NL8800383A

NL8800383A - Ruimtelijke scheiding van spectrale componenten.

Info

Publication number: NL8800383A
Application number: NL8800383A
Authority: NL
Original assignee: Elscint Ltd
Priority date: 1987-02-16
Filing date: 1988-02-16
Publication date: 1988-09-16
Also published as: DE3804212A1; JPS63262145A; FR2611049A1; US4847559A; FR2611049B1; IL81580A0; JP2670068B2; IL81580A

Description

N.0. 34991 1

Ruimtelijke scheiding van spectrale componenten.

Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op magnetische resonantie-afbeel-5 dingsstelsels, "Magnetic Resonance Imaging (MRI)-systems” en meer in het bijzonder op het toepassen van dergelijke stelsels voor het verschaffen van gescheiden afbeeldingen van verschillende spectrale componenten zoals water en lipiden in verschillende secties van een monster met behulp van één enkele driedimensionale afbeelding. De enkele afbeelding heeft 10 een gedaante voor het ruimtelijk scheiden van de spectrale componenten. Dit is een ander stelsel en werkwijze voor het scheiden van afbeeldingen van spectrale componenten dan de stelsels en werkwijzen zoals beschreven in twee oudere octrooiaanvragen, waarvan een op 10 februari 1986 met het volgnummer 77837 in Israël is ingediend, en waarvan de tweede op 30 no- 15 vember 1986 met het volgnummer .....in Israël is ingediend. Deze beide oudere octrooiaanvragen zijn aan de aanvrager van deze uitvinding overgedragen.

Achtergrond van de uitvinding 20 Het is belangrijk om bepaalde spectrale componenten uit een afbeel ding te kunnen verwijderen terwijl andere spectrale componenten gehandhaafd blijven. Bij het bijvoorbeeld met de gebruikelijke magnetische re-sonantie-afbeeldingstechnieken (MRI-technieken) afbeelden van het oog, is de optische zenuw zelf met een laag vet bedekt welke het waarnemen 25 van de blote optische zenuw belemmert. Wanneer het vet kan worden verwijderd en slechts de watercomponent van de afbeelding achterblijft, kan een duidelijk beeld van de optische zenuw worden verkregen.

Tegenwoordig worden ook soms gescheiden afbeeldingen van twee verschillende spectrale componenten zoals water en lipiden in de patiënt 30 verkregen. De gescheiden afbeeldingen zijn belangrijk voor diagnostische doeleinden, omdat zij de gebruiker chemische informatie verschaffen in aanvulling op de morfologische en anatomische informatie van de gebruikelijke afbeeldingen.

Door bovendien van een geschikte verschuiving van de ene afbeelding 35 ten opzichte van de andere gebruik te maken, kunnen de twee afbeeldingen worden gecombineerd op een wijze welke resulteert in een afbeelding vrij van chemische verschuivingsartefacten. Zonder het nemen van geschikte stappen worden artefacten momenteel door de verschillende resonantiefre-quenties van spectrale componenten veroorzaakt. Zo heeft bijvoorbeeld 40 waterstof in vet een andere Larmorfrequentie dan waterstof in water. De ,88 0-0 3 8 3 4 2 * verschillen in Larmorfrequentie veroorzaken datgene dat als chemische verschuivingsartefacten bekend is.

Een eenduidig paar van met elkaar in verband staande reeksen voor het verkrijgen van informatie over water en vloeistoffen in een patiënt 5 is beschreven in een artikel verschenen in het tijdschrift Radiology» getiteld "Simple Protons Spectroscopie Imaging" door W.T. Dixon (153, 1984, p. 189-194). In dat artikel is een werkwijze voor het coderen van spectroscopische informatie en klinische afbeeldingen verklaard. De geproduceerde afbeelding maakt onderscheid tussen water- en vetconcentra-10 ties. Het onderscheid wordt spectraal verkregen. De twee genoemde octrooiaanvragen zijn verbeteringen van deze werkwijze en onderscheiden ook spectraal de water- en vetcomponenten of in het algemeen spectrale componenten. Nadelen van het gebruik van werkwijzen welke spectraal onderscheid tussen spectrale componenten van chemisch verschillende compo-15 nenten zijn, dat een hoge mate van homogeniteit van het veld wordt vereist, en bij gebrek aan een hoge mate van homogeniteit veldafbeeldingen worden vereist welke de exacte inhomogeniteit van het gedurende de test gebruikte magnetische veld aangeven.

Een overzichtsartikel getiteld "Chemical Shift Imaging: A Review” 20 door L. Brateman is verschenen in American Journal of Radiology, uitgave 146, p. 971-980 (mei 1986). Dit artikel geeft een samenvatting van de stand van de techniek van werkwijzen voor chemische verschuivingsafbeel-ding, welke in dat artikel is gedefinieerd als "het bepalen van de ruimtelijke verdeling van kernen met een bepaalde resonantiefrequentie, zo-25 als waterprotonen, in plaats van het afbeelden van het volledige spectrum van resonantiefrequenties binnen een lichaam".

Een niet direct met de werkwijze van Dixon verband houdende verdere werkwijze is de chemische verschuivingsselectie verzadigingswerkwijze (zie het artikel van Brateman en werkwijze 3). Deze werkwijze vereist 30 echter eveneens een hoge mate van homogeniteit of een nauwkeurige meting van de inhomogeniteit van het veld waarin de onderzoeken worden uitgevoerd. De vereiste mate van homogeniteit is in feitelijk werkende stelsels niet bereikt. Fase-afbeelding is tijdrovend en bijgevolg is het gewenst om de noodzaak voor fase-afbeelding te vermijden maar echter om 35 gegevens te verschaffen voor het gescheiden afbeelden van spectrale componenten in de af te beelden objecten.

Korte beschrijving van de uitvinding

Overeenkomstig een algemene uitvoeringsvorm van de onderhavige uit-40 vinding is een werkwijze voor het toepassen van MRI-stelsels voor het t B t 0 & 3 e 3 6 3 ίτ verwerven van ruimtelijk gescheiden bijdragen aan afbeeldingsgegevens van eerste en tweede spectrale componenten tijdens een enkele aftasting van geselecteerde delen van een monster verschaft, welke werkwijze de stappen omvat van: 5 het exciteren van de eerste en tweede spectrale componenten om te bewerkstelligen dat de eerste en tweede spectrale componenten eerste en tweede signalen van verschillende frequenties opwekken, welke ruimtelijk zijn gescheiden, en het omzetten van de ruimtelijk gescheiden eerste en tweede signalen 10 in afbeeldingsgegevens voor eerste en tweede ruimtelijk, spectraal gescheiden afbeeldingen.

Volgens een verder facet van de onderhavige uitvinding is een werkwijze voor het toepassen van MRI-stelsels voor het verwerven van ruimtelijk gescheiden bijdragen aan afbeeldingsgegevens respectievelijk afge-15 leid van eerste en tweede spectrale componenten tijdens een enkele aftasting van geselecteerde delen van monsters verschaft, welke afbeeldingsgegevens in meerdere Z-matrices worden opgeslagen, welke door coördinaten gedefinieerde gebieden X, Y hebben overeenkomende met ruimtelijk gedefinieerde secties in gekozen X-, Y- en Z-volumes van de monsters, 20 welke werkwijze de stappen omvat van: het verwerven van HF-signalen onder toepassing van een driedimensionale aftastingsreeks, welke verwervingsstap omvat: het aanleggen van een gecodeerde gradiënt langs de volumeselectiegradiënt-as tijdens de driedimensionale 25 aftastingsreeks, het toepassen van HF-pulsen in de driedimensionale aftastingsreeks waarbij de bandbreedte van de HF-pulsen kleiner is dan of gelijk is aan het Larmorfrequentieverschil van de spectrale componenten en, het toepassen van een driedimensionale Fouriertransformatiewerkwij-30 ze voor het verkrijgen van gegevens van de HF-signalen voor opslag in de overeenkomstige gebieden; waarbij de matrices elk ruimtelijk in X, Y gedefinieerde oppervlakken zijn gescheiden welke alleen gegevens van de eerste spectrale componenten bevatten, X, Y gedefinieerde oppervlakken welke alleen gegevens van de tweede spectrale componenten bevatten, zo-35 dat een gedeelte van de Z-matrices alleen eerste spectrale componentge-gevens en de overige Z-matrices alleen tweede spectrale componentgege-vens bevatten.

Bijgevolg verschaft de weergave van de verworven HF-signalen een weergave van eerste spectrale componenten gescheiden van de weergave van 40 tweede spectrale componenten. De HF-signalen worden in êën enkele aftas- .8800303 4 r ö ting verworven zonder overmatig door de homogeniteit van het sterke statische magneetveld van het MRI-stelsel te worden beïnvloed.

Voor het minimaliseren of elimineren van de chemische verschuivings artefacten was het in het verleden gebruikelijk om tijdens de aftas-5 tingsreeks HF-pulsen toe te passen, waarbij de bandbreedte van de pulsen de resonantiefrequenties van de beide spectrale componenten omvatte. De uitvinding daarentegen minimaliseert chemische verschuivingsartefacten door het toepassen van hoogfrequente pulsen met bandbreedtes welke tussen de resonantiefrequenties van de spectrale componenten liggen, om 10 hierdoor de spectrale componenten voor het opwekken van niet-overlappen-de HF-signalen te exciteren. De spectrale componenten worden vervolgens in een driedimensionale aftastingsreeks gescheiden, gevolgd door een driedimensionaal fast Fouriertransformatieproces.

Een kenmerk van de uitvinding omvat het combineren van de afbeel-15 dingen van de afzonderlijke spectrale componenten voor het verschaffen van een gecombineerde afbeelding zonder chemische verschuivingsartefacten.

Volgens een verder kenmerk van de uitvinding zijn de spectrale componenten water en lipiden. De sterkte van het grote statische magneet-20 veld is in de orde van grootte van 2 Tesla waarbij de toegepaste bandbreedte 300 Hz of kleiner is.

Volgens een weer verder kenmerk van de uitvinding wordt een eerste overzichtsafbeelding verworven en wordt het van belang zijnde volume "volume of interest (VOI)" zodanig gekozen om of een zuivere vetafbeel-25 ding of een zuivere waterafbeelding te verkrijgen. Dit is mogelijk omdat het water en het vet ruimtelijk (door beeldelementen of pixels genoemd) in plaats van in frequentie zijn gescheiden. Na het kiezen van de van belang zijnde volumes worden de 3-D verwerving en reconstructie uitgevoerd. Op deze wijze wordt de weergave van bijvoorbeeld het oog als een 30 zuivere waterafbeelding getoond, zodat de optische zenuw niet door vet wordt bedekt.

Bij verschillende pathologieën is het belangrijk om het vetgehalte van het betreffende, te onderzoeken VOI te bepalen. Bij het bijvoorbeeld diagnostiseren van vetinfiltratie van de lever is het belangrijk 35 om naar de hoeveelheid vet in de lever te kijken. Dit kan door het zodanig kiezen van het protocol worden uitgevoerd dat de afbeelding van de lever binnen het watergedeelte van de afbeelding is. Door vervolgens de afbeeldingsgradiënt om te keren of door de resonantiefrequentie van het HF-signaal te verschuiven wordt het vetgedeelte van de lever afgebeeld. 40 Op deze wijze kan men de procentuele hoeveelheid vet in de lever bepa- .88003U5 5 Ί 4 len. In het algemeen treedt er een soortgelijke situatie op bij vet binnen spieren, zoals bijvoorbeeld het hart. In al déze situaties is het uitermate belangrijk om de water- en vetdelen van de afbeelding efficiënt te kunnen scheiden zonder omvangrijke inhomogeniteitskaarten of 5 het combineren van gescheiden vet- en waterafbeeldingen van dezelfde secties van het lichaam om afbeeldingen vrij van chemische verschui-vingsartefacten te verkrijgen.

Korte beschrijving van de tekeningen 10

De bovengenoemde en verdere doelstellingen en kenmerken van de onderhavige uitvinding worden het beste begrepen indien beschouwd in het licht van de navolgende beschrijving van een algmene uitvoeringsvorm van de uitvinding in samenhang met de bijgaande tekeningen, waarin: 15 Fig. 1 een typisch MR-gegevensverwervingsstelsel is, omvattende hoogfrequent-pulsbandbreedtesturing;

Fig, 2 een veralgemeniseerde afbeelding van een gegevensverwer-vingsreeks is, voor toepassing in de uitvinding voor het verkrijgen van de ruimtelijke scheiding van de spectrale componenten; 20 Fig. 3 een afbeelding van de resonantiefrequenties van watercompo- nenten en vetcomponenten is, aan weerszijden van de resonantiefrequentie van de, in de aftastingsreeks van fig. 2 toegepaste HF-puls;

Fig. 4 een veralgemeniseerd stroomdiagram is, dat de werkwijze volgens de uitvinding toont; 25 Fig. 5 een multiformaatweergave van 16 afbeeldingen toont, ruimte lijk verdeeld in water- en vetafbeeldingen, en

Fig. 6 een hoekfrequentie versus Z-as positie grafiek is.

Algemene beschrijving 30

Het in fig. 1 getoonde veralgemeniseerde MRI-stelsel 11 wordt voor het verschaffen van afbeeldingen overeenkomstig magnetische resonatie-principes toegepast. Het stelsel omvat een grote statische magneet 12 waarin de patiënt (of monsters) worden geplaatst. Een groot statisch 35 magneetveld kan binnen de omvang van deze uitvinding met behulp van elektromagneten, permanente magneten of supergeleidende magneten worden opgewekt. In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt een supergeleidende magneet gebruikt,. De bekrachtiging van de supergeleidende magneet door het, het magneetveld opwekkende blok Ho is met 13 aangegeven.

40 Er zijn middelen verschaft om de bron van de tijdens de afbeel- * 8 8 C G V i. ó 6 dingsaftastreeksen ontvangen HF-signalen te localiseren. Meer in het bijzonder worden gradiëntvelden aan het statische magneetveld aangelegd. Deze gradiënten worden in de X-, Y- en Z-coördinaatrichtingen aangelegd. Gradiëntgeneratoren voor het aanleggen van dergelijke gradiënten zijn 5 door de blokken 14, 16 en 17 aangegeven respectievelijk Gx, Gy en Gz genoemd. De gradiënten worden voor het variëren van het statische magneetveld langs de X-, Y- en Z-assen toegepast en verschaffen bijgevolg seg-mentselectie-, coderings- en afbeeldingsselectiefuncties welke in de techniek van magnetische resonantie-afbeeldingen algemeen bekend zijn.

10 Het grote statische magneetveld veroorzaakt het richten van bepaal de kernspins in het monster (of de patiënt). Er zijn verder middelen verschaft voor het verstoren of kantelen van de gerichte spins door HF-pulsen op de Larmorfrequentie van de betreffende, te verstoren kernen aan te leggen. De Larmorfrequentie is:

15 fo- ^Bo/2X

waarin: ^ is de gyromagnetische constante van de isotoop wiens kernen worden verstoord, "TL is de constante 3,1416+, en 20 Bo is de sterkte van het statische magneetveld op de plaats van de kernen.

De HF-pulsen worden van de menger 18 verkregen. De menger "mengt" in het algemeen de van een functiegenerator 19 en een HF-generator 21 verkregen frequenties. In overeenstemming met de uitvinding zijn midde-25 len zoals een bandbreedtestuurschakeling 22 verschaft, om door het manipuleren van het uitgangssignaal van de functiegenerator de bandbreedte van de HF-pulsen te variëren.

De door de functiegenerator gevormde HF-puls wordt via schakelmid-delen 20 aan een HF-spoel of -taster, niet getoond, doorgegeven welke de 30 gerichte spins in de patiënt aan de HF-puls onderwerpt, welke de spins doet kantelen. Als gevolg van de gekantelde spins worden zogeheten "Free Induction Decay (FID)"-signalen opgewekt, die door dezelfde HF-taster of door een afzonderlijke HF-taster worden ontvangen. Het ontvangen signaal gaat eveneens via de schakelaar 20 naar een ontvanger 23. Voor het in 35 een digitaal signaal omzetten van het aan de ontvanger 23 ontvangen analoge signaal is een analoog-digitaal (A/D)-omzetter 24 verschaft. Een afbeeldingsprocessor 26 onderwerpt de van de A/D-omzetter 24 ontvangen digitale gegevens aan twee driedimensionale fast Fouriertransformaties (3DFFT). De twee transformaties veranderen op bekende wijze de afbeel-40 dingssignalen en de fasegecodeerde signalen langs de segmentgecodeerde .8800383 7 ê richting in ruimtelijk in XY-matrices gelocaliseerde signalen. De XY-pixelplaatsen zijn in de Z-richting van het blok van meerdere matrices aangegeven. De signaalgegevens en de plaatsgegevens omvatten de afbeelding na de Fouriertransformaties. De afbeelding wordt vervolgens op de 5 weergeefeenheid 28 weergegeven. Het blok 27 geeft aan dat de afbeelding langs de Z-richting in gescheiden water- en vetdelen is opgesplitst.

Zoals getoond in fig. 2 wordt bij voorkeur een gemodificeerde driedimensionale aftastingsreeks gevolgd. De gebruikelijke driedimensionale aftastingsreeks is gewijzigd door het sturen van de bandbreedtes van de 10 uitgezonden HF-pulsen. De met 31 aangegeven eerste 90-graden HF-puls wordt tijdens het gelijktijdig uitzenden van een volumeselectiegradiënt-puls 32, welke een volume van een af te beelden partiënt selecteert, uitgezonden. Het gebruikelijk toegepaste geïnverteerde deel 32a van puls 32 is eveneens getoond.

15 Volgend op de volumeselectiegradiëntpuls wordt een met 33 aangege ven volumecoderingsgradiëntpuls uitgezonden. Gelijktijdig met het uitzenden van de volumeselectiecoderingspuls wordt een fasecoderingspuls 34 uitgezonden. De fasecoderingspuls maakt een hoek van 90 graden met de volumeselectiecoderingspuls. De als puls 36 getoonde afbeeldingsselec-20 tiegradiëntpulsen zijn othogonaal met de beide coderingspulsen en worden door een afbeeldingsselectiegradiëntpuls 37 gevolgd, welke is ontworpen om tijdens de ontvangst van de echosignalen op te treden.

Voorafgaand aan de ontvangst van het echosignaal wordt echter een met 38 aangegeven tweede HF-puls uitgezonden. De tweede HF-puls is ont-25 worpen om de gekantelde spins over 180 graden in het vlak ten opzichte waarvan ze zijn gekanteld te bewegen. De HF-puls 38 wordt tijdens de werking van een tweede volumeselectiepuls 39 uitgezonden. De beide HF-pulsen zijn zodanig in bandbreedte begrensd, dat deze niet groter is dan het verschil in Larmortijden tussen de spectrale componenten, in dit 30 voorbeeld (vet en water) is het verschil 3.3 ms op het volle-breedte halve-maximum punt "full width half maximum (FWHM) point" van de HF-pulsen, wanneer het hoge statische veld een veld van twee Tesla is. Onder deze voorwaarden zijn de resonantiepunten van het vet en het water door 3,5 delen per miljoen gescheiden. Bij twee Tesla is de Larmorfrequentie 35 van waterstof nominaal 85 MHz. Bijgevolg is de bandbreedte zodanig ingesteld, dat in de frequentiestand de bandbreedte tot niet meer dan 300 Hz is begrensd. Overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de bandbreedte door het variëren van de, met de hoge frequentie te mengen frequentie begrensd, dat wil zeggen de functie welke voor het vormen van de 40 HF-puls wordt toegepast wordt zodanig gemanipuleerd dat de HF-puls tot ,8600383 8 een bandbreedte van 300 Hz in het frequentiedomein en 3,3 ms in het tijddomein is begrensd.

Na de vertragingstijd TE na het aanleggen van de 180-graden puls wordt een met 41 aangegeven FlD-echosignaal ontvangen. De ontvangst 5 vindt uiteraard tijdens het aanleggen van de afbeeldingsgradiëntpuls 37 plaats. Na het aanleggen van volgende HF-, fasecoderings- en volumecode-ringspulsen worden vervolgens verdere echosignalen 41 ontvangen.

Fig. 3 toont een HF-puls 38 in het frequentiedomein. De HF-puls 38 is hierin met een resonantiefrequentie van 85 MHz getoond. Het statische 10 magneetveld is in dit voorbeeld twee Tesla. Bij deze veldsterkte bedraagt het verschil van de Larmorfrequentie van waterstof in een watermolecuul en de Larmorfrequentie van waterstof in een vetmolecuul 300 Hz, zoals getoond in fig. 3. Door het begrenzen van de bandbreedte van de HF-puls is het mogelijk om afzonderlijk gegevens van het waterstof in 15 vetmoleculen en waterstof in watermoleculen te verkrijgen. De gegevens van de afzonderlijke moleculen worden verzameld en zijn eveneens ruimtelijk door 300 Hz gescheiden.

In het gebruikelijke driedimensionale fast Fouriertransformatiepro-ces worden de golfgegevens in X- en Y-gegevens langs de Z-as omgezet. De 20 X- en Y-gegevens zijn of volledig van water of volledig van lipiden, zoals getoond bij 27 in fig. 1, en zijn op grond van de frequentieschei-ding ruimtelijk in de Z-richting gescheiden. Het is mogelijk om de scheiding van water en vet te verwisselen. Dat wil zeggen zodanig dat in plaats van het water bijvoorbeeld de lipiden in de eerste matrices 27 25 voorkomen. Zoals bijvoorbeeld getoond in fig. 5 kunnen de vetpixels zodanig met de waterpixels worden verwisseld, dat de vetpixels de bovenste pixels en de waterpixels de onderste pixels in het getoonde multiformaat zijn. Deze verwisseling van water en vet kan op verschillende manieren gebeuren. Eén mogelijke werkwijze omvat het omkeren van het teken tij-30 dens het verwervingsproces 57, zoals getoond'in fig. 4.

Fig. 6 toont hoe de gradiënten de bandbreedtes van de HF-pulsen "projecteren" om ruimtelijk gescheiden water- en lipidecomponenten te verschaffen. In fig. 6 is de bandbreedte van de HF-puls begrensd om er zeker van te zijn dat de water- en lipidecomponenten elkaar niet over-35 lappen, dat wil zeggen tot 300 Hz in een veld van twee Tesla. Dit is gedaan om ruimtelijk gescheiden water- en lipidecomponenten te verschaffen. In wezen is de bandbreedte: δ f = bo ( yw - yL) 40 i 9 waarin: Y is de gyromagnetische constante,

Bo is de hoofdmagneetveldsterkte, en W, L zijn indices welke respectievelijk een proton in een watermo-5 lecuul of een proton in een lipidemolecuul aangeven.

Tijdens bedrijf wordt bij voorkeur, echter niet noodzakelijk, eerst een overzichtsafbeelding verworven, De overzichtsafbeelding is bij wijze van voorbeeld in fig. 4a getoond. De verwerving van de overzichtsafbeelding is met het blok 51 aangegeven. Vervolgens wordt een 3-D verwer-10 vingsprotocol gekozen waarin de bandbreedte van de hoogfrequent pulsen kleiner is dan of gelijk aan de Larmorfrequentie van waterstof in watermoleculen minus de Larmorfrequentie van waterstof in vetmoleculen, zoals aangegeven in het blok 52. Het blok 53 geeft aan dat er parameters worden geselecteerd voor het verschaffen van een afbeelding, aangegeven in 15 fig. 4b, van het gewenste van belang zijnde volume VOI. Zoals getoond in de figuren 4a en 4b wordt een sectie 54 van een de ogen 56 omvattend vo lume geselecteerd, om bijvoorbeeld het vet dat gebruikelijk de optische zenuw bedekt te elimineren. Na de selectie van het gewenste volume volgt het 3-D verwervingsproces zoals aangegeven in het blok 57. Nadat de ge-20 gevens zoals aangegeven in het blok 57 zijn verworven, wordt een reconstructie met behulp van 3-D fast Fourier-transformaties uitgevoerd, zoals aangegeven in het blok 58. Daarna wordt de afbeelding weergegeven, . zoals aangegeven in het blok 59. De weergave, zoals aangegeven in fig.

1, is zodanig verdeeld dat de ene helft van zijn segmenten alleen gege- 25 vens van water omvat en de andere helft van zijn segmenten alleen gege vens van vet omvat. De selectie is zodanig gemaakt dat het gedeelte van de afbeeldingsgegevens van alleen water de optische zénuwsectie van het gekozen volume van het overzicht bedekt. Deze verwervingswerkwijze verschaft een multiformaatweergave van water- en lipide-afbeeldingen zoals 30 getoond in fig. 5. Hierin zijn 16 afbeeldingen getoond, waarvan 8 van watergegevens en 8 van lipidegegevens.

Wanneer het gewenst is om de afbeelding te verwisselen zodat bijvoorbeeld alleen het vetgedeelte zonder het watergedeelte wordt getoond, dient het teken van de afbeeldingsgradiënt te worden veranderd. Voor het 35 combineren van het water en het vet kan een eenvoudige verwerking worden toegepast door het uitvoeren van een gebruikelijke 3-D afbeeldingsreeks zonder begrenzing van de bandbreedte, waarbij water- en vetgegevens op gebruikelijke wijze worden gecombineerd. In dat geval wordt de bandbreedte voldoende breed gemaakt om zowel de water- als vetdelen op de 40 gebruikelijke wijze te omvatten. Het vet of het water kan vervolgens van . 8 8 ê l? 3 Γ λ 10 de volledige afbeelding worden afgetrokken om chemische verschuivingsar-tefacten te minimaliseren. Op andere wijze en bij voorkeur, wordt de volledige afbeelding door het verwisselen van het vet en water verkregen, om de afzonderlijke vet- en watercomponenten voor de volledige af-5 beelding te verkrijgen. De volledige afbeelding wordt daarna door het combineren van de componentafbeeldingen verkregen, om een volledige afbeelding vrij van artefacten te verkrijgen.

Dienovereenkomstig is er een werkwijze verschaft waarin water en vet door het toepassen van een gebruikelijke driedimensionale verwer-10 vings- en reconstructiereeks ruimtelijk worden gescheiden, zonder beperking door de nauwkeurige homogeniteit van het grote statische magneetveld,

De uitvinding is met betrekking tot specifieke voorbeelden beschreven, Het zal duidelijk zijn dat deze voorbeelden niet als beperkingen 15 van de omvang van de uitvinding zijn gegeven, maar alleen als voorbeeld-uitvoeringsvormen van de uitvinding. De uitvinding zelf is door de bijgaande conclusies gekenmerkt.

20 25 30 35 40 .8800383

Claims

1. Werkwijze voor het scheiden van spectrale componenten in magnetische resonantie-afbeeldingsstelsels "Magnetic Resonance Imaging (MRI)-5 systems", gekenmerkt door de stappen van: het toepassen van een 3-D aftastingsreeks; het begrenzen van de bandbreedte van de aangelegde hoogfrequent (HF)-pulsen in de 3-D aftastingsreeks voor het verwerven van gescheiden HF-signalen van de spectrale componenten; en 10 het toepassen van een 3-D fast Fouriertransformatieproces voor het omzetten van de verworven gescheiden HF-signalen in ruimtelijk gescheiden afbeeldingswaarden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stap van het begrenzen van de bandbreedte zodanige bandbreedtes verschaft welke 15 ongeveer tot het verschil tussen de Larmorfrequenties van de spectrale componenten zijn begrensd.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de stap van het begrenzen van de bandbreedte zodanig begrensde bandbreedtes verschaft dat de HF-signalen van de spectrale componenten elkaar enigszins 20 overlappen.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de stap van het begrenzen van de bandbreedte zodanige begrenzingen verschaft dat de HF-signalen van de spectrale componenten aan elkaar grenzen.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stap van 25 het begrenzen van de bandbreedte van de aangelegde HF-pulsen signalen van de spectrale componenten verschaft welke ruimtelijk van elkaar zijn gescheiden.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, gekenmerkt door de stap van het omzetten van de ruimtelijk gescheiden waarden in weer te geven afbeel- 30 dingen.

7. Werkwijze voor het scheiden van spectrale componenten in magnetische resonantie-afbeeldingsstelsels "Magnetic Resonance Imaging (MRI)-systems", gekenmerkt door de stappen van: het toepassen van een 3-D reeks, 35 het exciteren van de eerste en tweede spectrale componenten om te bewerkstelligen dat de eerste en tweede spectrale componenten eerste en tweede hoogfrequent (HF)-signalen van verschillende frequenties opwekken welke ruimtelijk zijn gescheiden,

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de stap van 40 het exciteren het aanleggen van HF-pulsen met begrensde bandbreedtes om- .880038ο ¥ 4 vat.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de verworven bijdragen aan de afbeeldingsgegevens tijdens een enkele aftasting respectievelijk van eerste en tweede spectrale componenten worden afgeleid, 5 en het opslaan van de afbeeldingsgegevens in meerdere Z-matrices met door X- en Y-coördinaten gedefinieerde gebieden.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de verwer-vingsstap het tijdens een driedimensionale aftastings reeks aanleggen van 10 een coderingsgradiënt langs een volumeselectiegradiënt omvat, het toepassen van HF-pulsen in de driedimensionale aftastingsreeks waarbij de bandbreedte van de HF-pulsen zodanig is begrensd dat deze kleiner is dan of gelijk is aan het Larmorfrequentieverschil van de spectrale componenten in het stelsel, en 15 het toepassen van een driedimensionale Fouriertransformatiewerkwij- ze voor het verkrijgen van gegevens van de HF-signalen voor opslag in meerdere Z-matrices, welke matrices ruimtelijk in door X en Y gedefinieerde gebieden zijn verdeeld welke alleen gegevens van de eerste spectrale component bevatten, en X- en Y-gebieden welke alleen gegevens van 20 de tweede spectrale component bevatten, zodat een gedeelte van Z-matrices alleen gegevens van de eerste spectrale component bevatten en de overige Z-matrices alleen gegevens van de tweede spectrale component bevatten.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, gekenmerkt door het combineren 25 van de afbeeldingen van de afzonderlijke spectrale componenten voor het verschaffen van een gecombineerde afbeelding zonder chemische verschui-vingsartefacten.

12. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de spectrale componenten water en lipiden zijn, en dat de genoemde bandbreedte 300

30 Hz Is.

13. Stelsel voor het scheiden van spectrale componenten in magnetische resonantie-afbeeldingsstelsels "Magnetic Resonance Imaging (MRI)-systems", gekenmerkt door: middelen voor het uitvoeren van een 3-D aftastingsreeks, 35 middelen voor het begrenzen van de bandbreedtes van de aangelegde hoogfrequent (HF)-pulsen in de 3-D aftastingsreeks voor het verwerven van gescheiden signalen van de spectrale componenten; en middelen voor het uitvoeren van een 3-D fast Fouriertransformatie-proces voor het omzetten van de verworven gescheiden HF-signalen in ge-40 scheiden afbeeldingswaarden. .8800585 _ è

14. Stelsel volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de middelen voor het begrenzen van de bandbreedtes, de bandbreedtes tot ongeveer het verschil tussen de Larmorfrequenties van de spectrale componenten begrenzen.

15. Stelsel volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de middelen voor het begrenzen van de bandbreedtes, bandbreedtes verschaffen welke zodanig zijn begrensd dat de HF-signalen van de spectrale componenten elkaar enigszins overlappen.

16. Stelsel volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de middelen 10 voor het begrenzen van de bandbreedtes de bandbreedtes zodanig begrenzen dat de signalen van de twee spectrale componenten aan elkaar grenzen.

17. Stelsel volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de middelen welke de bandbreedtes van de aangelegde HF-pulsen begrenzen signalen van de spectrale componenten verschaffen welke ruimtelijk van elkaar zijn 15 gescheiden.

18. Stelsel volgens conclusie 17, gekenmerkt door middelen voor het omzetten van de ruimtelijk gescheiden signalen in weer te geven afbeeldingen.

19. Stelsel voor het scheiden van spectrale componenten in magneti-20 sche resonantie-afbeeldingsstelsels "Magnetic Resonance Imaging (MRI)- systems", gekenmerkt door middelen voor het exciteren van eerste en tweede spectrale componenten om te bewerkstelligen dat de eerste en tweede spectrale componenten eerste en tweede HF-signalen van verschillende frequenties opwekken, welke ruimtelijk zijn gescheiden.

20. Stelsel volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de middelen voor het exciteren middelen voor het aanleggen van HF-pulsen met begrensde bandbreedtes omvatten.

21. Stelsel volgens conclusie 20, gekenmerkt door middelen voor het verwerven van bijdragen aan de afbeeldingsgegevens respectievelijk afge- 30 leid uit de eerste en tweede spectrale componenten tijdens een enkele aftasting, en middelen voor het opslaan van de afbeeldingsgegevens in meerdere Z-matrices met door X- en Y-coördinaten gedefinieerde gebieden.

22. Stelsel volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de middelen 35 voor het verwerven, middelen voor het tijdens een driedimensionale af- tastingsreeks aanleggen van een coderingsgradiënt langs een volumeselec-tiegradiënt-as omvatten, middelen voor het toepassen van HF-pulsen in de driedimensionale aftastingsreeks, waarbij de bandbreedte van de HF-pulsen zodanig is be-40 grehsd dat deze gelijk is aan of kleiner is dan het Larmorfrequentïever- .88005:: 9 schil van de spectrale componenten in het stelsel, en middelen voor het aanleggen van een driedimensionale Fouriertrans-formatie voor het verkrijgen van gegevens van de HF-signalen voor opslag in meerdere Z-matrices, welke Z-matrices ruimtelijk in door X en Y gede-5 finieerde gebieden zijn verdeeld welke alleen gegevens van de eerste spectrale component bevatten en X- en Y-gebieden welke alleen gegevens van de tweede spectrale component bevatten, zodat een gedeelte van de meerdere Z-matrices alleen gegevens van de eerste spectrale component bevatten en de overige Z-matrices alleen gegevens van de tweede spectra-10 le component bevatten.

23. Stelsel volgens conclusie 22, gekenmerkt door middelen voor het combineren van de afbeeldingen van de afzonderlijke spectrale componenten voor het verschaffen van een gecombineerde afbeelding zonder chemische verschuivingsartefacten. 15 20 25 30 35 40 .8800365