DE102011007823B4

DE102011007823B4 - Verfahren zur Erzeugung eines gewünschten zeitlichen Verlaufs des Magnetisierungszustandes in einem Untersuchungsobjekt im Rahmen eines Experimentes der magnetischen Resonanz

Info

Publication number: DE102011007823B4
Application number: DE102011007823A
Authority: DE
Inventors: Peter Ullmann; Johannes Schneider; Dr. Ruhm Wolfgang
Original assignee: Bruker Biospin MRI GmbH
Current assignee: Bruker Biospin MRI GmbH
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2031-04-21
Also published as: WO2012143368A1; US9885768B2; US20140312898A1; DE102011007823A1

Abstract

Ein Verfahren zur Erzeugung eines gewünschten zeitlichen Verlaufs des Magnetisierungszustandes in einem Untersuchungsobjekt (O) im Rahmen eines Experimentes der magnetischen Resonanz, wobei während des Experimentes der Magnetisierungszustand mehrmals durch Hochfrequenzpulse geändert wird und wobei vorab mindestens ein Sequenzparameter ermittelt wird, welcher die Entwicklung des Magnetisierungszustandes zwischen zwei Applikationen von Hochfrequenzpulsen beeinflusst, ist dadurch gekennzeichnet, – dass mindestens eine durch einen Hochfrequenzpuls zu erzeugende ortsabhängige Änderung des Magnetisierungszustandes innerhalb des Untersuchungsobjektes (O) vorgegeben wird, welche von mindestens einem der ermittelten Sequenzparameter abhängt und an mindestens zwei Orten unterschiedlich und an diesen Orten von Null verschieden ist, und – dass räumlich selektive Hochfrequenzpulse, d. h. Hochfrequenzpulse, welche eine gleichzeitige und unabhängige Änderung des Magnetisierungszustandes an Orten mit unterschiedlichen Vorgaben erlauben, zur Umsetzung der vorgegebenen ortsabhängigen Änderung des Magnetisierungszustandes eingestrahlt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, für unterschiedliche Bereiche des Untersuchungsobjektes trotz unterschiedlicher gegebener Experimentparameter denselben gewünschten zeitlichen Verlauf des Magnetisierungszustandes einzustellen oder auch gezielt unterschiedliche gewünschte Verläufe des Magnetisierungszustandes an verschiedenen Orten hervorzurufen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines gewünschten zeitlichen Verlaufs des Magnetisierungszustandes in einem Untersuchungsobjekt im Rahmen eines Experimentes der magnetischen Resonanz, wobei während des Experimentes der Magnetisierungszustand mehrmals durch Hochfrequenzpulse (HF-Pulse) geändert wird und wobei vorab mindestens ein Sequenzparameter ermittelt wird, welcher die Entwicklung des Magnetisierungszustandes zwischen den Applikationen von Hochfrequenzpulsen beeinflusst.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise bekannt aus Referenz [1].
Die bildgebende Magnetresonanz (MRI: Magnetic Resonance Imaging), auch als Magnetresonanztomographie (MRT) bezeichnet, ist eine weitverbreitete Technik zur nichtinvasiven Gewinnung von Bildern des Innern eines Untersuchungsobjektes und beruht auf der ortsaufgelösten Messung von Magnetresonanzsignalen aus dem Untersuchungsobjekt. Indem das Untersuchungsobjekt innerhalb des Messvolumens einer Magnetresonanz-Messapparatur einem im Wesentlichen statischen und homogenen magnetischen Grundfeld, auch als Hauptmagnetfeld bezeichnet, ausgesetzt wird, werden in ihm enthaltene Kernspins bzgl. der Richtung des Grundfeldes, in der Regel als z-Richtung eines magnetgebundenen Koordinatensystems gewählt, orientiert. Die damit verbundene Ausrichtung der magnetischen Dipolmomente der Atomkerne führt zu einer Magnetisierung innerhalb des Objektes in Richtung des Hauptmagnetfeldes, die als Longitudinalmagnetisierung bezeichnet wird. Bei der MR-Untersuchung (MR: Magnetische Resonanz bzw. magnetic resonance) wird durch Einstrahlung von elektromagnetischen HF-Pulsen (HF: Hochfrequenz) mittels einer oder mehrerer HF-Sendeelemente einer Sendeantennenvorrichtung diese Magnetisierung innerhalb des Untersuchungsobjekts zu einer Präzessionsbewegung angeregt, deren Frequenz proportional zu der lokalen magnetischen Feldstärke ist. Der Vektor der Magnetisierung wird dabei um einen Winkel, der im Folgenden als Auslenkungswinkel bezeichnet wird, aus der Gleichgewichtslage (z-Richtung) ausgelenkt.
Bei den heute verwendeten MRI-Verfahren wird den Präzessionsbewegungen der Kernspins durch zeitlich variierte Überlagerungen von zusätzlichen ortsabhängigen Magnetfeldern, im Folgenden als Zusatzmagnetfelder bezeichnet, für alle drei Raumrichtungen eine räumliche Kodierung, im Allgemeinen als Ortskodierung bezeichnet, aufgeprägt. Diese Zusatzmagnetfelder weisen üblicherweise innerhalb des Untersuchungsobjekts im wesentlichen konstante Gradienten der z-Komponente in den Raumrichtungen x, y und z auf und werden von einer als Gradientensystem bezeichneten Spulenanordnung, die für die Raumrichtungen jeweils von einem sog. Gradientenkanal angesteuert werden, erzeugt. Seit einigen Jahren gibt es allerdings verschiedene Bildgebungstechniken, bei welchen auch nichtlineare Zusatzmagnetfelder mit räumlich variierenden Gradienten zum Einsatz kommen. Ist im Folgenden von linearen und nichtlinearen Magnetfeldern die Rede, ist dies, soweit nicht anders genannt, stets auf den räumlichen Verlauf der z-Komponente der Felder bezogen. Die Ortskodierung wird üblicherweise durch ein Schema in einem dem Ortsraum über eine Fouriertransformation konjugierten Raum, dem sog. k-Raum, beschrieben. In diesem k-Raum-Formalismus, der nur bei der Verwendung von Magnetfeldern mit im Raum konstantem Gradienten anwendbar ist, lässt sich das Schalten von Zusatzmagnetfeldpulsen als das Durchlaufen einer Trajektorie im k-Raum, der sog. k-Raum-Trajektorie, beschreiben.
Die Transversalkomponente der mit den Kernspins verbundenen präzedierenden Magnetisierung, im Folgenden auch Transversalmagnetisierung genannt, induziert in einer oder mehreren HF-Empfangsantennen, welche das Untersuchungsobjekt umgeben, elektrische Spannungssignale, die auch als Magnetresonanzsignale (MR-Signale) bezeichnet werden. Mittels Pulssequenzen, welche speziell gewählte Abfolgen von HF-Pulsen und Zusatzmagnetfeldpulsen (kurzzeitiges Anlegen von zeitlich konstanten oder veränderlichen Zusatzmagnetfeldern) enthalten, werden zeitlich veränderliche Magnetresonanzsignale derart erzeugt, dass sie in entsprechende räumliche Abbildungen umgesetzt werden können. Dies erfolgt nach einer von vielen wohlbekannten Rekonstruktionstechniken, nachdem die MR-Signale mittels eines elektronischen Empfangssystems aufgenommen, verstärkt und digitalisiert, sowie mittels eines elektronischen Rechnersystems verarbeitet und in ein- oder mehrdimensionalen Datensätzen abgespeichert worden sind. Typischerweise enthält die verwendete Pulssequenz eine Abfolge von Messabläufen, als Ortskodierschritte bezeichnet, in denen die Gradientenpulse gemäß dem gewählten Ortskodierungsverfahren variiert werden.
Man kann also ein solches MRI-Verfahren so zusammenfassen, dass durch die Applikation von HF-Pulsen und Zusatzmagnetfeldern die sich anfänglich im thermischen Gleichwicht befindliche Magnetisierung im Untersuchungsobjekt beeinflusst wird und es zu einem zeitlichen Verlauf des Magnetisierungszustandes kommt, welcher durch die Bloch-Gleichungen bestimmt wird und durch gezielte Wahl der applizierten HF-Pulse und Zusatzmagnetfelder, innerhalb gewisser physikalischer Grenzen, einem gewünschten Verlauf entsprechend eingestellt werden kann. Die Grenzen sind beispielsweise dadurch gegeben, dass nur während der Applikation der HF-Pulse und der Zusatzmagnetfelder der Verlauf aktiv beeinflusst werden kann. Während der übrigen Zeit entwickelt sich der Magnetisierungszustand in Anhängigkeit übriger Experimentparameter gemäß der Bloch-Gleichungen. Diese sich zeitlich entwickelnde Magnetisierung wird dann, wie schon oben beschrieben, zu geeigneten Zeiten mit Hilfe des Empfangssystems detektiert.
Die einfachste Form eines Messablaufes zur Erzeugung eines MR-Bildes besteht nun darin, ausgehend vom thermischen Gleichgewichtszustand, die in longitudinaler Richtung ausgerichtete Magnetisierung mittels eines Hochfrequenz-Anregungspulses um einen gewissen Winkel in die Transversalebene zu kippen, eine Ortskodierung mittels der Zusatzmagnetfelder durchzuführen und das MR-Signal aufzunehmen. Anschließend wird gewartet, bis aufgrund der sog. Relaxationsmechanismen die transversale Magnetisierung zerfallen ist und sich wieder eine Gleichgewichtsmagnetisierung in longitudinaler Richtung aufgebaut hat, bevor der nächste Anregungspuls eingestrahlt wird. Diese Art der Bildgebung hat den Nachteil, dass sie, aufgrund der in vielen Fällen relativ langen longitudinalen Relaxationszeit, mit sehr langen Messzeiten verbunden ist, da die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anregungen, die sog. Repetitionszeit nicht beliebig kurz gewählt werden darf. Um diesem Problem zu begegnen, wurden in der Vergangenheit zahlreiche MR-Sequenzen entwickelt, welche die Bildgebung in einem sog. „Steady State” durchführen. In diesem Fall lässt man die Magnetisierung zwischen zwei aufeinanderfolgenden HF-Pulsen nicht vollständig relaxieren, sondern führt die nächste Anregung mit reduzierter Longitudinalmagnetisierung und noch vorhandener Transversalmagnetisierung durch. Auf diese Weise entsteht nach jedem HF-Puls, abhängig vom Magnetisierungszustand vor dem HF-Puls, zunächst ein unterschiedlicher zeitlicher Verlauf der Magnetisierung bis sich dann ein sog. dynamisches Gleichgewicht („Steady State”) einstellt. Meist findet in diesem dynamischen Gleichgewicht dann auch die MR-Signalakquisition statt. Ein solches Vorgehen bietet zahlreiche Vorteile. So kann bei geschickter Wahl der Sequenzparameter in Abhängigkeit von den gegebenen Experimentparametern erreicht werden, dass z. B. trotz kurzer Repetitionszeiten ein ausreichendes MR-Signal akquiriert werden kann. In diesem Zusammenhang sollen als Sequenzparameter diejenigen Parameter des Experiments bezeichnet werden, welche beim Aufsetzen des einzelnen Experiments üblicherweise innerhalb gewisser Grenzen frei gewählt werden können. Darunter zählen unter vielen anderen die Zeitpunkte, Amplituden und Dauern der angelegten Zusatzmagnetfelder und Zeitpunkte, Amplituden, Phasen, Dauern und Frequenzen der eingestrahlten Hochfrequenzpulse sowie Umfang, Zeitpunkte und Dauern der Signalakquisition. Als gegebene Experimentparameter sollen die Parameter bezeichnet werden, welche durch die üblicherweise nicht für jedes Experiment veränderlichen Eigenschaften der Apparatur oder durch die physikalischen Eigenschaften des Untersuchungsobjekts festgelegt sind. Beispiele hierfür sind die Stärke und Homogenität des Grundmagnetfeldes, Eigenschaften der Sende- und Empfangsantennenvorrichtung, Eigenschaften des Objektes wie Relaxationsverhalten und Suszeptibilitätsverteilungen und viele andere. Weiterhin lassen sich durch gezieltes Abstimmen der Sequenzparameter auf die experimentellen Gegebenheiten (Systemeigenschaften, Objekteigenschaften) verschiedene Eigenschaften des MR-Signals beeinflussen und spezifische Abbildungskontraste erzielen. Insgesamt stehen also deutlich mehr Freiheitsgrade für die Gestaltung des MR-Signals zur Verfügung als bei Sequenzen, die innerhalb jeder Repetition eine Anregung aus dem thermischen Gleichgewicht heraus durchführen und das System anschließend wieder ins thermische Gleichgewicht relaxieren lassen.
Prinzipiell kann bei solchen Sequenzen, welche die Magnetisierung nicht nach jeder Anregung wieder vollständig relaxieren lassen, die Signalakquisition auch schon erfolgen, bevor sich ein Steady State ausgebildet hat, also in der transienten Phase des zeitlichen Magnetisierungsverlaufs. Diese Tatsache ist dann bei der Signalauswertung oder Bildrekonstruktion ggf. zu berücksichtigen. Ebenso kann sich auch ein alternierender oder unregelmäßiger Verlauf des Magnetisierungszustandes ergeben. Auch hierfür spielen Sequenz- und gegebene Experimentparameter eine entscheidende Rolle.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden Hintergrund und Aufgabe der Erfindung sowie die Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens größtenteils am Beispiel einer Steady-State-Sequenz ausgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch bei vielen Sequenzen zum Einsatz kommen, bei welchen über mehrere HF-Pulse hinweg ein gewünschter transienter Verlauf des Magnetisierungszustandes erzeugt wird, welcher nie in einen Steady State mündet und während dessen dann ggf. MR-Signale akquiriert werden. Ein Beispiel hierfür wäre eine sog. Multi-Spin-Echo-Sequenz, in welcher nach einem Anregungspuls, mittels mehrerer aufeinanderfolgender Refokussierungspulse ein aus mehreren Spin-Echos bestehender Echozug erzeugt wird und in welcher beispielsweise durch bestimmte Eigenschaften der Refokussierungspulse, wie der Pulsphase, der Verlauf des Magnetisierungszustandes während des Echozuges gezielt beeinflusst werden kann.
Im Stand der Technik werden bei Steady-State-Sequenzen die Sequenzparameter stets global für das gesamte Untersuchungsobjekt oder ein einzelnes zu selektierendes Subvolumen, wie z. B. eine Schicht, ausgewählt und appliziert. Sollte das Untersuchungsobjekt sich nicht vollständig innerhalb des aktiven Volumens der Sendeantennenvorrichtung befinden, so soll der Begriff Untersuchungsobjekt im Rahmen dieser Beschreibung nur denjenigen Teil des Objektes bezeichnen, welcher sich innerhalb dieses aktiven Volumens befindet. Aufgrund der räumlichen Variabilität der gegebenen Experimentparameter im Untersuchungsobjekt ist aber durch diese globale Applikation nicht gewährleistet, dass sich an jedem Ort der gewünschte Steady State einstellt. Ebenso lassen sich an Orten, an denen gleiche gegebene Experiment- und Sequenzparameter wirken bzw. appliziert werden nicht unterschiedliche Steady States erzielen, falls dies gewünscht wird.
Aufgabe der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit welchem für unterschiedliche Bereiche des Untersuchungsobjektes trotz unterschiedlicher gegebener Experimentparameter derselbe gewünschte zeitliche Verlauf des Magnetisierungszustandes eingestellt werden kann oder, wenn es vorteilhaft ist, auch gezielt unterschiedliche gewünschte Verläufe des Magnetisierungszustandes an verschiedenen Orten hervorgerufen werden können.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine durch einen in der Sequenz eingestrahlten HF-Puls herbeigeführte Änderung des Magnetisierungszustandes nicht global für das ganze Untersuchungsvolumen gewählt, sondern mittels eines räumlich selektiven Pulses die Magnetisierung an unterschiedlichen Orten des Untersuchungsobjekts in verschiedener Weise geändert. Zur einfacheren begrifflichen Unterscheidung werden im Folgenden diese räumlich selektiven Pulse nicht mehr zu den Sequenzparametern gezählt, sondern jeweils separat betrachtet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein gewünschter zeitlicher Verlauf des Magnetisierungszustandes in einem Untersuchungsobjekt im Rahmen eines Experimentes der magnetischen Resonanz erzeugt, wobei während des Experimentes der Magnetisierungszustand mehrmals durch Hochfrequenzpulse geändert wird und wobei vorab mindestens ein Sequenzparameter ermittelt wird, welcher die Entwicklung des Magnetisierungszustandes zwischen zwei Applikationen von Hochfrequenzpulsen beeinflusst. Hierbei wird auch Art und Umfang des Einflusses des/der Parameter(s) auf die Entwicklung des Magnetisierungszustandes ermittelt. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren wird erfindungsgemäß mindestens eine durch einen Hochfrequenzpuls zu erzeugende ortsabhängige Änderung des Magnetisierungszustandes innerhalb des Untersuchungsobjektes vorgegeben, welche von mindestens einem der ermittelten Parameter abhängt und an mindestens zwei Orten unterschiedlich und von Null verschieden ist, und es werden räumlich selektive Hochfrequenzpulse, d. h. Hochfrequenzpulse, welche eine gleichzeitige und unabhängige Änderung des Magnetisierungszustandes an Orten mit unterschiedlichen Vorgaben erlauben, zur Umsetzung der vorgegebenen ortsabhängigen Änderung des Magnetisierungszustandes eingestrahlt.
Durch die erfindungsgemäße Berücksichtigung der oben genannten Sequenzparameter bei der Vorgabe der mittels der HF-Pulse zu erzeugenden Magnetisierungsänderungen kann ein gewünschter zeitlicher Verlauf der Magnetisierungsverteilung eingestellt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Varianten sowie weitere vorteilhafte Eigenschaften und Ausgestaltungen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben.
In einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Hochfrequenzpulse mit räumlich und zeitlich variierenden Zusatzmagnetfeldern, die dem statischen und homogenen magnetischen Grundfeld einer Magnetresonanzmessapparatur überlagert werden, kombiniert. Der Einsatz von Zusatzmagnetfeldern ist eine von mehreren Varianten, den Hochfrequenzpulsen eine räumliche Selektivität zu verleihen.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens appliziert die Hochfrequenzpulse mit mehr als einem Sendeelement einer Sendeantennenvorrichtung. Der Einsatz einer Mehrzahl von Sendeelementen ist eine weitere Variante, den Hochfrequenzpulsen räumliche Selektivität zu verleihen.
In einer sehr nützlichen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Vorgaben für die Änderung des Magnetisierungszustandes so gewählt, dass der zeitliche Verlauf des Magnetisierungszustandes in den Zustand eines dynamischen Gleichgewichts (Steady State) mündet.
In weiteren Varianten kommt das erfindungsgemäße Verfahren bei Experimenten der Magnetresonanzbildgebung und/oder der Magnetresonanzspektroskopie zum Einsatz.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In herkömmlichen Verfahren zur Erzeugung eines gewünschten Verlaufs des Magnetisierungszustandes in einem Untersuchungsobjekt während eines Experiments der magnetischen Resonanz werden üblicherweise Hochfrequenzpulse eingesetzt, welche im gesamten Untersuchungsvolumen oder in einem einzelnen selektierten Subvolumen (z. B. einer Schicht), die Magnetisierung in gleicher Weise ändern, d. h. dass sich die Magnetisierung an allen Orten, an welchen sie sich vor dem Puls im gleichen Zustand befunden hat, auch nach dem Puls im gleichen Zustand befindet. Durch die Applikation der HF-Pulse mit einer Sendeantennenvorrichtung, welche die HF-Pulse mit einer bestimmten Feldverteilung appliziert, können sich zwar räumlich Unterschiede der Magnetisierungsänderung ergeben, diese sind in herkömmlichen Verfahren jedoch abhängig voneinander und durch die gegebene Sendeverteilung fest miteinander verknüpft.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird nun dieses Paradigma durchbrochen und es kommen räumlich selektive Hochfrequenzpulse zum Einsatz, welche die Möglichkeit bieten, eine ortsabhängige Änderung des Magnetisierungszustandes vorzunehmen, d. h. den Magnetisierungszustand an unterschiedlichen Ortes des Objekts gleichzeitig und in unabhängiger Weise zu ändern. Auf diese Art und Weise ist es nun möglich, für verschiedene Orte des Objekts in unabhängiger Weise Vorgaben für die mit jedem HF-Puls erfolgende Änderung des Magnetisierungszustandes so zu treffen, dass sich an verschiedenen Orten unabhängige gewünschte Verläufe des Magnetisierungszustandes ergeben, und diese Vorgaben auch gleichzeitig umzusetzen. Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Berücksichtigung von Sequenzparametern bei der Vorgabe der mittels der räumlich selektiven Hochfrequenzpulse zu erzielenden Magnetisierungsänderung. Dadurch kann der zeitliche Verlauf der Magnetisierungsänderung gezielt beeinflusst werden. Die Kombination dieser Abhängigkeit der vorgegebenen Magnetisierungsänderung und der Verwendung von räumlich selektive Hochfrequenzpulsen ermöglicht es, an unterschiedlichen Orten des Untersuchungsobjektes trotz ggf. unterschiedlicher Parameter den gleichen zeitliche Verlauf des Magnetisierungszustandes zu erzeugen oder auch gezielt individuelle Verläufe des Magnetisierungszustandes zu erzeugen. In diesem Zusammenhang sei zu erwähnen, dass sich der Begriff „gewünschter Verlauf des Magnetisierungszustandes” auf die Entwicklung des Magnetisierungszustandes über mindestens zwei HF-Pulse hinweg, maximal über das ganze Experiment hinweg, bezieht und dass ein solcher gewünschter Verlauf nur innerhalb gewisser physikalischer Grenzen realisierbar ist.
Als räumlich selektive Hochfrequenzpulse werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens solche Hochfrequenzpulse bezeichnet, welche es aufgrund ihrer Freiheitsgrade erlauben, an unterschiedlichen Orten des Objekts gleichzeitig eine unterschiedliche Änderung des Magnetisierungszustandes zu realisieren. Die beiden im Stand der Technik am häufigsten eingesetzten und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Varianten sollen im Folgenden beispielhaft erläutert werden:
Die erste der beiden Varianten ist das sog. „B₁-Tailoring”, oftmals auch als „B₁-Shimming” bezeichnet, wenn es zum Zwecke der Erzeugung eines homogenen B₁-Feldes in bestimmten Bereichen des Untersuchungsobjektes dient (siehe Referenz [2]). Beim B₁-Tailoring werden mit einer Mehrzahl von HF-Sendeelementen einer Sendeantennenvorrichtung Hochfrequenzpulswellenformen einem Untersuchungsobjekt appliziert. Da jedes dieser Sendeelemente im Bereich des Objekts eine individuelle B₁-Feldverteilung aufweist, lässt sich, je nach Anzahl der zur Verfügung stehenden Sendeelemente und damit der vorhandenen Freiheitsgrade, innerhalb gewisser Grenzen an verschiedenen Orten unabhängig eine individuelle Amplitude und Phase des B₁-Feldes einstellen, indem man jedem der Sendeelemente die gleiche HF-Wellenform zuführt, diese aber mit einem individuellen Amplitudenfaktor und Phasenoffset versieht. Mit solch unterschiedlichen B₁-Feldern lässt sich dann im Rahmen eines Hochfrequenzpulses an den verschiedenen Orten eine individuelle Änderung des Magnetisierungszustandes herbeiführen. An dieser Stelle ist zu präzisieren, dass der Begriff „HF-Puls” im Rahmen der Erfindung stets die Gesamtheit aller, ggf. über mehrere Sendekanäle und -elemente, in einem bestimmten Zeitintervall eingestrahlten HF-Wellenformen bezeichnet.
Die zweite Gattung räumlich selektiver Hochfrequenzpulse sind die sog. zusatzmagnetfeldbasierten räumlich selektiven HF-Pulse (ZRSHFP) (siehe auch Referenz [3]). Diese sind in der Magnetresonanzbildgebung bekannt und werden dazu genutzt, eine zu einem Zeitpunkt vorhandene Magnetisierungsverteilung in einem Untersuchungsobjekt ortsabhängig mittels Einstrahlung von HF-Pulsen in Kombination mit räumlich und zeitlich variierenden Zusatzmagnetfeldern, welche dem statischen und homogenen Grundfeld der Magnetresonanzapparatur überlagert werden, in eine neue Magnetisierungsverteilung überzuführen, d. h. spezifisch für jeden Ort innerhalb des Untersuchungsobjektes wird die dort vorhandene Magnetisierung gezielt geändert oder in einen für diesen Ort vorgegebenen Zustand gesetzt. Unter Kombination versteht man sowohl das gleichzeitige Einstrahlen von HF-Pulsen und Anlegen von Zusatzmagnetfeldern als auch das verschachtelte Anlegen von Zusatzmagnetfeldern und HF-Pulsen.
Bei den ZRSHFP wird über die Zusatzmagnetfelder eine Ortskodierung während des Sendens von HF-Pulsen zur Realisierung einer räumlichen Selektivität durchgeführt, welche es ermöglicht, an unterschiedlichen Orten des Objekts gleichzeitig eine unterschiedliche Änderung des Magnetisierungszustandes zu realisieren, obwohl die HF-Pulse an sich zunächst keine räumliche Selektivität aufweisen. Diese Ortskodierung während des Sendens ist von der klassischen Ortskodierung im Akquisitionsfall zu unterscheiden, welche im Rahmen der Datenaufnahme in einer der Anregung nachgelagerten Periode ohne HF-Einstrahlung, insbesondere auch während der Datenaufnahme, erfolgt.
Ein Verwendungsbeispiel für ZRSHFP ist die räumlich selektive Anregung, welche dazu dient, in einem Anregungsvolumen Transversalmagnetisierung räumlich eingeschränkt zu erzeugen und/oder deren Amplitude und Phase, vorgegebenen Verteilungen entsprechend, räumlich zu variieren.
Zunächst wurden die ZRSHFP in der Vergangenheit mittels einer einzelnen HF-Sendeantenne mit einem im Wesentlichen homogenen Sendefeld (B₁-Feld) in Kombination mit dem Gradientensystem realisiert. Inspiriert durch den Erfolg der Parallelen Bildgebung, bei welcher die Signalaufnahme mit einer Anordnung von mehreren HF-Antennen, in der Fachliteratur auch als Antennenarray, bestehend aus mehreren Einzelantennen oder Elementen, bezeichnet, durchgeführt wird, ist man inzwischen dazu übergegangen, auch bei ZRSHFP solche aus mehreren Elementen bestehende Antennenarrays, betrieben an mehreren unabhängigen HF-Sendekanälen der MR-Messapparatur, zum Senden einzusetzen. Mit diesem, unter anderem auch als „Transmit SENSE” bekannten Verfahren (siehe auch Referenz [4]), ist man in der Lage, die Ortskodierung, welche bei den ZRSHFP in Analogie zur Datenaufnahme durch Variation von Zusatzmagnetfeldern realisiert wird, partiell durch sog. Sensitivitätskodierung zu ersetzen und damit die Länge der HF-Pulse zu reduzieren. Dies bedeutet, dass man die unterschiedlichen räumlichen Variationen der HF-Sendefelder der einzelnen Arrayelemente, im Folgenden auch als Sendeprofile bezeichnet, ausnutzt. Da die Länge zusatzmagnetfeldbasierter räumlich selektiver HF-Pulse im Einkanal-Sendefall meist eines der limitierenden Kriterien für die Anwendbarkeit dieser Technik war, ist Transmit SENSE ein viel versprechender Ansatz, um ZRSHFP in noch breiterer Weise einzusetzen, als bisher geschehen. Die Transmit-SENSE-Technik kann dabei nicht nur zur Auslenkung von Magnetisierung aus der Longitudinalrichtung und somit zur Erzeugung von Transversalmagnetisierung genutzt werden, sondern auch, um einen vorhanden Magnetisierungszustand, der bereits Transversalmagnetisierung beinhalten kann, räumlich selektiv zu ändern. Sog. räumlich selektive Refokussierungspulse oder Inversionspulse sind Beispiele für Pulsarten, die dabei zum Einsatz kommen können.
Eine der Grundaufgaben beim Einsatz von ZRSHFP ist die Bestimmung der HF-Wellenformen, welche vom HF-Sendesystem der MR-Messapparatur abgespielt werden müssen, um in Kombination mit Zusatzmagnetfeldern die gewünschte ortsabhängige Änderung der Magnetisierung zu generieren. Im Artikel „Designing Multichannel, Multidimensional, Arbitrary Flip Angle RF Pulses Using an Optimal Control Approach” (Referenz [5]) beschreiben Xu et al. ein Verfahren für die mehrkanalige ortsabhängige Änderung der Magnetisierung, mit welchem die gesuchten HF-Wellenformen B_1,i(t) für jeden der i = 1...N Sendekanäle auf Basis vorgegebener linearer Zusatzmagnetfelder berechnet werden können. Die Berechnung für nichtlineare Zusatzmagnetfelder ist beispielsweise in Referenz [6] beschrieben.
Grundlage für die Berechnungsverfahren der ZRSHFP sind im Allgemeinen die wohlbekannten Bloch-Gleichungen zur Beschreibung der Entwicklung der Magnetisierung in einem Objekt während der Einwirkung äußerer Magnetfelder. In Referenz [5] wird das Pulsdesign-Problem auf Basis der Bloch-Gleichungen als ein „Optimal Control”-Problem formuliert und durch dessen Lösung werden die gesuchten HF-Pulse ermittelt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können, wie zuvor beschrieben, im Rahmen von Magnetresonanzbildgebung sowie von ortsaufgelösten Magnetresonanzspektroskopie zur Ortskodierung sowohl bei der Bildakquisition als auch bei ZRSHFP Zusatzmagnetfelder verwendet werden, welche im gesamten Messvolumen der MR-Messapparatur jeweils in einer Raumrichtung einen räumlich konstanten Gradienten aufweisen. Aufgrund dieser Eigenschaft, das gesamte Messvolumen abzudecken, werden diese Zusatzmagnetfelder als globale Gradienten bezeichnet, die erzeugende Systemkomponente als globales Gradientensystem. Es können aber auch sog. lokale Gradientensysteme zum Einsatz kommen, welche Zusatzmagnetfelder erzeugen, welche im Bereich des Untersuchungsobjektes einen nichtlinearen und ggf. auch nicht bijektiven Verlauf aufweisen. Solche lokalen Gradientensystemen können Vorteile bei der Erzeugung höherer Zusatzmagnetfeldstärken und bei der Schaltgeschwindigkeit solcher Zusatzmagnetfelder beinhalten.
Zeichnung und detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten MR-Messapparatur nach dem Stand der Technik;
2 ein Flussdiagramm für einen möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens;
3 zwei Bereiche innerhalb des Untersuchungsobjektes, in welchen unterschiedliche Steady States des Magnetisierungszustandes eingestellt werden sollen;
4 das Sequenzdiagramm einer True-Fisp-MR-Messsequenz;
5 die Frequenzantwortfunktion der True-Fisp-MR-Messsequenz für verschiedene Werte der HF-Pulsphase;
In 1 ist schematisch eine MR-Messapparatur dargestellt, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Die Apparatur enthält einen Hauptmagneten M, mit welchen das in einem Messvolumen V im Wesentlichen homogene und statische Grundmagnetfeld erzeugt wird. Der Teil des zu untersuchenden Objekts, der im Messvolumen enthalten ist, wird im Folgenden als Untersuchungsobjekt oder kurz als Objekt O bezeichnet. Das Messvolumen V umgebend, ist in die Bohrung des Hauptmagneten M ein sog. Gradientensystem eingebracht, mit welchem durch Schalten von in der Regel mehreren Spulen zu Spulenkombinationen G1, G2, G3, ... verschiedene Ausprägungen von Zusatzmagnetfeldern realisiert werden können. In 1 sind beispielhaft drei solcher Spulenkombinationen, G1, G2 und G3 dargestellt. Mit dem Gradientensystem können Zusatzmagnetfelder kontrollierbarer Dauer und Stärke dem Grundfeld überlagert werden. Mit Gradientenverstärkern A1, A2, A3, die von einer Sequenzsteuereinheit SEQ zur zeitrichtigen Erzeugung von Gradientenpulsen angesteuert werden, werden die Gradientenspulensätze G1, G2 und G3 mit elektrischem Strom zur Erzeugung der Zusatzfelder versorgt.
Innerhalb des Gradientensystems befinden sich mehrere Sendeelemente TA1 bis TAN, die in ihrer Gesamtheit auch als Sendeantenneneinrichtung bezeichnet werden. Sie umgeben das Untersuchungsobjekt O und werden von mehreren unabhängigen HF-Leistungssendern TX1...TXN gespeist. Die von diesen HF-Leistungssendern TX1...TXN erzeugten HF-Wellenformen werden von der Sequenzsteuereinheit SEQ bestimmt und zeitrichtig ausgelöst. Mit den Sendeelementen TA1 bis TAN werden HF-Wellenformen auf das im Untersuchungsvolumen V befindliche Untersuchungsobjekt O eingestrahlt und bewirken dort eine Anregung von Kernspins. Die dadurch hervorgerufenen Magnetresonanzsignale werden mit einer oder mehreren HF-Empfangselementen RA1, ..., RAm in elektrische Spannungssignale umgesetzt, die dann in eine entsprechende Anzahl von Empfangseinheiten RX1, ..., RXm eingespeist werden. Die Empfangselemente RA1, ..., RAm werden in ihrer Gesamtheit auch als Empfangsantenneneinrichtung, bestehend aus m Empfangselementen RA1, ..., RAm, bezeichnet. Sie befinden sich ebenfalls innerhalb der Gradientenspulen G1, G2, G3 und umgeben das Untersuchungsobjekt O.
Zur Verringerung des apparativen Aufwandes können die Sende- und Empfangsantenneneinrichtungen auch so ausgelegt und angeschlossen werden, dass ein oder mehrere der Sendeelemente TA1 bis TAN auch zum Empfang der Magnetresonanzsignale genutzt werden. In einem solchen Fall, der in 1 nicht berücksichtigt ist, wird mittels einer bzw. mehrerer von der Sequenzsteuereinheit SEQ kontrollierter elektronischer Sende-/Empfangsweichen für eine Umschaltung zwischen Sende- und Empfangsbetrieb gesorgt, d. h. dass während der HF-Sende-Phasen der ausgeführten Pulssequenz diese Antennen) mit dem bzw. den entsprechenden HF-Leistungssendern verbunden und von dem bzw. den zugeordneten Empfangskanälen getrennt ist/sind, während für die Empfangsphasen eine Senderabtrennung und eine Empfangskanalverbindung vorgenommen wird.
Mit den in 1 dargestellten Empfangseinheiten RX1 bis RXm werden die empfangenen Signale verstärkt, unter Verwendung bekannter Signalverarbeitungsverfahren in digitale Signale gewandelt und an ein elektronisches Rechnersystem COMP weiterleitet. Neben der Rekonstruktion von Bildern und Spektren und abgeleiteter Größen aus den empfangenen Messdaten dient das Steuerrechnersystem COMP dazu, die gesamte MR-Messapparatur zu bedienen und die Ausführung der Pulssequenzen durch entsprechende Kommunikation mit der Sequenzsteuereinheit SEQ zu initiieren. Die benutzergeführte oder automatische Ausführung von Programmen zur Justage der Messapparatureigenschaften und/oder zur Erzeugung von Magnetresonanzbildern erfolgt ebenso auf diesem Steuerrechnersystem COMP wie die Darstellung der rekonstruierten Bilder und die Speicherung und Verwaltung der Mess- und Bilddaten und der Steuerprogramme. Für diese Aufgaben ist dieses Rechnersystem mindestens mit einem Prozessor, einem Arbeitsspeicher, einer Computertastatur KB, einem Zeigeinstrument PNTR, z. B. einer Computermaus, einem Bildschirm MON und einer externen digitalen Speichereinheit DSK ausgerüstet.
Im Folgenden wird anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert, wie das erfindungsgemäße Verfahren mit den in 2 aufgeführten Verfahrensschritten mit einer solchen MR-Messapparatur durchgeführt werden kann.
Der Ausgangspunkt für das Ausführungsbeispiel ist ein Untersuchungsobjekt (siehe 3), in welchem in zwei Bereichen V1 und V2 ein bestimmter zeitlicher Verlauf des Magnetisierungszustandes mittels einer (hier beispielhaft gewählten) True-Fisp-MR-Sequenz eingestellt werden soll. Das in 4 abgebildete Sequenzdiagramm der True-Fisp-Sequenz zeigt, dass pro Repetitionszeitintervall (TR) ein HF-Puls P_n eingestrahlt wird, welcher die Magnetisierung bei der n-ten Repetition um einen Flipwinkel α um eine durch die Pulsphase Φ_n vorgegebene Achse in der Transversalebene dreht. 5 zeigt den bei dieser Sequenz entstehenden Magnetisierungszustand M(Θ) im „Steady State” bei Wahl des sog. optimalen Flipwinkels α_opt mit
(T₁ und T₂ beschreiben die longitudinale bzw. transversale Relaxationszeit im Untersuchungsobjekt) in Abhängigkeit vom sog. Dephasierungswinkel Θ, welcher die Drehung des Magnetisierungsvektors um die z-Achse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen (z. B. aufgrund einer Offresonanz) beschreibt. Die linke der beiden Abbildungen M₀(Θ) beschreibt den Fall, dass alle Pulse mit der Phase 0 eingestrahlt werden, die rechte Abbildung M₁₈₀(Θ) gilt für den Fall, dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen die Pulsphase Φ um 180° inkrementiert wird. Die Kurve für den Betrag der Transversalmagnetisierung |M_xy| für ein beliebiges Inkrement δ der Pulsphase Φ zwischen zwei Pulsen erhält man durch Verschieben der Kurve für das Inkrement 0° gemäß der Vorschrift |M_xy|_δ(Θ) = |M_xy|₀(Θ – δ). Der in 5 gezeigte Magnetisierungszustand ergibt sich so erst nach Einstellung eines dynamischen Gleichgewichts. Ausgehend von der Magnetisierung im voll relaxierten Zustand vor der erstmaligen Applikation eines HF-Pulses wird dieses Gleichgewicht meist zunächst durch wiederholtes Durchlaufen der Messsequenz ohne Datenakquisition eingestellt, bevor die Akquisition startet.
In einem ersten Fall möchte man nun beispielsweise erreichen, dass im Bereich V1 die transversale Steady-State-Magnetisierung maximal ist und im Bereich V2 verschwindet, wobei in diesem Beispiel davon ausgegangen wird, dass die gegebenen Experimentparameter im Bereich des Objektes überall identisch sind. Dafür müssen gemäß 5 für die Pulse P_nfolgende Vorgaben getroffen werden. Im Bereich V1 müssen die Pulse einen Flipwinkel α_opt und eine Pulsphase Φ_n = 0° für ungerade n sowie Φ_n = 180° für gerade n aufweisen, im Bereich V2 muss ebenfalls α_opt als Flipwinkel aber Φ_n = 0° für alle n realisiert werden.
Diese Vorgaben können z. B. durch B₁-Tailoring erreicht werden, indem man bei genügend großer Anzahl von vorhandenen Freiheitsgraden die Amplituden- und Phasenfaktoren für die einzelnen Sendeelemente TA1–TAN so wählt, dass bei einer ersten Konfiguration in beiden Bereichen sowohl eine identische Amplitude als auch Phase des B₁-Feldes der Sendeantenneneinrichtung erzielt wird. In einer zweiten Konfiguration werden die Faktoren so gewählt, dass nach wie vor eine in beiden Bereichen identische Amplitude, jedoch in V1 eine um 180° unterschiedliche Phase erzielt wird. In aufeinanderfolgenden Repetitionen wird nun jeweils dieselbe HF-Wellenform abwechselnd mit diesen beiden Sendekonfigurationen eingestrahlt.
Alternativ zum B₁-Tailoring kann die oben geforderte Vorgabe auch über ZRSHFP realisiert werden. Hierzu müssen zunächst geeignete Zusatzmagnetfelder gewählt werden und im Anschluss z. B. nach Referenz [5] die den einzelnen Sendeelementen zuzuführenden Amplituden- und Phasenverläufe für zwei Hochfrequenzpulse zur Realisierung der Vorgaben berechnet werden. Diese zwei HF-Pulse werden dann abwechselnd in aufeinanderfolgenden Repetitionen eingestrahlt.
Bedient man sich nun im Experiment einer dieser beiden Varianten, so wird die oben geforderte Vorgabe für die HF-Pulse realisiert und man erhält im sich während der Sequenz ausbildenden Steady State eine im Bereich V1 maximale und im Bereich V2 verschwindende Transversalmagnetisierung. Dieser erste Anwendungsfall ist ein Beispiel, in welchem das Zusammenspiel zahlreicher Sequenzparameter, wie z. B. der Stärke und zeitlichen Position der Zusatzmagnetfelder oder der zeitlichen Position der HF-Pulse, der Sequenz eine komplexe Struktur verleiht, welche ein bestimmtes Verhaften des Magnetisierungszustandes und damit auch des aufzunehmenden Signals im Steady State hervorruft. Dieses kann hier dann ganz gezielt über die Wahl der Pulsphase wunschgemäß eingestellt werden.
In einem zweiten Fall möchte man beispielsweise in beiden Bereichen V1 und V2 maximale Transversalmagnetisierung im Steady State erreichen, obwohl in diesem Fall im Bereich V1 keine Offresonanz und im Bereich V2 eine durch Suszeptibilitätseigenschaften des Objektes induzierte Offresonanz von f = 100 Hz vorliege. Für den Dephasierungswinkel Θ gilt, wenn ω = 2πf die Kreisfrequenz der Offresonanz und TR die Repetitionszeit der Sequenz bezeichnen, Θ = ω·TR. Um nun im gesamten Objekt maximale Steady-State-Transversalmagnetisierung zu erhalten, muss das Inkrement δ für die Phase zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen im Bereich V1 zu δ = 180° und im Bereich V2 zu δ = 180° + ω·TR gewählt werden. Auch diese Anforderung lässt sich wieder über das Verfahren des B₁-Tailoring oder über ZRSHFP umsetzen und stellt ein Beispiel dar, in welchem sowohl gegebene Experimentparameter, wie die Offresonanz, als auch Sequenzparameter, wie die Repetitionszeit, in die Vorgaben für die durch HF-Pulse erzeugte Magnetisierungsänderung eingehen.
In einem dritten Fall soll im gesamtem Objekt die maximal mögliche Steady-State-Transversalmagnetisierung erreicht werden, obwohl nun sowohl T₁ als auch T₂ über das Objekt hinweg variieren sollen. Es soll jedoch keine Offresonanz mehr vorliegen. Nach Ermittlung von Karten der longitudinalen und transversalen Relaxationszeiten nach einem beliebigen nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist nun der optimale Flipwinkel α_opt für jeden Ort des Objektes nach der oben angegebenen Formel separat zu ermitteln. Daraus resultiert für die HF-Pulse die Vorgabe, dass der Flipwinkel an jedem Ort gemäß α_opt zu realisieren ist und die Pulsphase für das ganze Objekt von Puls zu Puls jeweils um 180° inkrementiert werden soll. Realisiert man diese Vorgabe mittels B₁-Tailoring oder ZRSHFP, so wird die Steady-State-Transversalmagnetisierung im Bereich des gesamten Objektes maximiert. Dies ist ein Beispiel für einen Fall, in welchem für jeden Ort des Objektes eine unterschiedliche Vorgabe abhängig von gegebenen Experimentparametern (hier von Objekteigenschaften) für die während der HF-Pulse erzeugte Magnetisierungsänderung erforderlich ist.
Allen Varianten gemeinsam ist, dass bei der Vorgabe der Magnetisierungsänderungen Sequenzparameter berücksichtigt werden, und dass die Magnetisierungsänderungen durch Einstrahlung von räumlich selektiven Pulse realisiert werden.
Bezugszeichenliste

A

Arrayelement

A1, A2, A3

Gradientenverstärker

COMP

Rechnersystem

DSK

Speichereinheit

G1, G2, G3

Gradientenspulen

KB

Computertastatur

M

Hauptmagnet

MON

Bildschirm

O

Untersuchungsobjekt

PNTR

Zeigeinstrument

RA_1...m

HF-Empfangselemente

RX_1...m

Empfangseinheiten

SEQ

Sequenzsteuereinheit

TA_1...n

HF-Sendeelemente

TX_{1 n}

HF-Leistungssender

V

Messvolumen

V1, V2

Bereiche des Untersuchungsvolumens

Referenzen

[1] Oppelt A, Graumann R, Barfuß H, Fischer H, Hartl W, Schajor W. FISP: eine neue schnelle Pulssequenz für die Kernspintomographie. electromedica 54 (1986), S. 15–18.
[2] Seifert F, Wuebbeler G, Junge S, Rinneberg H. B1(+) steering by an adaptive 4-channel transmit/receive coil array. Proc 12th Scientific Meeting, Intl Soc Magn Reson Med, Kyoto (2004), S. 1569
[3] Pauly J, Nishimura D, Macovski, A. A k-space analysis of small-tipangle excitation. Journal of Magnetic Resonance 81 (1989), S. 43–56.
[4] Katscher U, Bömert P, Leussler C, van den Brink JS. Transmit SENSE. Magnetic Resonance in Medicine 49 (2003), S. 144–50.
[5] Xu, D, King K F, Zhu Y, McKinnon G C, Lang, Z. P. Designing Multichannel, Multidimensional, Arbitrary Flip Angle RF Pulses Using an Optimal Control Approach, Magnetic Resonance in Medicine 59 (2008), S. 547–560.
[6] Haas M, Ullmann P, Schneider J T, Ruhm W, Hennig J, Zaitsev M. Large Tip Angle Parallel Excitation Using Nonlinear Non-Bijective PatLoc Encoding Fields. Proc 18th Scientific Meeting, Intl Soc Magn Reson Med, Stockholm (2010), S. 1569

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines gewünschten zeitlichen Verlaufs des Magnetisierungszustandes in einem Untersuchungsobjekt (O) im Rahmen eines Experimentes der magnetischen Resonanz, wobei während des Experimentes der Magnetisierungszustand mehrmals durch Hochfrequenzpulse geändert wird und wobei vorab mindestens ein Sequenzparameter ermittelt wird, welcher die Entwicklung des Magnetisierungszustandes zwischen zwei Applikationen von Hochfrequenzpulsen beeinflusst, wobei ein Sequenzparameter ein Parameter ist, der beim Aufsetzen eines einzelnen Experiments innerhalb gewisser Grenzen frei wählbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass mindestens eine durch einen Hochfrequenzpuls zu erzeugende ortsabhängige Änderung des Magnetisierungszustandes innerhalb des Untersuchungsobjektes (O) vorgegeben wird, welche von mindestens einem der ermittelten Sequenzparameter abhängt und an mindestens zwei Orten unterschiedlich und an diesen Orten von Null verschieden ist und – dass räumlich selektive Hochfrequenzpulse, d. h. Hochfrequenzpulse, welche eine gleichzeitige und unabhängige Änderung des Magnetisierungszustandes an Orten mit unterschiedlichen Vorgaben erlauben, zur Umsetzung der vorgegebenen ortsabhängigen Änderung des Magnetisierungszustandes eingestrahlt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstrahlung der Hochfrequenzpulse mit räumlich und zeitlich variierenden Zusatzmagnetfeldern, die dem statischen und homogenen magnetischen Grundfeld einer Magnetresonanzmessapparatur überlagert werden, kombiniert wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstrahlung der Hochfrequenzpulse mittels mindestens zweier Sendeelemente (TA1–TAN) einer Sendeantennenvorrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgaben für die ortsabhängige Änderung des Magnetisierungszustandes durch gegebene Experimentparameter mitbestimmt werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Änderungen des Magnetisierungszustandes so gewählt sind, dass der zeitliche Verlauf des Magnetisierungszustandes in den Zustand eines dynamischen Gleichgewichts (Steady State) mündet.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren im Rahmen eines MR-Bildgebungsexperimentes eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren im Rahmen eines MR-Spektroskopieexperimentes eingesetzt wird.