WO2002075346A1 - Magnetic resonance imaging method for analysing a sample by receiving spin and gradient echo signals - Google Patents

Magnetic resonance imaging method for analysing a sample by receiving spin and gradient echo signals Download PDF

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WO2002075346A1
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Nadim Joni Shah
Karl Zilles
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Forschungszentrum Jülich GmbH
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    • G01R33/5617Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE] using RF refocusing, e.g. RARE

Definitions

  • the invention relates to a method for examining a sample with at least one imaging sequence, wherein at least one excitation pulse and several rephasing pulses are irradiated into the sample, and at least one echo signal arises and is determined.
  • sample in its broadest meaning and includes living and non-living material.
  • Nuclear magnetic resonance imaging is preferably used to obtain spectroscopic information or image information about a substance.
  • a combination of nuclear magnetic resonance imaging with techniques of magnetic resonance imaging gives a spatial picture of the chemical composition of the substance.
  • Magnetic resonance imaging is, on the one hand, a sophisticated imaging method that is in clinical use worldwide. On the other hand, magnetic resonance imaging is also a very important examination tool for industry and research outside of the medical field. Applications are, for example, investigations of food, quality controls, preclinical investigations of medicines in the pharmaceutical industry or the investigation of geological structures such as pore sizes in rock samples for petroleum exploration.
  • Larmor frequency depends on the strength of the magnetic field and the magnetic properties of the substance, especially the gyromagneti Co.
  • Constant ⁇ of the nucleus is a characteristic quantity for each atom type.
  • a substance to be examined, or a person to be examined, is used in the
  • the uniform magnetic field is also referred to as the polarization field B 0 and the axis of the uniform magnetic field as the z-axis.
  • the individual magnetic moments of the spins in the tissue precess with their characteristic Larmor frequency around the axis of the uniform magnetic field.
  • a net magnetization M z is generated in the direction of the polarization field, the randomly oriented magnetic components canceling each other in the plane perpendicular to this (xy plane).
  • an excitation field Bi is additionally generated.
  • the excitation field Bx is polarized in the xy plane and has a frequency that is as close as possible to the Larmor frequency.
  • the net magnetic moment M z can be tilted into the xy plane, so that a transverse magnetic magnetization M t arises.
  • the transverse component of the magnetization rotates in the xy Level with the Larmor frequency.
  • Magnetic resonance spectroscopy enables the measurement of the spatial density distribution of certain chemical components in a material, especially in biological tissue.
  • Rapid magnetic resonance imaging (MRI) in conjunction with magnetic resonance spectroscopy (MRS) makes it possible to investigate local distributions of metabolic processes. For example, regional hemodynamics with changes in blood volumes and blood conditions as well as changes in metabolism in vivo depending on brain activity are determined, see: S. Posse et. al. : Functional Magnetic Resonance Studies of Brain Activation; Seminars in Clinical Neuropsychiatry, Vol. 1, No 1, 1996; p. 76-88.
  • NMR imaging methods are used to select layers or volumes which, under the appropriate irradiation of high-frequency pulses and the application of magnetic gradient fields, deliver a measurement signal which is digitized and stored in the measurement computer as a one- or multi-dimensional field.
  • the desired image information is obtained (reconstructed) from the recorded raw data by means of a one-dimensional or multi-dimensional Fourier transformation.
  • a reconstructed slice consists of pixels, a Volume data set from voxels.
  • a pixel picture element
  • a voxel volume pixel
  • the dimensions of a pixel are on the order of 1mm 2 , those of a voxel of 1mm 3 .
  • the geometries and dimensions can be variable.
  • fMRI Functional magnetic resonance imaging
  • DOH Deoxyhemoglobin
  • Oxyhemoglobin has a magnetic susceptibility, which essentially corresponds to the tissue structure in the brain, so that magnetic field gradients across a boundary between blood containing oxyhemoglobin and the tissue are very small. If the DOH concentration drops due to brain activity that triggers increasing blood flow, the signal relaxation in the active areas of the brain is slowed down. The protons of hydrogen in water are primarily excited.
  • the known methods require preliminary examinations in order to obtain correction data for the images.
  • the invention has for its object to develop a generic method that a high Has signal-to-noise ratio and with which a quick signal detection is possible.
  • this object is achieved in that at least one rephasing pulse is radiated in after the excitation pulse, that one or more spin echo excitations take place after the rephasing pulse, that an echo signal is detected after the spin echo excitation (s), and that after the Detection of the echo signal, one or more further spin echo excitations take place.
  • a further improvement in the signal-to-noise ratio can be achieved in a particularly simple and advantageous manner in that exactly one spin-echo excitation takes place between the irradiation of the rephasing pulse and the detection of the echo signal.
  • spin echo signals (SE) and gradient echo signals (GE) are acquired alternately.
  • Image information is advantageously obtained by repeating the recording sequence at least once.
  • gradient echo signals which were recorded at the same echo time T E are displayed as one image.
  • spin echo signals which were recorded at the same echo time T E , are displayed as one image.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that images in the form of an NX N matrix in a sequence sequence [GE (1,1), SE (2,1), GE (3,1), ..., GE1 , N, SE (2, N), GE (3, N), ..., SE (N, N)] can be detected.
  • Both the relaxation time T 2 and the relaxation time T 2 * can be reliably determined in the manner shown.
  • the echo signals are rearranged so that echo signals that were recorded at the same echo time T are displayed as one image.
  • N repetitions of the recording sequence to take place in the form of an N x N matrix.
  • the imaging method is preferably a spectroscopic echo planar imaging method, in particular a repeated two-dimensional echo planar imaging method, which consists of a repeated application of a two-dimensional echo planar image coding.
  • Spatial coding takes place in the shortest possible time, which can be repeated several times during a signal drop and is preferably 20 to 100 ms.
  • the repeated repetition of the echo planar coding shows a course of the signal drop in the sequence of reconstructed individual images during a signal drop.
  • the relaxation time T 2 is quantized using a plurality of images which are recorded at different echo times. For a given matrix size, the number of images is limited by the properties of the measuring apparatus and the value of T 2 . In order to generate quantitative images, data must therefore be adapted based on a limited number of data points that may be noisy.
  • the drawing shows a sequence diagram of a preferred embodiment of a method according to the invention.
  • Fig. 1 different components of the sequence are shown one above the other in chronological order.
  • Individual lines, each extending in a horizontal line, reflect the time dependence of individual parameters.
  • the individual parameters are arranged one above the other in such a way that simultaneous events are directly one above the other.
  • the created or resulting field RF is shown in a line representing the time dependence of the field and corresponding to a pulse sequence.
  • the first gradient field G s preferably extends in a main direction of a uniform magnetic field B 0 .
  • the magnetic field B 0 is also referred to as the polarization field and the axis of the uniform magnetic field as the z-axis.
  • a layer of a sample to be examined is selected by the gradient field G s . So that's why Gradient field G s also referred to as slice selection gradient. In order to be able to differentiate the different gradients better, the designation G s is used below for the slice selection gradient.
  • the phase coding gradient G P is preferably along a y axis. It is used to select lines of an impulse space to be examined.
  • a third gradient field is shown below the further gradient field, which corresponds to a reading gradient G R.
  • the reading gradient G R is preferably along an x-axis. It is used to read out signals, in particular echo signals from the sample to be examined. A reproduction of the signals in the form to allow an image to be with the read gradient G R more, in FIG. 1 one above the other illustrated performed acquisition sequences.
  • a net magnetization of the sample to be examined is excited by an excitation pulse AP, preferably a 90 ° pulse, shown in the top line on the left.
  • the excitation pulse AP has a duration of, for example, 1 to 10 milliseconds, with one Duration of 2 to 3 milliseconds is particularly preferred.
  • a first slice selection gradient G s l is applied to the sample, which leads to a partial dephasing of the transverse magnetization.
  • the spins are rephased by a further slice selection gradient G s 2 with a changed sign.
  • a time integral of the further slice selection gradient G s is preferably half as large as the time integral of the first slice selection gradient G s applied during the excitation pulse.
  • the further slice selection gradient G s acts as a rephasing gradient.
  • a rephasing pulse RP1 is then irradiated. It is expedient that the rephasing pulse RP1 is irradiated with a phase shift of 90 ° with respect to the excitation pulse AP. To select a layer, the is preferably used simultaneously
  • the layer is in particular the same layer as before.
  • the first rephasing pulse RP1 there is a spin echo excitation.
  • a spin echo excitation instead of the one spin echo excitation shown, several spin echo excitations can also take place, but the case shown is a single one Spin-echo excitation between the rephasing pulse RP1 and a detection of the echo signal is preferred.
  • the echo signal is then recorded.
  • the desired echo signals are read out.
  • spin echo excitation After observing the echo signal, a further spin echo excitation takes place. Although a single spin echo excitation is preferred, several spin echo excitations can also take place. If several spin echo excitations occur, they preferably have opposite signs.
  • this spin echo excitation has the same sign as the first spin echo excitation.
  • a further rephasing pulse RP2 then takes place, whereupon an echo signal is generated and measured.
  • a time development is recorded by repeating the individual measurements.
  • the sequence of the field shown in the top line runs as long as it corresponds to a desired number of sampling points of a T 2 relaxation curve.
  • the method is repeated as often as it corresponds to the number N y of lines of a desired (N y x N x ) image matrix.
  • SE Spin echo signals
  • GE gradient echo signals
  • each recording sequence contains N excitation pulses.
  • the recording sequence is repeated N times.
  • the number of rephasing pulses is preferably identical to the desired number of sampling points on the T 2 relaxation curve.
  • the invention provides for artifacts due to an essentially identical phase position between different ones Suppress recording sequences.
  • a rearrangement of echo signals is made possible by the invention. This ensures that only those echo signals that correspond to a desired echo time T E are reproduced in a desired level of the pulse space. In this way, a convolution of the signal with a, T 2 * decay function can be avoided. This is particularly useful if the impulse space is passed through from central areas to central areas up to - opposite to the first areas - external areas. This ensures that the spatial resolution remains high in the entire pulse space.
  • Data corresponding to central areas of the pulse space and coded with a 0-phase can be used for phase correction of measurement data of further recording sequences. In this way, preliminary measurements of the samples to be examined can be avoided.
  • Frequency-selective lipid presaturation is preferably used.

Abstract

The invention relates to a method for analysing a sample, comprising at least one imaging sequence, whereby at least one excitation pulse and a plurality of rephase pulses are transmitted to a sample so that at least one echo signal arises and is detected. The inventive method is characterised in that at least one rephase pulse is transmitted after the excitation pulse, one or more spin-echo-excitations occur after the rephase pulse, an echo signal is detected after the spin-echo-excitations and one or more other spin-echo excitations occur after detection of the echo signal.

Description

VERFAHREN DER BILDGEBENDEN MAGNETISCHEN RESONANZ ZUR UNTERSUCHUNG EINER PROBE MITTELS AUFNAHME VON SPIN- UND GRADIENTENECHOSIGNALENMETHOD OF IMAGING MAGNETIC RESONANCE FOR EXAMINING A SAMPLE BY MEANS OF SPIN AND GRADIENT Echo Signals
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung einer Probe mit wenigstens einer Bildgebungssequenz, wobei in die Probe wenigstens ein Anregungspuls und mehrere Rephasierungspulse eingestrahlt werden, und wenigstens ein Echosignal entsteht und ermittelt wird.The invention relates to a method for examining a sample with at least one imaging sequence, wherein at least one excitation pulse and several rephasing pulses are irradiated into the sample, and at least one echo signal arises and is determined.
Der Begriff „Probe" ist im vorliegenden Fall in seiner weitesten Bedeutung gemeint und u fasst lebendes und nicht lebendes Material .In the present case, the term “sample” is meant in its broadest meaning and includes living and non-living material.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen eine Probe mittels eines Anregungspulses und mehrerer Rephasierungspulse untersucht wird.Various methods are known in which a sample is examined by means of an excitation pulse and several rephasing pulses.
In der Kernmagnetresonanztomographie ist es bekannt, durch eine Anregung von Echosignalen einer Probe, Informationen über die Probe zu erhalten.In nuclear magnetic resonance imaging it is known to obtain information about the sample by excitation of echo signals from a sample.
Das gattungsgemäße Verfahren wird in derThe generic method is in the
Kernmagnetresonanztomographie vorzugsweise dazu eingesetzt, eine spektroskopische Information oder eine Bildinformation über eine Substanz zu erhalten. Eine Kombination der kernmagnetischen Resonanztomographie mit Techniken der Magnetresonanz-Bildgebung (Magnetic Resonance Imaging - MRI) ergibt ein räumliches Bild der chemischen Zusammensetzung der Substanz.Nuclear magnetic resonance imaging is preferably used to obtain spectroscopic information or image information about a substance. A combination of nuclear magnetic resonance imaging with techniques of magnetic resonance imaging (Magnetic Resonance Imaging - MRI) gives a spatial picture of the chemical composition of the substance.
Magnetische Resonanzbildgebung ist einerseits eine ausgereifte Bildgebungsmethode, die weltweit im klinischen Einsatz ist. Andererseits ist magnetische Resonanzbildgebung auch außerhalb des medizinischen Bereiches ein sehr wichtiges Untersuchungswerkzeug für Industrie und Forschung. Anwendungen sind beispielsweise Untersuchungen von Nahrungsmitteln, Qualitätskontrollen, präklinische Untersuchungen von Medikamenten in der pharmazeutischen Industrie oder die Untersuchungen von geologischen Strukturen wie Porengrόßen in Gesteinsproben für die Erdölexploration.Magnetic resonance imaging is, on the one hand, a sophisticated imaging method that is in clinical use worldwide. On the other hand, magnetic resonance imaging is also a very important examination tool for industry and research outside of the medical field. Applications are, for example, investigations of food, quality controls, preclinical investigations of medicines in the pharmaceutical industry or the investigation of geological structures such as pore sizes in rock samples for petroleum exploration.
Die besondere Stärke der magnetischen Resonanzbildgebung rührt aus der Tatsache her, dass sehr viele Parameter nukleare kernmagnetische Resonanzsignale beeinflussen. Durch eine sorgfältige und kontrollierte Veränderung dieser Parameter können geeignete Experimente durchgeführt werden, die den Einfluss des ausgewählten Parameters zeigen.The particular strength of magnetic resonance imaging stems from the fact that a large number of parameters influence nuclear magnetic resonance signals. By carefully and controlled changing these parameters, suitable experiments can be carried out that show the influence of the selected parameter.
Beispiele von relevanten Parametern sindExamples of relevant parameters are
Diffusionsvorgänge, Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungen von Protonen oder eine Spin-Gitter-Relaxationszeit.Diffusion processes, probability density distributions of protons or a spin-lattice relaxation time.
Bei der Kernresonanztomographie werden Atomkerne, welche ein magnetisches Moment besitzen, durch ein extern angelegtes Magnetfeld ausgerichtet . Dabei führen die Kerne um die Richtung des Magnetfeldes eine Präzessions-Bewegung mit einer charakteristischen Kreisfrequenz (Larmor- Frequenz) aus. Die Larmor-Frequenz hängt von der Stärke des magnetischen Feldes und von den magnetischen Eigenschaften der Substanz ab, insbesondere der gyromagnetisehenIn nuclear magnetic resonance imaging, atomic nuclei that have a magnetic moment are aligned by an externally applied magnetic field. The cores make a precession movement around the direction of the magnetic field with a characteristic angular frequency (Larmor frequency). The Larmor frequency depends on the strength of the magnetic field and the magnetic properties of the substance, especially the gyromagnetisehen
Konstante γ des Kerns. Die gyromagnetisehe Konstante γ ist eine für jede Atomart charakteristische Größe. Die Atomkerne weisen ein magnetisches Moment μ = γ x p auf, wobei p den Drehimpuls des Kerns bezeichnet.Constant γ of the nucleus. The gyromagnetic constant γ is a characteristic quantity for each atom type. The atomic nuclei have a magnetic moment μ = γ x p, where p denotes the angular momentum of the nucleus.
Eine zu untersuchende Substanz, beziehungsweise eine zu untersuchende Person, werden bei derA substance to be examined, or a person to be examined, is used in the
Kernresonanztomographie einem gleichförmigen Magnetfeld unterworfen. Das gleichförmige Magnetfeld wird auch als Polarisationsfeld B0 und die Achse des gleichförmigen Magnetfeldes als z-Achse bezeichnet. Die individuellen magnet.ischen Momente der Spins in dem Gewebe präzedieren mit ihrer charakteristischen Larmor-Frequenz um die Achse des gleichförmigen Magnetfeldes.Nuclear magnetic resonance imaging subjected to a uniform magnetic field. The uniform magnetic field is also referred to as the polarization field B 0 and the axis of the uniform magnetic field as the z-axis. The individual magnetic moments of the spins in the tissue precess with their characteristic Larmor frequency around the axis of the uniform magnetic field.
Eine Nettomagnetisierung Mz wird in der Richtung des Polarisationsfeldes erzeugt, wobei sich die zufällig orientierten Magnetkomponenten in der Ebene senkrecht hierzu (x-y-Ebene) einander aufheben. Nach Anlegen des gleichförmigen Magnetfeldes wird zusätzlich ein Anregungsfeld Bi erzeugt . Das Anregungsfeld Bx ist in der x-y-Ebene polarisiert und weist eine Frequenz auf, die möglichst nahe an der Larmor-Frequenz liegt. Hierdurch kann das Nettomagnetmoment Mz in die x-y-Ebene gekippt werden, so dass eine quermagnetische Magnetisierung Mt entsteht. Die Querkomponente der Magnetisierung rotiert in der x-y- Ebene mit der Larmor-Frequenz.A net magnetization M z is generated in the direction of the polarization field, the randomly oriented magnetic components canceling each other in the plane perpendicular to this (xy plane). After the uniform magnetic field has been applied, an excitation field Bi is additionally generated. The excitation field Bx is polarized in the xy plane and has a frequency that is as close as possible to the Larmor frequency. As a result, the net magnetic moment M z can be tilted into the xy plane, so that a transverse magnetic magnetization M t arises. The transverse component of the magnetization rotates in the xy Level with the Larmor frequency.
Durch eine zeitliche Variation des Anregungsfeldes können verschiedene zeitliche Abfolgen der quermagnetischen Magnetisierung Mt erzeugt werden. In Verbindung mit wenigstens einem angelegten Gradientenfeld können verschiedene Schichtprofile realisiert werden.By varying the excitation field over time, different temporal sequences of the transverse magnetic magnetization M t can be generated. Various layer profiles can be realized in connection with at least one gradient field.
Insbesondere in der medizinischen Forschung besteht das Bedürfnis, Informationen über anatomische Strukturen, räumliche Verteilungen von Substanzen ebenso wie über die Gehirnaktivität oder im weiteren Sinne Informationen über Blutfluss oder Deoxyhämoglobinkonzentrationsänderungen in tierischen und menschlichen Organen zu erlangen.In medical research in particular, there is a need to obtain information about anatomical structures, spatial distributions of substances as well as about brain activity or in a broader sense information about blood flow or deoxyhemoglobin concentration changes in animal and human organs.
Magnetresonanz-Spektroskopie (MRS) ermöglicht die Messung der räumlichen Dichteverteilung bestimmter chemischer Komponenten in einem Material, insbesondere in biologischem Gewebe .Magnetic resonance spectroscopy (MRS) enables the measurement of the spatial density distribution of certain chemical components in a material, especially in biological tissue.
Eine schnelle Magnetresonanz-Bildgebung (Magnetic Resonance Imaging - MRI) in Verbindung mit Magnetresonanzspektroskopie (Magnetic Resonance Spectroscopy - MRS) macht es möglich, örtliche Verteilungen von StoffWechselprozessen zu untersuchen. Beispielsweise wird eine regionale Hämodynamik mit Veränderungen in Blutvolumina und Blutzuständen sowie Änderungen des Stoffwechsels in vivo in Abhängigkeit von einer Gehirnaktivität ermittelt, siehe: S. Posse et. al . : Functional Magnetic Resonance Studies of Brain Activation; Seminars in Clinical Neuropsychiatry, Vol. 1, No 1, 1996; p. 76-88.Rapid magnetic resonance imaging (MRI) in conjunction with magnetic resonance spectroscopy (MRS) makes it possible to investigate local distributions of metabolic processes. For example, regional hemodynamics with changes in blood volumes and blood conditions as well as changes in metabolism in vivo depending on brain activity are determined, see: S. Posse et. al. : Functional Magnetic Resonance Studies of Brain Activation; Seminars in Clinical Neuropsychiatry, Vol. 1, No 1, 1996; p. 76-88.
Eine experimentelle Untersuchung der Hämodynamik ist dargestellt in: „The variability of human BOLD hemodynamic responses: Aguirre; Neurolmage, 1998, Vol. 8(4), p. 360- 369, ferner in „J. Raj pakse, F. Kruggel, D. Y. von Cramon, Neuronal and hemodynamic responses from functional MRI time-series: A comutational model, in „Progress in Connectionist-Based Information Systems (ICONIP'97)" (N. Kasabov, R. Kozma, K. Ko, R. O'Shea, G. Coghill, T. Gedeon, Eds.), p. 30-34, Springer, Singapur, 1997" und „Modeling Hemodynamic Response for Analysis of Functional MRI Time- Series : Jagath c. Rajapakse, Frithjof Kruggel, Jose M. Maisog und D. Yves von Cramon; Human Brain Mapping 6: 283- 300, 1998" mit vorgeschlagenen Gauß- und Poisson- Funktionen.An experimental investigation of hemodynamics is presented in: "The variability of human BOLD hemodynamic responses: Aguirre; Neurolmage, 1998, Vol. 8 (4), p. 360-369, further in “J. Raj pakse, F. Kruggel, DY von Cramon, Neuronal and hemodynamic responses from functional MRI time-series: A comutational model, in "Progress in Connectionist-Based Information Systems (ICONIP'97)" (N. Kasabov, R. Kozma, K. Ko, R. O'Shea, G. Coghill, T. Gedeon, Eds.), P. 30-34, Springer, Singapore, 1997 "and" Modeling Hemodynamic Response for Analysis of Functional MRI Time-Series: Jagath c , Rajapakse, Frithjof Kruggel, Jose M. Maisog and D. Yves von Cramon; Human Brain Mapping 6: 283-300, 1998 "with suggested Gauss and Poisson functions.
Durch NMR-Bildgebungsmethoden werden Schichten oder Volumina selektiert, die unter dem geeigneten Einstrahlen von Hochfrequenzimpulsen und dem Anlegen von magnetischen Gradientenfeldern ein Messsignal liefern, welches digitalisiert und als ein ein- oder mehrdimensionales Feld im Messcomputer gespeichert wird.NMR imaging methods are used to select layers or volumes which, under the appropriate irradiation of high-frequency pulses and the application of magnetic gradient fields, deliver a measurement signal which is digitized and stored in the measurement computer as a one- or multi-dimensional field.
Aus den aufgenommenen Rohdaten wird durch eine ein- oder mehrdimensionale Fourier-Transformation die gewünschte Bildinformation gewonnen (rekonstruiert) .The desired image information is obtained (reconstructed) from the recorded raw data by means of a one-dimensional or multi-dimensional Fourier transformation.
Ein rekonstruiertes Schichtbild besteht aus Pixeln, ein Volumendatensatz aus Voxeln. Ein Pixel (Picture Element) ist ein zweidimensionales Bildelement, beispielsweise ein Quadrat. Das Bild ist aus den Pixeln zusammengesetzt. Ein Voxel (Volume Pixel) ist ein dreidimensionales Volumenelement, beispielsweise ein Quader. Die Abmessungen eines Pixels liegen in der Größenordnung von 1mm2, die eines Voxels von 1mm3. Die Geometrien und Ausdehnungen können variabel sein.A reconstructed slice consists of pixels, a Volume data set from voxels. A pixel (picture element) is a two-dimensional picture element, for example a square. The image is composed of the pixels. A voxel (volume pixel) is a three-dimensional volume element, for example a cuboid. The dimensions of a pixel are on the order of 1mm 2 , those of a voxel of 1mm 3 . The geometries and dimensions can be variable.
Da aus experimentellen Gründen bei Schichtbildern niemals von einer streng zweidimensionalen Ebene ausgegangen werden kann, wird häufig auch hier der Begriff Voxel verwendet, welcher besagt, dass die Bildebenen eine Dicke haben.Since a strictly two-dimensional plane can never be assumed for layered images for experimental reasons, the term voxel is often used here too, which means that the image planes have a thickness.
Durch funktionale Kernmagnetresonanz ist es möglich, dynamische Veränderungen zu erfassen und hierdurch einen zeitlichen Verlauf von Prozessen zu überwachen.Functional nuclear magnetic resonance makes it possible to record dynamic changes and thereby monitor a process over time.
Bei funktionaler Kernmagnetresonanz-Bildgebung (functional Magnetic Resonance Imaging - fMRI) werden Bilder erzeugt, die lokale Veränderungen beinhalten.Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is used to generate images that contain local changes.
Ferner ist bekannt, mit funktionaler Kernmagnetresonanz, beziehungsweise mit funktionaler Kernmagnetresonanz- Bildgebung, eine neuronale Aktivierung zu untersuchen. Die neuronale Aktivierung äußert sich in einer Zunahme des Blutflusses in aktivierten Gehirnarealen, wobei es zu einer Abnahme der Deoxyhämoglobinkonzentration kommt. Deoxyhämoglobin (DOH) ist ein paramagnetischer Stoff, welcher die Magnetfeldhomogenität verringert und damit die Signalrelaxation beschleunigt . Oxyhämoglobin hat eine magnetische Suszeptibilität , die im Wesentlichen der GewebeStruktur im Gehirn entspricht, so dass magnetische Feldgradienten über einer Grenze zwischen oxyhämoglobinhaltigern Blut und dem Gewebe sehr klein sind. Sinkt die DOH-Konzentration aufgrund einer einen zunehmenden Blutfluss auslösenden Gehirnaktivität, so wird die Signalrelaxation in den aktiven Arealen des Gehirns verlangsamt . Angeregt werden in erster Linie die Protonen des Wasserstoffes im Wasser. Eine Lokalisation von Gehirnaktivität wird ermöglicht, indem eine Untersuchung mit funktionalen NMR-Methoden angewendet wird, welche das NMR-Signal mit einer Zeitverzδgerung (Echo- eit) messen. Dies wird auch als suszeptibilitätsempfindliche Messung bezeichnet. Der biologische Wirkmechanismus ist in der Literatur unter dem Namen BOLD-Effekt (Blood Oxygenation Level Dependent - Effekt) bekannt und führt bei suszeptibilitätsempfindlichen magnetischen Resonanzmessungen bei einer Feldstärke eines statischen, beispielsweise 1,5 Tesla starken Magnetfeldes, bis zu ca. 5%igen Zunahmen der Bildhelligkeit in aktivierten Hirnregionen. Anstelle des endogenen Kontrastmittels DOH können auch andere Kontrastmittel treten, die eine Änderung in der Suszeptibilität hervorrufen.It is also known to investigate neuronal activation using functional nuclear magnetic resonance or functional nuclear magnetic resonance imaging. Neuronal activation manifests itself in an increase in blood flow in activated brain areas, with a decrease in deoxyhemoglobin concentration. Deoxyhemoglobin (DOH) is a paramagnetic substance that reduces the magnetic field homogeneity and thus the Signal relaxation accelerates. Oxyhemoglobin has a magnetic susceptibility, which essentially corresponds to the tissue structure in the brain, so that magnetic field gradients across a boundary between blood containing oxyhemoglobin and the tissue are very small. If the DOH concentration drops due to brain activity that triggers increasing blood flow, the signal relaxation in the active areas of the brain is slowed down. The protons of hydrogen in water are primarily excited. Localization of brain activity is made possible by using an investigation using functional NMR methods, which measure the NMR signal with a time delay (echo). This is also known as susceptibility-sensitive measurement. The biological mechanism of action is known in the literature under the name BOLD effect (Blood Oxygenation Level Dependent - Effect) and leads to approx. 5% increases in susceptibility-sensitive magnetic resonance measurements with a field strength of a static, for example 1.5 Tesla strong magnetic field the image brightness in activated brain regions. Instead of the endogenous contrast agent DOH, other contrast agents can also occur which cause a change in the susceptibility.
Die bekannten Verfahren erfordern Vorabuntersuchungen, um Korrekturdaten für die Bilder zu gewinnen.The known methods require preliminary examinations in order to obtain correction data for the images.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zu entwickeln, das ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis aufweist und mit dem eine schnelle Signalerfassung möglich ist.The invention has for its object to develop a generic method that a high Has signal-to-noise ratio and with which a quick signal detection is possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass nach dem Anregungspuls wenigstens ein Rephasierungspuls eingestrahlt wird, dass nach dem Rephasierungspuls eine oder mehrere Spin-Echo-Anregungen erfolgen, dass nach der oder den Spin-Echo-Anregungen ein Echosignal erfasst wird, und dass nach der Erfassung des Echosignals eine oder mehrere weitere Spin-Echo-Anregungen erfolgen.According to the invention, this object is achieved in that at least one rephasing pulse is radiated in after the excitation pulse, that one or more spin echo excitations take place after the rephasing pulse, that an echo signal is detected after the spin echo excitation (s), and that after the Detection of the echo signal, one or more further spin echo excitations take place.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass nach der oder den weiteren Spin-Echo-Anregungen ein weiterer Rephasierungspuls eingestrahlt wird.It is particularly advantageous here that a further rephasing pulse is radiated in after the further spin echo excitations.
Eine weitere Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses lässt sich in besonders einfacher und vorteilhafter Weise dadurch erzielen, dass zwischen der Einstrahlung des Rephasierungspulses und der Erfassung des Echosignals genau eine Spin-Echo-Anregung erfolgt.A further improvement in the signal-to-noise ratio can be achieved in a particularly simple and advantageous manner in that exactly one spin-echo excitation takes place between the irradiation of the rephasing pulse and the detection of the echo signal.
Zur Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses ist es ferner vorteilhaft, dass zwischen der Erfassung des Echosignals - und dem Einstrahlen des Weiteren Rephasierungspulses genau eine Spin-Echö-Anregung erfolgt.To increase the signal-to-noise ratio, it is also advantageous that exactly one spin-echo excitation occurs between the detection of the echo signal and the irradiation of the further rephasing pulse.
Es ist zweckmäßig, das Verfahren so durchzuführen, dass die Spin-Echo-Anregung (SEI) , die zwischen der Einstrahlung des Rephasierungspulses und der Erfassung des Echosignals erfolgt und die Spin-Echo-Anregung (SE2) , die zwischen der Erfassung des Echosignals und dem Einstrahlen des Weiteren Rephasierungspulses (RP2) erfolgt, gleiches Vorzeichen aufweisen.It is expedient to carry out the method in such a way that the spin echo excitation (SEI), which takes place between the irradiation of the rephasing pulse and the detection of the echo signal, and the spin echo excitation (SE2), which takes place between the Detection of the echo signal and irradiation of the further rephasing pulse (RP2) takes place, have the same sign.
Zu einer möglichst genauen Erfassung der Relaxationszeit T2 ist es zweckmäßig, dass Spin-Echo-Signale (SE) und Gradienten-Echo-Signale (GE) einander abwechselnd erfasst werden.In order to record the relaxation time T 2 as accurately as possible, it is expedient that spin echo signals (SE) and gradient echo signals (GE) are acquired alternately.
Zur Elimination von äußeren Einflüssen und somit zur Erhöhung der Messgenauigkeit ist es zweckmäßig, dass innerhalb einer Aufnahmesequenz alle Gradienten-Echo- Signale mit im Wesentlichen gleicher Phasenlage kodiert werden.In order to eliminate external influences and thus to increase the measuring accuracy, it is expedient that all gradient echo signals with essentially the same phase position are encoded within a recording sequence.
Zur weiteren Verringerung von Störeinflüssen ist es vorteilhaft, dass innerhalb einer Aufnahmesequenz auch alle Spin-Echo-Signale mit im Wesentlichen gleicher Phasenlage kodiert werden.To further reduce interference, it is advantageous that all spin-echo signals with essentially the same phase position are also encoded within a recording sequence.
Eine Gewinnung von Bildinformationen erfolgt vorteilhafterweise dadurch, dass die Aufnahnesequenz wenigstens einmal wiederholt wird.Image information is advantageously obtained by repeating the recording sequence at least once.
Zur weiteren Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses ist es zweckmäßig, dass auf einander folgende Aufnahmesequenzen im Wesentlichen gleiche Phasenlagen aufweisen.To further improve the signal-to-noise ratio, it is expedient for consecutive recording sequences to have essentially the same phase positions.
Ferner ist es zweckmäßig, dass Gradienten-Echo-Signale, welche bei einer gleichen Echozeit TE aufgenommen wurden, als ein Bild dargestellt werden.It is also expedient that gradient echo signals, which were recorded at the same echo time T E are displayed as one image.
Es ist gleichfalls vorteilhaft, dass Spin-Echo-Signale, welche bei einer gleichen Echozeit TE aufgenommen wurden, als ein Bild dargestellt werden.It is also advantageous that spin echo signals, which were recorded at the same echo time T E , are displayed as one image.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass Bilder in Form einer N X N- Matrix in einer Sequenzfolge [GE(1,1), SE(2,1), GE(3,1),..., GE1, N, SE(2, N) , GE (3,N), ..., SE(N, N) ] erfasst werden.A particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that images in the form of an NX N matrix in a sequence sequence [GE (1,1), SE (2,1), GE (3,1), ..., GE1 , N, SE (2, N), GE (3, N), ..., SE (N, N)] can be detected.
Auf die dargestellte Weise kann sowohl die Relaxationszeit T2 als auch die Relaxationszeit T2 * zuverlässig ermittelt werden.Both the relaxation time T 2 and the relaxation time T 2 * can be reliably determined in the manner shown.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass die Echosignale so umgeordnet werden, dass Echosignale, welche bei einer gleichen Echozeit T aufgenommen wurden, als ein Bild dargestellt werden.It is particularly advantageous here that the echo signals are rearranged so that echo signals that were recorded at the same echo time T are displayed as one image.
Ferner ist es zweckmäßig, dass zur Aufnahme eines Bildes in Form einer N x N-Matrix N Wiederholungen der Aufnahmesequenz erfolgen.It is also expedient for N repetitions of the recording sequence to take place in the form of an N x N matrix.
Außerdem ist es zweckmäßig, das Verfahren so durchzuführen, dass das Bild der N X N-Matrix Echosignalen der Sequenzfolge [GE(1,1), SE(2,1), GE(3,1),..., GE1, N, SE(2, N) , GE (3,N), ..., SE(N, N) ] entspricht. Bei der Bildgebungsmethode handelt es sich vorzugsweise um eine spektroskopische Echo-Planar-Bildgebungsmethode, insbesondere um eine wiederholte zweidimensionale Echo- Planar-Bildgebungsmethode, welche aus einer wiederholten Anwendung einer zweidimensionalen Echo-Planar-Bildkodierung besteht .It is also expedient to carry out the method in such a way that the image of the NX N matrix echo signals of the sequence sequence [GE (1,1), SE (2,1), GE (3,1), ..., GE1, N , SE (2, N), GE (3, N), ..., SE (N, N)]. The imaging method is preferably a spectroscopic echo planar imaging method, in particular a repeated two-dimensional echo planar imaging method, which consists of a repeated application of a two-dimensional echo planar image coding.
Eine räumliche Kodierung erfolgt in einem möglichst kurzen Zeitraum, welcher während eines Signalabfalls mehrfach wiederholt werden kann und vorzugsweise 20 bis 100 ms beträgt .Spatial coding takes place in the shortest possible time, which can be repeated several times during a signal drop and is preferably 20 to 100 ms.
Durch die mehrfache Wiederholung der Echo-Planar-Kodierung wird während eines Signalabfalls ein Verlauf des Signalabf lls in der Abfolge von rekonstruierten Einzelbildern dargestellt.The repeated repetition of the echo planar coding shows a course of the signal drop in the sequence of reconstructed individual images during a signal drop.
Eine Quantisierung der Relaxationszeit T2 erfolgt mit mehreren Bildern, die bei verschiedenen Echozeiten aufgenommen werden. Die Anzahl der Bilder ist bei einer gegebenen Matrixgröße durch Eigenschaften der Messapparatur und den Wert von T2 begrenzt . Zur Erzeugung von quantitativen Bildern muss daher eine Datenanpassung erfolgen, die auf eine beschränkte Anzahl von Datenpunkten, die möglicherweise verrauscht sind, gestützt ist.The relaxation time T 2 is quantized using a plurality of images which are recorded at different echo times. For a given matrix size, the number of images is limited by the properties of the measuring apparatus and the value of T 2 . In order to generate quantitative images, data must therefore be adapted based on a limited number of data points that may be noisy.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung.Further advantages, special features and expedient developments of the invention result from the subclaims and the following representation of a preferred embodiment of the invention with reference to the drawing.
Die Zeichnung zeigt ein Sequenzdiagramm einer bevorzugten Durchführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens .The drawing shows a sequence diagram of a preferred embodiment of a method according to the invention.
In Fig. 1 sind übereinander verschiedene Bestandteile der Sequenz in zeitlicher Abfolge dargestellt. Einzelne, sich jeweils in horizontaler Linie erstreckende Linien geben die Zeitabhängigkeit einzelner Parameter wieder. Die einzelnen Parameter sind so übereinander angeordnet, dass gleichzeitige Ereignisse sich unmittelbar übereinander befinden.In Fig. 1 different components of the sequence are shown one above the other in chronological order. Individual lines, each extending in a horizontal line, reflect the time dependence of individual parameters. The individual parameters are arranged one above the other in such a way that simultaneous events are directly one above the other.
In der obersten Zeile ist das angelegte, beziehungsweise resultierende Feld RF in einer die Zeitabhängigkeit des Feldes wiedergebenden, einer Pulsfolge entsprechenden, Linie dargestellt.In the top line, the created or resulting field RF is shown in a line representing the time dependence of the field and corresponding to a pulse sequence.
Unterhalb der die Zeitabhängigkeit des Feldes wiedergebenden Linie sind drei Linien dargestellt, welche eine Zeitabhängigkeit von Gradientenfeldern Gs, GP und GR wiedergeben.Below the line representing the time dependence of the field, three lines are shown which represent a time dependence of gradient fields G s , G P and G R.
Das erste Gradientenfeld Gs erstreckt sich vorzugsweise in einer Hauptrichtung eines gleichförmigen Magnetfeldes B0. Das Magnetfeld B0 wird auch als Polarisationsfeld und die Achse des gleichförmigen Magnetfeldes als z-Achse bezeichnet . Durch das Gradientenfeld Gs wird eine Schicht einer zu untersuchenden Probe ausgewählt. Deshalb wird das Gradientenfeld Gs auch als Schichtselektionsgradient bezeichnet . Um die verschiedenen Gradienten besser voneinander unterschieden zu können, wird die Bezeichnung Gs nachfolgend für den Schichtselektionsgradienten verwendet .The first gradient field G s preferably extends in a main direction of a uniform magnetic field B 0 . The magnetic field B 0 is also referred to as the polarization field and the axis of the uniform magnetic field as the z-axis. A layer of a sample to be examined is selected by the gradient field G s . So that's why Gradient field G s also referred to as slice selection gradient. In order to be able to differentiate the different gradients better, the designation G s is used below for the slice selection gradient.
Unterhalb des ersten Gradientenfeldes Gs ist ein weiteres Gradientenfeld dargestellt, welches einem 'Phasenkodierungsgradienten GP entspricht . Der Phasenkodierungsgradient GP liegt vorzugsweise entlang einer y-Achse an. Er dient dazu, Zeilen eines zu untersuchenden Impulsraumes, auszuwählen.Below the first gradient field G s an additional gradient field is shown which corresponds to a 'phase encoding gradient G P. The phase coding gradient G P is preferably along a y axis. It is used to select lines of an impulse space to be examined.
Unterhalb des weiteren Gradientenfeldes ist ein drittes Gradientenfeld dargestellt, welches einem Lesegradienten GR entspricht. Der Lesegradient GR liegt vorzugsweise entlang einer x-Achse an. Er dient dazu, Signale, insbesondere Echosignale der zu untersuchenden Probe, auszulesen. Um eine Wiedergabe der Signale in Form eines Bildes zu ermöglichen, werden mit dem Lesegradienten GR mehrere, in Fig. 1 übereinander dargestellte, Aufnahmesequenzen durchgeführt .A third gradient field is shown below the further gradient field, which corresponds to a reading gradient G R. The reading gradient G R is preferably along an x-axis. It is used to read out signals, in particular echo signals from the sample to be examined. A reproduction of the signals in the form to allow an image to be with the read gradient G R more, in FIG. 1 one above the other illustrated performed acquisition sequences.
Im Einzelnen wird das Verf hren wie folgt durchgeführt .In detail, the procedure is carried out as follows.
Zunächst wird eine Nettomagnetisierung der zu untersuchenden Probe durch einen in der obersten Zeile links dargestellten Anregungspuls AP, vorzugsweise einen 90° -Puls, angeregt. Der Anregungspuls AP weist eine Dauer von beispielsweise 1 bis 10 Millisekunden auf, wobei eine Dauer von 2 bis 3 Millisekunden besonders bevorzugt ist.First, a net magnetization of the sample to be examined is excited by an excitation pulse AP, preferably a 90 ° pulse, shown in the top line on the left. The excitation pulse AP has a duration of, for example, 1 to 10 milliseconds, with one Duration of 2 to 3 milliseconds is particularly preferred.
Während der Anregung der zu untersuchenden Probe durch den Anregungspuls liegt an der Probe ein erster Schichtselektionsgradient Gsl an, der zu einer teilweisen Dephasierung der Quermagnetisierung führt.During the excitation of the sample to be examined by the excitation pulse, a first slice selection gradient G s l is applied to the sample, which leads to a partial dephasing of the transverse magnetization.
Im Anschluss an den Anregungspuls werden die Spins durch einen weiteren Schichtselektionsgradienten Gs2 mit geändertem Vorzeichen wieder rephasiert.Following the excitation pulse, the spins are rephased by a further slice selection gradient G s 2 with a changed sign.
Ein Zeitintegral des weiteren Schichtselektionsgradienten Gs ist dabei vorzugsweise halb so groß wie das Zeitintegral des während des Anregungspulses angelegten ersten Schichtselektionsgradienten Gs. Hierdurch wirkt der weitere Schichtselektionsgradient Gs als Rephasierungsgradient .A time integral of the further slice selection gradient G s is preferably half as large as the time integral of the first slice selection gradient G s applied during the excitation pulse. As a result, the further slice selection gradient G s acts as a rephasing gradient.
Danach wird ein Rephasierungspuls RP1, vorzugsweise ein 180°-Puls, eingestrahlt. Es ist zweckmäßig, dass der Rephasierungspuls RP1 gegenüber dem Anregungspuls AP um 90° phasenversetzt eingestrahlt wird. Zur Auswahl einer Schicht wird vorzugsweise gleichzeitig derA rephasing pulse RP1, preferably a 180 ° pulse, is then irradiated. It is expedient that the rephasing pulse RP1 is irradiated with a phase shift of 90 ° with respect to the excitation pulse AP. To select a layer, the is preferably used simultaneously
Schichtselektionsgradient Gs erneut angelegt. Bei der Schicht handelt es sich insbesondere um die gleiche Schicht wie zuvor.Slice selection gradient G s created again. The layer is in particular the same layer as before.
Nach dem ersten Rephasierungspuls RP1 erfolgt eine Spin- Echo-Anregung. Es können statt der dargestellten einen Spin-Echo-Anregung auch mehrere Spin-Echo-Anregungen erfolgen, jedoch ist der dargestellte Fall einer einzigen Spin-Echo-Anregung zwischen dem Rephasierungspuls RP1 und einer Erfassung des Echosignals bevorzugt.After the first rephasing pulse RP1 there is a spin echo excitation. Instead of the one spin echo excitation shown, several spin echo excitations can also take place, but the case shown is a single one Spin-echo excitation between the rephasing pulse RP1 and a detection of the echo signal is preferred.
Im Anschluss an die Spin-Echo-Anregung SE 2,1 erfolgt eine Gradienten-Echo-Anregung GE 3,1 mit entgegengesetztem Vorzeichen.Following the spin echo excitation SE 2.1, there is a gradient echo excitation GE 3.1 with the opposite sign.
Anschließend wird das Echosignal erfasst.The echo signal is then recorded.
Durch Festlegung des Lesegradienten GR werden jeweils die gewünschten Echosignale ausgelesen.By determining the reading gradient G R , the desired echo signals are read out.
Nach der Beobachtung des Echosignals erfolgt eine weitere Spin-Echo-Anregung. Obwohl eine einzelne Spin-Echo-Anregung bevorzugt ist, können auch mehrere Spin-Echo-Anregungen erfolgen. Falls mehrere Spin-Echo-Anregungen erfolgen, haben diese vorzugsweise einander entgegengesetzte Vorzeichen.After observing the echo signal, a further spin echo excitation takes place. Although a single spin echo excitation is preferred, several spin echo excitations can also take place. If several spin echo excitations occur, they preferably have opposite signs.
In dem besonders bevorzugten Fall einer einzelnen Spin- Echo-Anregung vor dem Auslesen des Echosignals ist es besonders vorteilhaft, auch nach dem Erfassen des Echosignals genau eine Spin-Echo-Anregung vorzunehmen. Es ist besonders zweckmäßig, dass diese Spin-Echo-Anregung das gleiche Vorzeichen aufweist wie die erste Spin-Echo- Anregung .In the particularly preferred case of a single spin echo excitation before the echo signal is read out, it is particularly advantageous to carry out exactly one spin echo excitation even after the detection of the echo signal. It is particularly expedient that this spin echo excitation has the same sign as the first spin echo excitation.
Anschließend erfolgt ein weiterer Rephasierungspuls RP2 , worauf wiederum ein Echo-Signal erzeugt und gemessen wird. Durch eine Wiederholung der Einzelmessungen wird eine Zeitentwicklung erfasst.A further rephasing pulse RP2 then takes place, whereupon an echo signal is generated and measured. A time development is recorded by repeating the individual measurements.
Die in der obersten Zeile dargestellte Sequenz des Feldes verläuft so lange, wie es einer gewünschten Anzahl Abtastpunkte einer T2-Relaxationskurve entspricht.The sequence of the field shown in the top line runs as long as it corresponds to a desired number of sampling points of a T 2 relaxation curve.
Nach der zuvor beschriebenen, ersten Aufnahmesequenz wird das Verfahren so oft wiederholt , wie es der Anzahl Ny von Zeilen einer gewünschten (Ny x Nx) -Bildmatrix entspricht.After the first recording sequence described above, the method is repeated as often as it corresponds to the number N y of lines of a desired (N y x N x ) image matrix.
Dabei werden jeweils Spin-Echo-Signale (SE) und Gradienten- Echo-Signale (GE) erfasst.Spin echo signals (SE) and gradient echo signals (GE) are recorded.
In dem einfachsten Fall, dass ein zu untersuchender Bereich als eine N x N-Matrix dargestellt werden soll, enthält jede Aufnahmesequenz N Anregungspulse. In diesem Fall wird die Auf ahmesequenz N-fach wiederholt.In the simplest case, in which an area to be examined is to be represented as an N x N matrix, each recording sequence contains N excitation pulses. In this case, the recording sequence is repeated N times.
Während die in Fig. 1 dargestellten Achsen Zeitachsen sind, erfolgt eine eigentliche Bildkodierung entlang der Spalten. Die Anzahl der Rephasierungspulse ist vorzugsweise mit der gewünschten Anzahl Abtastpunkte der T2-Relaxationskurve identisch.While the axes shown in FIG. 1 are time axes, actual image coding takes place along the columns. The number of rephasing pulses is preferably identical to the desired number of sampling points on the T 2 relaxation curve.
Die dargestellte Anzahl von Wiederholungen ist zweckmäßig, jedoch nicht notwendig.The number of repetitions shown is expedient, but not necessary.
Die Erfindung sieht vor, Artefakte durch eine im Wesentlichen gleiche Phasenlage zwischen verschiedenen Aufnahmesequenzen zu unterdrücken.The invention provides for artifacts due to an essentially identical phase position between different ones Suppress recording sequences.
Durch die Erfindung wird eine Umordnung von Echosignalen ermöglicht. Hierdurch wird sichergestellt, dass nur solche Echosignale, die einer gewünschten Echozeit TE entsprechen, in einer gewünschten Ebene des Impulsraums wiedergegeben werden. Hierdurch kann eine Faltung des Signals mit einer, T2 *-Abfallfunktion vermieden werden. Dies ist vor allem dann zweckmäßig, wenn der Impulsraum von weit außen liegenden Bereichen durch zentrale Bereiche bis zu - den ersten Bereichen entgegengesetzt - außen liegenden Bereichen durchlaufen wird. Hierdurch wird erreicht, dass die räumliche Auflösung im gesamten Impulsraum hoch bleibt.A rearrangement of echo signals is made possible by the invention. This ensures that only those echo signals that correspond to a desired echo time T E are reproduced in a desired level of the pulse space. In this way, a convolution of the signal with a, T 2 * decay function can be avoided. This is particularly useful if the impulse space is passed through from central areas to central areas up to - opposite to the first areas - external areas. This ensures that the spatial resolution remains high in the entire pulse space.
Zentralen Bereichen des Impulsraums entsprechende, mit einer 0-Phase kodierte, Daten können für eine Phasenkorrektur von Messdaten weiterer AufnahmeSequenzen eingesetzt werden. Hierdurch können Vorab-Messungen der zu untersuchenden Proben vermieden werden.Data corresponding to central areas of the pulse space and coded with a 0-phase can be used for phase correction of measurement data of further recording sequences. In this way, preliminary measurements of the samples to be examined can be avoided.
Eine Unterdrückung von Lipidsignalen ist vorteilhaft. Dabei wird vorzugsweise eine frequenzselektive Lipid-Vorsättigung angewendet . Suppression of lipid signals is advantageous. Frequency-selective lipid presaturation is preferably used.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
B0 - Polarisationsfeld fMRI - functional Magnetic Resonance ImagingB 0 - polarization field fMRI - functional magnetic resonance imaging
GP - GradientenfeldG P - gradient field
GR - GradientenfeldG R - gradient field
Gs - GradientenfeldG s - gradient field
MRI - Magnetic Resonance ImagingMRI - Magnetic Resonance Imaging
MRS - Magnetresonanz-SpektroskopieMRS - magnetic resonance spectroscopy
Mt - Nettomagnetmoment, quermagnetische MagnetisierungM t - net magnetic moment, transverse magnetic magnetization
Mz - NettomagnetisierungM z - net magnetization
T2 - RelaxationszeitT 2 - relaxation time
Te EchozeitT e echo time
SE Spin-Echo-SignaleSE spin echo signals
SEi Spin-Echo-AnregungBe spin echo excitation
SE2 Spin-Echo-AnregungSE 2 spin echo excitation
GE Gradienten-Echo-SignaleGE gradient echo signals
RF Resultierendes FeldRF Resulting field
Gs SchichtselektionsgradientGs slice selection gradient
RPx RephasierungspulsRPx rephasing pulse
RP2 weiterer Rephasierungspuls RP 2 further rephasing pulse

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Untersuchung einer Probe mit wenigstens einer Bildgebungssequenz, wobei in die Probe wenigstens ein Anregungspuls und mehrere Rephasierungspulse eingestrahlt werden, so dass wenigstens ein Echosignal entsteht und ermittelt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass nach dem Anregungspuls wenigstens ein Rephasierungspuls eingestrahlt wird, dass nach dem Rephasierungspuls eine oder mehrere Spin-Echo-Anregungen erfolgen, dass nach der oder den Spin-Echo-Anregungen ein Echosignal erfasst wird und dass nach der Erfassung des Echosignals eine oder mehrere weitere Spin-Echo-Anregungen erfolgen.1. A method for examining a sample with at least one imaging sequence, wherein at least one excitation pulse and several rephasing pulses are irradiated into the sample, so that at least one echo signal is generated and determined, characterized in that after the excitation pulse at least one rephasing pulse is irradiated that after the Rephasing pulse or one or more spin echo excitations take place that an echo signal is detected after the spin echo excitation (s) and that one or more further spin echo excitations take place after the detection of the echo signal.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass nach der oder den weiteren Spin-Echo-Anregungen ein weiterer Rephasierungspuls eingestrahlt wird.2. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that after the further spin echo excitation or a further rephasing pulse is irradiated.
3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen der Einstrahlung des Rephasierungspulses und der Erfassung des Echosignals genau eine Spin-Echo- Anregung (SEI) erfolgt.3. The method according to one or both of claims 1 or 2, so that exactly one spin echo excitation (SEI) takes place between the irradiation of the rephasing pulse and the detection of the echo signal.
4 Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen der Erfassung des Echosignals und dem Einstrahlen des weiteren Rephasierungspulses (RP2) genau eine Spin-Echo-Anregung (SE2) erfolgt.4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that that exactly one spin echo excitation (SE2) takes place between the detection of the echo signal and the irradiation of the further rephasing pulse (RP2).
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Spin-Echo- Anregung (SEI) , die zwischen der Einstrahlung des Rephasierungspulses und der Erfassung des Echosignals erfolgt und die Spin-Echo-Anregung (SE2) , die zwischen der Erfassung des Echosignals und dem Einstrahlen des weiteren Rephasierungspulses (RP2) erfolgt, gleiches Vorzeichen aufweisen.5. The method according to claims 3 and 4, characterized in that the spin echo excitation (SEI), which takes place between the irradiation of the rephasing pulse and the detection of the echo signal and the spin echo excitation (SE2), which occurs between the detection of the echo signal and the irradiation of the further rephasing pulse (RP2) takes place, have the same sign.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Spin-Echo-Signale (SE) und Gradienten-Echo- Signale (GE) einander abwechselnd erfasst werden.6. The method according to one or more of the preceding claims, that the spin echo signals (SE) and gradient echo signals (GE) are acquired alternately with one another.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass innerhalb einer Aufnahmesequenz alle Gradienten-Echo-Signale mit im Wesentlichen gleicher Phasenlage kodiert werden.7. The method as claimed in claim 6, so that all gradient echo signals having essentially the same phase position are encoded within a recording sequence.
8. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass innerhalb einer Aufnahmesequenz alle Spin-Echo-Signale mit im Wesentlichen gleicher Phasenlage kodiert werden.8. The method according to one or both of claims 6 or 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that all spin echo signals are encoded with substantially the same phase position within a recording sequence.
9. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aufnahnesequenz wenigstens einmal wiederholt wird.9. The method according to one or both of claims 7 or 8, characterized in that the recording sequence is repeated at least once.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf einander folgende Aufnahmesequenzen im Wesentlichen gleiche Phasenlagen aufweisen.10. The method as claimed in claim 9, which also means that successive recording sequences have essentially the same phase positions.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis11. The method according to one or more of claims 7 to
10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Gradienten-Echo-Signale, welche bei einer gleichen Echozeit TE aufgenommen wurden, als ein Bild dargestellt werden.10, characterized in that gradient echo signals, which were recorded at the same echo time T E , are displayed as an image.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis12. The method according to one or more of claims 8 to
11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Spin-Echo-Signale, welche bei einer gleichen Echozeit TE aufgenommen wurden, als ein Bild dargestellt werden.11, characterized in that spin echo signals, which were recorded at the same echo time T E , are displayed as an image.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis13. The method according to one or more of claims 6 to
12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Bild in Form einer N X N-Matrix in einer Sequenzfolge [GE(1,1), SE(2,1), GE(3,1),..., GE1, N, SE(2, N) , GE (3,N), ..., SE (N, N) ] erfasst werden.12, characterized in that an image in the form of an NX N matrix in a sequence [GE (1,1), SE (2,1), GE (3,1), ..., GE1, N, SE (2nd , N), GE (3, N), ..., SE (N, N)] are recorded.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass während der Anregung der zu untersuchenden Probe durch den Anregungspuls an der Probe ein Schichtselektionsgradient (Gsl) anliegt.14. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that during the excitation of the sample to be examined by the excitation pulse on the Sample a layer selection gradient (G s l) is present.
15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass nach dem Anlegen des ersten Schichtselektionsgradienten (Gsl) ein weiterer Schichtselektionsgradient (Ds2) mit geändertem Vorzeichen angelegt wird.15. The method according to claim 14, characterized in that after the application of the first slice selection gradient (G s l) a further slice selection gradient (D s 2) is applied with a changed sign.
16. Verfahren nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der weitere Schichtselektionsgradient (Gs2) ein Zeitintegral aufweist, das im Wesentlichen halb so groß ist wie ein Zeitintegral des ersten Schichtselektionsgradienten (Gsl) . 16. The method according to claim 15, characterized in that the further slice selection gradient (G s 2) has a time integral which is substantially half as large as a time integral of the first slice selection gradient (G s l).
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