyclus wordt een deel van de in het lichaam aanwezige kemspins resonant geëxciteerd. Het resonant exciteren 8402959 PHN 11.147 6 van de kemspins 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.

5 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 kemspins in het lichaam 20 worden geëxciteerd, waarbij de geëxciteerde kern-magnetisatie een zekere hoek, bijvoorbeeld 90° (90° r.f. puls), maakt 10 met de richting van het uniforme magneetveld Bo. Waar en welke kemspins 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 U) van het hoogfrequent electromagnetische veld, daar aan de vergelijking ld =^! Bo (1) moet worden voldaan, waar in de gyromagne- 15 tische verhouding is (voor vrije protonen, bijvoorbeeld H20 protonen is deze JS /2 TZ = 42.576 MHz / T). Na een excitatietijd wordt de hoogfrequent generator 25 uitgeschakeld door de centrale besturingsmiddelen 45. Het resonant exciteren geschiedt telkens aan het begin van elke neetcyclus. Voor sommige uitvoering svoriren worden er gedurende de meet-20 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 is onder andere beschreven in het artikel van I.L. Pykett "NMR in Medicine" gepubliceerd in Scientific American, mei 1982.

25 Tijdens een volgende stap worden er signaalmonsters verzameld.

Hierbij kan gebruik worden gemaakt van de gradientvelden die door de generatoren 19, respectievelijk 21, 23 worden opgewekt onder besturing van de centrale besturingsmiddelen 45. Het detecteren van het resonantie-signaal (FID-signaal genoemd) geschiedt door het inschakelen van de hoog-30 frequent detector 27, de demodulator 22, de bemonsteringsschakeling 29, de analoog-digitaal omzetter 31 en de stuureenheid 37. Dit FID-signaal is ontstaan doordat ten gevolge van de r.f. excitatie puls de kernmagnetisa-ties zijn gaan precederen rond de veldrichting van het magnetische veld Bo. Deze kernmagnetisatie induceert nu in de detectiespoel een inductie-35 spanning waarvan de amplitude een maat is voor de kernmagnetisatie.

De van de bemonsteringsschakeling 29 afkomstige analoge bemonsterde FID-signalen worden omgezet in digitale vorm (omzetter 31) en zo in een geheugen 33 opgeslagen. Na het nemen van een laatste signaal- 8402959 PHN 11.147 7 monster in een meettijd TM worden door de centrale besturingsmiddelen 45 de generatoren 19/ 21 en 23/ de bemonsteringsschakeling 29/ de stuur-eenheid 37 en de analoog-digitaal omzetter 31 stopgezet.

Het bemonsterde FID-signaal is en blijft in het geheugen 33 opge- 5 slagen. Hierna wordt een volgende meetcyclus uitgevoerd /Waarbij een daarbij opgewekt FID-signaal wordt opgewekt/ bemonsterd en in het geheugen 31 qpgeslagen. 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 10 van het gebruik van de gradientmagneetveldén/ waarbij de FID-signalen respectievelijk opgewekt en bemonsterd worden), een kernmagnetisatiebeeld te bepalen. In figuur 3a is een voorbeeld van een meetcyclus volgens de uitvinding weergegeven, die mede aan de hand van de inrichting 15 in figuur 2 zal worden toegelicht. Met behulp van de hoogfrequent spoel 11 15 wordt na het inschakelen van de hoofdspoelen 1, die een stationair/ homogeen magneetveld Bo opwekken, een 90° puls P^ opgewekt. Het daarna optredende resonantiesignaal F1 laat men bij toepassing van de spin-echo- tecbniek uitsterven/ en na een tijd t ^ wordt met de hoogfrequent spoel 11 een 180° puls P2 gegenereerd. Gedurende een deel van de tijd t^ wordt 20 met kromten G1 en G_ aangeduide gradientvelden G en G opgewekt om een verderop nog te beschrijven reden. Na een tijdsduur t 2, die even groot is als tv<j zal een met de 180° puls P2 opgewekt echo-resonantiesignaal F2 een piekwaarde bereiken. Het toepassen van de zogenaamde spin-echo- techniek (180° puls P2) voorkomt het optreden van fasefouten in de door 25 kernspins opgewekte resonantiesignalen, welke fasefouten vanwege inhomoge- niteiten in het stationaire magneetveld Bo optreden. Het echoresonantie- signaal wordt telkens na een bemonsteringsinterval t (niet in de figuur aangegeven) bemonsterd/ waarbij met een kromte G2 en G^ aangeduide alternerende gradientvelden G en G aanwezig zijn.

x y 30 Het is bekend, dat de fasehoek van een magnetisatie op een punt z in een gradientmagneetveld G bepaald is door z fy-· z.dTT . Dan is een beeldfrequentie kg te defi- 35 nieren als : kz = </ ƒ Gz · ^ . Er wordt dus na elke bemonsteringstijd t steeds een bij een andere beeldfrequentie k behorend signaalmonster bepaald. De op elkaar volgende beeldfrequenties tonen een beeldfrequentieverschil Zi k^ =^. Gz . d'ÏT . Er is 8402959 PHN 11.147 8 nu in te zien, dat indien een alternerend gradientveld G wordt aange- legd, signaalmonsters worden verkregen, die behoren bij beeldfrequenties k die tussen twee uiterste waarden k . en Y . / G„ dT+ k .

x xi 0 I 2 xi V2 5 zullen liggen. Nu is het snel alternerende G gradientveld G0 op een langzaam alternerend G^ gradientveld G^ gesuperponeerd. Indien dit G gradientveld G^ aanwezig zou zijn en een (niet weergegeven) konstant G gradientveld, dan zouden de achtereenvolgende te nemen signaalmonsters Λ horen bij de beeldfrequenties (k , k ) waarbij k tussen twee uiterste y z y 10 waarden heen en veer beweegt zoals in figuur 3b met lijn 1 is weergegeven. Wordt nu zovel het alternerende G gradientmagneetveld als het alternerende G gradientveld en een konstant G gradientveld aangelegd, dan zal de weg S, waarop de gedurende de meettijd Mt te nemen sigaal-monsters zich zullen bevinden, als het ware een bandvormig vlak L 15 vonten, dat door de lijn 1 gaat en dat een breedte heeft dat door de twee uiterste waarden (k . en k . + V ( . G0 . d't' ) van k wordt X1 XI ü I ^ x bepaald. Doordat bij de werkwijze in drie vrijheidsgraden gedurende een FID-signaal wordt bemonsters £&χ, k^, kz) of bijvoorbeeld kx, k^, t)

20 voor spectroscopieji , kunnen meer signaalmonsters per EED-signaal worden verkregen, hetgeen de totale meettijd voor het vullen met signaalmonsters van een 3D- (of 4D) matrix drastisch bekort. Door het aanleggen van G

X

en/of G voorbereidingsgradientmagneetvelden G^ en/of G^ gedurende de voorbereidingstijd t^ kan het bandvormige vlak L in de (k , k , k ) 25 of (k , k , t) ruimte in k - en/of k -richting worden verschoven, zodat x y x y een regelmatige invulling van de genoemde beeldfrequentie- of beeldfrequan-tie-tijdruimte worden verkregen. Om invloeden van T2 relaxatietijden en van veldinhomogeniteiten, die spookbeelden en verwissingseffecten veroorzaken, tegen te gaan is het van voordeel on het nemen van een signaal-30 monster behorend bijvoorbeeld bij het frequentievlak k steeds op een zelfde relatief tijdstip na de excitatiepuls (of echopuls P2) te nemen. Dit is in het gegeven voorbeeld te realiseren door bij elke andere voorinstelling van het G gradientveld G (in feite de tijdsinte- y j graal daarover) een aangepast tijdstip te kiezen voor het inschakelen 35 van de alternerende G^ en Gy gradientvelden G2 en G^f waarbij het G2 gradientmagneetveld en de meettijd niet van hun "tijdplaats" verschuiven.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding is in principe in figuur 4a en 4b weergegeven. Bij deze werkwijze 8402 95 9 PHN 11.147 9 wijkt het aangelegde G^ gradientmagneetveld G^ af van het in figuur 3a getoonde gradientveld G^. Het gradientveld G ^ heeft dezelfde periode t , t als het gradientveld G .. De gr ad ientvelden G , en G . hebben y x X4 y^ een faseverschil van bij voorkeur 90 . Er is af te leiden, dat bij twee 5 aldus aangelegde alternerende gradientvelden de beeldfrequenties, waarbij signaalmonsters worden genoten liggen op een elips (een cirkel, indien de anplituden G^ en G^ even groot zijn) in het k^- k^ - beeldfrequentie vlak . Wordt nu tegelijk net de alternerende gradientvelden Gx4 en Gy4 een Constant gradientveld Gg ingeschakeld (alleen gedurende 10 de neettijd dan zullen de signaalmonsters, die worden genoten, horen bij beeldfrequentietrio's (k , k , k ), die liggen op een spiraal 1' , x y z die om de eliptische (cirkelvormige cylindels als G^ = G cylinder C is gewikkeld met een konstante spoed. Door het evenveel verschuiven van de fasen van het G^- en het Gy-gradientveld G^ en G ^ ten opzichte 15 van het aanvangstijdstip tg van de meettijd kan de spiraal om de cylinders geroteerd worden (om indien nodig een uniformere belegging van het cylinderoppervlak te realiseren). De cylinder C op zich is in de k - en/of k - richting te verschuiven door de voorbereidende gradient- ar velden G^ en/of G^ (de gearceerde oppervlakken) te veranderen in 20 amplituden en/of tijd, zodat een uniforme invulling van de (kx, k^, kg) ruimte of (kx, k^, t) ruimte/¼¾ realiseren (hierbij ligt het aanvangstijdstip tg ten opzichte van de puls (of P2) vast in de tijd \oor de aanvang van elke meettijd).

In figuur 5a is een loodrechte projectie qp het kx - k^ vlak 25 van alle meetpunten, die langs drie spiralen zijn behaald, weergegeven.

Worden er per omwenteling van de spiraal vier signaalmonsters genomen, dan is er eenregelmatige vulling op cartbesische coördinaten kx, k^ mogelijk, zoals uit de figuur 5a blijkt. Wordt de amplitude van de gradientvelden G^ en G ^ vergroot en hun frequentie verlaagd, dan zijn 30 er met minder energie bij een lagere dG/dt in dezelfde tijd even zo veel signaalmonsters te nemen, waarbij nog steeds een "carthesische" vulling in de k - en k - richting realiseerbaar is. In plaats van vier worden x y er per omwenteling van de spiraal 1' (zie figuur 4b) acht signaalmonsters genomen (het bemonsteren is nu echter niet meer equidistant in de tijd) 35 die liggen op achthoeken die in figuur 5b met 0, Q, x, A en · zijn weergegeven. Door het elkaar te laten overlappen van de "cylinders" wordt een "carthesische" vulling van het kx - k^-vlak gerealiseerd (zie voorbeeld O O X) · Er is slechts in de k -richting een fasecorrectie nodig, z 8402959 PHN 11.147 10 die voor zeven op een spiraal op elkaar volgende signaalmonsters verschillend is (aangenomen is dat een van de acht "goed" op het k^ rooster ligt), hetgeen ook geldt voor drie van de vier signaalmonsters, die volgens figuur 5a zijn gemeten. De toe te passen fasecorrectie is op 5 zich al bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage NL-A- 82.03519.

Verder is het noodzaak de aan de rand van de te vullen k^-k ruimte optredende gaten MS1 en MS2 ontbrekende signaalmonsters op te vullen.

Daar hier steeds twee naast elkaar liggende signaalmonsters gaat (k^ = konstant) zijn met de in de reeds genoemde Nederlandse octrooiaanvrage 10 NL-A- 82.03519 beschreven methode (G^ = konstant,G^ is gemoduleerd) de genoemde gaten MS1 en MS2 na elkaar te vullen.

De voorgaande aan de hand van de figuren 4a, b en 5a, b beschreven methoden zijn eveneens zeer geschikt voor het bedrijven van beeldvormende NMR spectroscopie, hiertoe dient bijvoorbeeld tijdens de meet-15 tijd Hp geen gradientveld te worden aangelegd, maar moet slechts tijdens de voorbereidingstijd (bijvoorbeeld gedurende t^ óf na P2 en vóór t ) een voor instelling k met een gradientveld G worden gepleegd, s z z

Voor het kiezen/instellen van een bepaalde pulssequentie, tijdintervallen en bijbehorende gradientmagneetvelden voor een meetcyclus 20 wordt gebruik gemaakt van voorgeprograimeerde computermiddelen. In een uitvoeringsvorm van de inrichting 15 (figuur 2) omvatten de centrale be-sturingsmiddelen 45 een voorgeprograntneerde computer (VAX 11/730) net een in- en uitgifte station 52 voor besturingsgegevens en een interface 53 (zie figuur 6). Uitgangen 55 van de interface 53 zijn via de bus 25 50 (zie figuur 2) verbonden met de te besturen stroomgeneratoren 19, 21, 23 en 25 evenals met de stuur ingangen van de ontvanger 27,demodulator 28 en de bemonsteringsschakeling 29.

30 35 8402959

Claims (15)

1. Werkwijze voor het bepalen van een kernspinmagnetisatiever- deling in een deel van een lichaam, w aarbij een stationair homogeen magneetveld wordt opgewekt, waarin het deel van het lichaam zich bevindt en 5 a) een hoogfrequent electranagnetische puls wordt opgewekt voor het in een precederende beweging brengen van de magnetisatie van de .kernen in het lichaam, waarbij een resonantiesignaal wordt opgewekt, b) waarna na een voorbereidingstijd gedurende een meettijd of verscheidene meettijden een alternerend, periodiek gradientmagneet- 10 veld wordt opgewekt, welke meettijd (en) is (zijn) opgedeeld in een aantal bemonsterinsintervallen voor het nemen van een aantal signaal-monsters van het resonantiesignaal, c) waarna telkens na een wachttijd de stappen a) en b) een aantal malen worden herhaald, waarbij de tijdsduur van de voorbereidingstijd en/of 15 de integraal van ten minste een gedurende voorbereidingstijd aangelegd gradientmagneetveld over de voorbereidingstijd telkens een verschillende waarde heeft, voor het verkrijgen van een groep signaal -monsters, waaruit na een signaaltransformatie ervan een beeld van een kernmagnetisatie wordt bepaald, 20 net het kenmerk, dat gedurende de meettijd een tweede periodiek alternerend gradientmagneetveld wordt aangelegd, waarvan de gradientrichting loodrecht op de gradientrichting van het eerstgenoemde alternerend gradientmagneetveld staat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de twee 25 periodiek alternerende gradientmagneetvelden eenzelfde periode hebben en in fase ten opzichte van elkaar verschoven zijn.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de twee alternerende gradientmagneetvelden 90° uit fase zijn.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, 3q dat per periode van een alternerende gradientmagneetveld ten minste vier maal een signaalmonster wordt genoten.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat het aanvangstijdstip van een van de alternerende gradientmagneetvelden samenvalt met het einde van de voorbereidingstijd en dat het 35 tijdstip van het nemen van een eerste signaalmonster steeds na eenzelfde tijdsinterval na de hoogfrequent electranagnetische puls aanvangt.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, net het kenmerk, dat gedurende de meettijd een derde konstant gradientmagneetveld is aan- 840295 9, PHN 11.147 12 gelegd, waarvan de gradientrichting loodrecht op de gradientrichtingen van de beide alternerende gradientmagneetvelden staat.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, net het kenmerk, dat tijdens de voorbereidingstijd ten minste twee voorbereidings- 5 gradientmagneetvelden worden aangelegd, waarbij de integraal over de tijd van ten minste een voorbereidingsgradientmagneetveM in twee elkaar opvolgende ireetcycli een verschillende waarde heeft.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat per periode van een alternerend gradientmagneetveld acht 10 signaalmonsters worden genomen.

9. hferkwijze volgens conclusie 8, net het kenmerk, dat van de twee voorbereidingsgradientmagneetvelden de respectievelijke gradientrichtingen hetzelfde zijn als de respectievelijke gradientrichtingen van de twee alternerende gradientmagneetvelden.

10. Vferkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het ken merk, dat in elkaar opvolgende meetcycli alternerende gradientmagneetvelden worden toegepast, waarvan de periodeduur verschillend is en de verhouding tussen de maximale veldsterkte van het totale opgewekte alternerende gradientmagneetveld en de periodeduur steeds kleiner of gelijk 20 is aan een vooraf gegeven vaste waarde.

11. Inrichting voor het bepalen van een kernmagnetisatieverdeling in een deel van een lichaam, welke inrichting bevat a) middelen voor het opwekken van een stationair, homogeen magneetveld, b) middelen voor het opwekken van hoogfrequente electromagnetische 25 straling, c) middelen voor het opwekken van een gradientmagneetveld, d) middelen voor het opwekken van een alternerend periodiek graiientmag-neetveld, e) bemonster ingsmiddelen voor het nemen van signaalmonsters van een net 3Q de onder a) en b) genoeirde middelen opgewekt resonantiesignaal bij aanwezigheid van een net de onder d) genoemde middelen opgewekt alternerend gradientmagneetveld, f) verwerkingsmiddelen voor het verwerken van de signaalmonsters tot een kernmagnetisatieverdeling, en 35 g) besturingsmiddelen voor het besturen van ten minste de onder b) tot en met f) genoemde middelen voor het opwekken, conditioneren, bemonsteren van een aantal resonantiesignalen en voor het verwerken van de signaalmonsters, 8402959 PHN 11.147 13 net het kenmerk/ dat de inrichting middelen bevat voor het opwekken van twee alternerende gradientmagneetvelden, waarvan de gradientrichtingen loodrecht qp elkaar staan.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk/ dat de 5 perioden van de alternerende gradientmagneetvelden hetzelfde en 90° uit fase zijn.

13. Inrichting volgens conclusie 11 öf 12/ met het keraterk, dat de periode van de alternerende gradientvelden instelbaar is.

14. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de 10 sterkte van de alternerende gradientmagneetvelden instelbaar is.

15 20 25 30 35 8402959