DE3235113A1

DE3235113A1 - Geraet zur erzeugung von bildern eines untersuchungsobjektes mit magnetischer kernresonanz

Info

Publication number: DE3235113A1
Application number: DE19823235113
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr.rer.nat. 8522 Herzogenaurach Loeffler; Arnulf Dr.rer.nat. 8520 Erlangen Oppelt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-09-22
Filing date: 1982-09-22
Publication date: 1984-03-22
Also published as: JPS5964030A; EP0105220A1; EP0105220B1; US4528510A; DE3363523D1

Description

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Z.

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeicher, '::'.

Berlin und München VPA 62 P 57?9 DE^;:

Gerät zur Erzeugung von Bildern eines Untersuchungsobjektes mit magnetischer Kernresonanz ^

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erzeugung von Bildern eines UntersuchungsObjektes mit magnetischer Kernresonanz, bei dem Spulen zum Anlegen von Magnetfeldern an das Untersuchungsobjekt und zum Erfassen der Auslenkung der Atomkerne des Untersuchungsobjektes aus ihrer Gleichgewichtslage durch einen hochfrequenten magnetischen Anregungsimpuls vorhanden sind.

Es ist bekannt, daß man insbesondere die Wasserstoff-" atomkerne eines Untersuchungsobjektes aus einer Vorzugsrichtung, die durch ein Magnet-Grundfeld erzeugt wird, durch einen hochfrequenten Anregungsimpuls auslenken kann und daß sich die Atomkerne nach dem Ende dieses Anregungsimpulses aufgrund ihres Spins erst nach einer gewissen Zeit wieder in die Vorzugsrichtung einpendeln. Während dieser Zeit präzedieren die Atomkerne mit einer Frequenz, die von der Stärke des Magnet-Grundfeldes abhängt. Überlagert man diesem homogenen Magnet-Grundfeld einen Feldgradienten, so daß die Magnetfeldverteilung räumlich variiert, so ist eine Ortung über die jeweils gemessene Frequenz möglich. Es ist auch bekannt, daß man auf diese Weise und durch Änderung der Richtung des Feldgradienten Schichtbilder des UntersuchungsObjekteε anfertigen kann. Die Anregung in einer Schicht des Untersuchungsobjektes erfolgt dabei dadurch, daß das Magnet-Grundfeld durch einen weiteren Feldgradienten so beeinflußt wird, daß'

y,· nur in dieser Schicht eine Anregung der Atomkerne err

Tp 5 Ler / 06.09.1982

- 3- VPA 82 F 27?=- Γ-2

folgt;, weil die Anregung nur mit einer Frequenz erfolgt, die den; Magnetfeld in der gewünschten Schicht streng zugeordnet ist.

Mit Hilfe eines Gerätes der geschilderten Art sind grundsätzlich direkt meßbar und bildlich darstellbar nur Größen der Art

S = c · f (3, T₁, T₂).

S ist dabei das gemessene Signal und f eine Funktion der bezeichneten Größen, die je nach Meßverfahren variiert, g ist die Dichte und T₁, T₂ die Relaxationszeiten der angeregten Atomkerne, c ist eine Konstante, die die Empfindlichkeit der Apparatur kennzeichnet. Durch Normierung mehrerer mit unterschiedlichen Aufnahmeparametern aufgenommener Datensätze ist prinzipiell eine Berechnung absoluter Werte für T₁ und Tp möglich. Εε ist anzustreben, auch die direkt zugänglichen Größer.

der Form S reproduzierbar und in einer für verschiedene Patienten gleichen Empfindlichkeit und damit Skalierung zu messen.

In der Praxis stehen diesem Wunsch eine Reihe zum Teil unvermeidlicher Effekte entgegen, die die Empfindlichkeit c des Meßsystems beeinflussen und damit eine Reproduzierbarkeit und Übertragbarkeit der direkten Meßwerte verhindern. Insbesondere bewirkt zum Beispiel die unterschiedliche Dämpfung der Empfangsspule bei Patienten mit verschiedenen Durchmessern eine solche unvermeidliche Änderung der Empfindlichkeit des Meßsystems. Auch eine Berechnung absoluter Werte für T₁ und T_? wird vielfach in der Praxis aufgrund einer von Patient zu Patient variierenden Dämpfung der Sendeimpulse mit der Folge unkorrekter Hochfrequenz-Impulse fehlerhaft sein.

. _;._!r ,BAD ORIGINAL

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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Normierung und damit zum Ausgleich der unter- ■ schiedlichen Empfindlichkeit der Empfangsspule und Dämpfung der Sendespule zu schaffen.

' Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Spulen mindestens ein Eichkörper bekannter Zusammensetzung so angebracht ist, daß er bei der Messung eines Untersuchungsobjektes bei jeder gewählten Bildebene von dieser mindestens teilweise geschnitten wird. Bei dem erfindungsgemäßen Gerät ist ein Eichkörper mit definierten Werten von ^, T^ und T~ am Rand des Meßfeldes angebracht, so daß eine simultane Messung der untersuchten Schicht und des Eichkörpers und damit eine Normierung der empfangenen Signale möglich ist.

Ein Eichkörper besteht zweckmäßigerweise aus wässrigen Lösungen eines paramagnetischen Salzes, über dessen Konzentration eine gewebsähnliche Relaxationszeit eingestellt werden kann. Die Lösungen befinden sich vorzugsweise in fest verschlossenen Glasgefäßen, um eine Verdunstung des Wassers und damit eine Konzentrationsänderung zu verhindern.

Die Korrektur der Meßwerte erfolgt im Hinblick auf variierende Empfängerempfindlichkeit in vorteilhafter Weise derart, daß das gemessene Signal aus dem Bereich des Eichkörpers als Maß für die Empfindlichkeit des Systems dient und alle Meßwerte aus dem Bereich des Aufnahmeobjektes mit einem entsprechenden Faktor auf eine konstante Empfindlichkeit umgerechnet werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

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' - VPA 82 P 3799 DE Fig. 1 eine Darstellung eines' Gerätes zur Erzeugung von Bildern mit magnetischer Kernresonanz zur Erläuterung des Erfindungsgedankens ,
5

Fig. 2 einen bei dem Gerät gemäß Figur 1 anwendbaren Eichkörper, und

Fig. 3, 4 und 5 Varianten solcher Eichkörper.

In der Figur 1 ist eine auf einem Sockel '1 gelagerte Patientenliege 2 mit einem Patienten 3 dargestellt, der im Innern von Spulen 4 eines Gerätes zur Erzeugung von Bildern eines Untersuchungsobjektes mit magnetischer Kernresonanz liegt. Die Spulen 4 dienen zum Anlegen von Magnetfeldern an den Patienten 3 und zum Erfassen der Auslenkung der Atomkerne des Patienten 3 aus ihrer Gleichgewichtslage durch einen hochfrequenten magnetischen Anregungsimpuls. Sie sind an einem Sockel 5 befestigt.

Die Figur 2 zeigt, daß im Innern der Spulen 4 ein Eichkörper 6 so angeordnet ist, daß er bei. der Messung des Patienten 3 bei jeder gewählten Bildebene von dieser mindestens teilweise geschnitten wird. Der Eichkörper 6 besteht aus drei flüssigkeitsgefüllten, geraden, zylindrischen Glasröhren, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Dadurch ist für axiale, koronare und sagittale Schichten gewährleistet, daß immer ein Glasrohr durch die untersuchte Ebene geschnitten wird.

Der in Figur 3 gezeigte Eichkörper_t7 besteht aus drei flüssigkeitsgefüllten gebogenen Glasröhren mit kreisförmigem Querschnitt und paßt sich*-dem, kugelförmigen ausnutzbaren Meßvolumen der Spulen.,;4'"an.' Die durch die

O ΔΟΌ I

-/Γ- &> VPA 82 F 3799 DE

drei gebogenen Rohre aufgespannten Ebenen stehen senkrecht aufeinander. Es ist so auch bei Schichtorientierungen, die gegenüber den axialen, koronaren und sagittal en Ebenen verdreht sind, gewährleistet, daß am Rande des untersuchten Meßfeldes immer ein Glasrohr des Eichkörpers angeschnitten und damit mitgemessen wird.

Die Figur 4 zeigt einen Eichkörper 8 in Form eines flüssigkeitsgefüllten, doppelwandigen, zylindrischen Rohres. Auch hierdurch wird sichergestellt, daß für alle Schichtorientierungen Bereiche des Eichkörpers mitgemessen werden und so zur Normierung dienen können.

Zur Korrektur der Auswirkungen der variierenden Dämpfung der Sendespule und der resultierenden Fehler der Hochfrequenz-Impulse muß die spezielle verwendete Meßsequenz berücksichtigt werden. Es sind die Auswirkungen dieser Fehler auf die funktioneile Abhängigkeit f, die für jede Meßsequenz anders sind, zu untersuchen und geeignete Korrekturverfahren zu implementieren. Dies ist möglich, da die Meßwerte des Eichkörpers eine Berechnung der Sendespulendämpfung erlauben. Unter Umständen ist es dabei nötig, eine Unterteilung des Eichkörpers in mehrere Kammern 9 vorzusehen (Fig. 5), die Substanzen mit unterschiedlichen Werten für g , T^ und Tp enthalten, um eine experimentelle Trennung der Empfängerund Sendespulendämpfung zu erlauben.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung eines Eichkörpers im Meßfeld besteht darin, daß in den Untersuchungspausen, in denen kein Patient in der Meßapparatur liegt, ebenfalls ein Kernresonanzsignal gemessen werden kann, um beispielsweise die Stärke des Magnetfeldes entsprechend nachzuregeln. Die Ausfüh- 3l> rung des Eichkörpers nach Figur 2 erlaubt es zusätz-

BAD

VPA 82 P 3799 D J lieh zu unterscheiden, welche Aufsicht auf die ausgemessene Schicht dargestellt ist (von vorne, hinten, oben, unten, rechts oder links).

1 Patentanspruch
5 Figuren

BAD ORIGINAL·y &Γ

Leerseite

Claims

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Patentanspruch

Gerät zur Erzeugung von Bildern eines Untersuchungsobjektes (3) mit magnetischer Kernresonanz, bei dem Spulen (4) zum Anlegen von Magnetfeldern an das Untersuchungsobjekt (3) und zum Erfassen der Auslenkung dc-r Atomkerne des Untersuchungsobjektes (3) aus ihrer Gleichgewichtslage durch einen hochfrequenten magnetischen Anregungsimpuls vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Spulen (4) Eichkörper (6 bis 9) bekannter Zusammensetzung so angebracht sind, daß sie bei der Messung eines Untersuchungsobjektes (3) bei jeder gewählten Bildebene von dieser mindestens teilweise geschnitten werden.

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