DE3908392A1 - Verfahren zur lokalisierten magnetischen resonanz-spektroskopie (losy) und zur schichtselektiven anregung von transversalmagnetisierungen (slise) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur magnetischen Resonanz- Spektroskopie oder -tomographie und daraus abgeleiteten Meß­ verfahren (z. B. Relaxometrie, Diffusionsmessungen, Flußmessungen) in einem vorwählbaren Bereich eines Materials. Das Verfahren ist besonders geeignet, um in der Kernspinre­ sonanz-Tomographie biologisches Gewebe zu untersuchen.

Der Effekt der Spin-Gitter-Relaxation ist eines der wichtigsten Phänomene, welches in der Kernspinresonanz-Tomographie guten Bildkontrast und charakteristische Größen von biologischem Gewebe erbringt. Die makromolekulare Struktur in biologischem Material oder die Struktur hochmolekularer Polymere in anor­ ganischem Material können sehr gut gekennzeichnet werden durch die longitudinale Relaxationszeit T ₁ bei magnetischen Feldstär­ ken bis zu wenigen Gauss hinab. Solche Feldstärken sind jedoch außerordentlich hoch, wenn es um in-vivo-Untersuchungen geht. Messungen der Relaxationszeit T ₁ im Bereich schwacher Felder, also bei magnetischen Flußdichten unter 0,02 Tesla, können zwar mit Hilfe der Technik schneller Felddrehungen durchgeführt werden, sind jedoch für volumenselektive in-vivo-Untersuchungen der T ₁ Relaxation nicht geeignet, da aus technischen Gründen die herkömmlichen Tomographiemagnete nicht dafür ausgelegt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren zur schicht- bzw. volumenselektiven Erregung einer Probe bereitzu­ stellen, bei denen keine starken Felder zur in-vivo-Untersuchung benötigt werden und bei denen eine verläßliche und vielseitige Signalerfassung aus dem interessierenden Bereich möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 zur magnetischen Re­ sonanz-Spektroskopie oder -tomographie und daraus abgeleiteter Meßverfahren in einem vorwählbaren Bereich eines Materials. Der vorwählbare Bereich des Materials wird mit einem Hochfre­ quenzimpuls bestrahlt, der sich zum Spin-Locking der Transver­ salmagnetisierung im interessierenden Bereich eignet, während die übrigen Materialbereiche dem Gradienten eines schwachen magnetischen Feldes ausgesetzt sind, der außerhalb des inte­ ressierenden Bereichs die Kohärenzen zerstört. Die Kohärenz im interessierenden Bereich, die letztlich als freier Induktions­ zerfall gemessen wird, wird gegen Phasenzerfall geschützt mit Hilfe eines besonderen Spin-Lock-Impulses, der weiter unten im einzelnen diskutiert wird. Alle anderen Spins werden dem De­ phasierungseffekt schwacher Feldgradienten ausgesetzt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Anlegen des Spin-Lock-Impulses (SL) die transversale Magnetisierung des Materials durch Einstrahlung eines harten Hochfrequenzimpulses oder eines Composite-Impulses oder eines anderen Anregungsver­ fahrens erzeugt, wobei der Winkel zwischen Magnetfeld und Magnetisierungsvektor vorzugsweise 90° beträgt.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens werden die zu lockenden Spinkohärenzen in vorangehenden Präparations- und Evolutionsintervallen zum Beispiel für homo- oder heteronukleare Editierungs- oder Linienunterdrückungs­ zwecke vorbereitet. Auch können zwischen oder nach den Schicht­ selektionsmaßnahmen Linienunterdrückungsimpulse angewendet werden. Außerdem können nach der Bereichselektion noch weitere homo- oder heteronuklear Echoimpulsfolgen zum Beispiel für Editier- oder Polarisationstransferzwecke angeschlossen werden.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als interessierender Bereich der Materialprobe eine dünne Schei­ be ausgewählt, deren Dicke durch Variation der Amplitude des Spin-Lock-Impulses und/oder der Stärke des Feldgradienten ein­ gestellt werden kann. Vorteilhaft ist es insbesondere, den Feldgradienten vorzugeben und während des Verfahrens konstant zu halten, und die Dicke der Scheibe nur durch Einstellen der Amplitude des Spin-Lock-Impulses festzulegen.

Nach dem Spin-Lock-Impuls kann ein harter Hochfrequenzimpuls oder ein Composite-Impuls oder ein anderes Spinanregungsver­ fahren angewendet werden, so daß die selektierte Schichtmagneti­ sierung in Richtung des Magnetfeldes oder einer anderen Richtung transferiert wird.

In einer weiteren Ausführungsform werden sequentiell zwei Schichtselektionen mit Hilfe von Gradienten in zwei verschie­ denen Raumrichtungen durchgeführt, so daß die Magnetisierung eines stabförmigen Bereichs in Richtung des Magnetfeldes oder einer anderen Richtung transferiert wird. Ein wohldefiniertes Volumenelement kann dadurch ausgewählt werden, daß sequentiell drei Schichtselektionen mit Hilfe von Gradienten in drei ver­ schiedenen Raumrichtungen durchgeführt werden, so daß die Magnetisierung eines parallelepipedförmigen Volumenbereichs in Richtung des Magnetfeldes oder einer anderen Richtung trans­ feriert wird. Dabei kann die Magnetisierung des selektierten Bereichs durch einen Hochfrequenzimpuls oder ein anderes Spin­ anregungsverfahren in die Transversalrichtung übergeführt und über einen freien Induktionsabfall ausgelesen werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Spin-Lock- Impuls der Feldgradient selbstrefokussierend ausgebildet, so daß direkt auslesbare oder weiter evolvierende Spinkohärenzen des selektierten Bereichs entstehen (SLISE).

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens werden die in einem schicht- oder stabförmigen Bereich erzeugten Spinkohärenzen nach spektreneditier- oder polari­ sationstransferwirksamen Intervallen bzw. Impulssequenzen durch einen Hochfrequenzimpuls in Richtung des Magnetfeldes oder in eine andere Richtung transferiert und anschließend mit Hilfe einer weiteren schichtselektiven Operation in Spinkohärenzen eines stab- bzw. parallelepipedförmigen Bereichs übergeführt. Es können auch nach der Bereichsselektion weitere homo- oder heteronukleare Echoimpulsfolgen zum Beispiel für Editier- oder Polarisationstransferzwecke angeschlossen werden.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens wird vor, zwischen oder nach den Schichtselektionsmaß­ nahmen eine Spinentkoppelung durchgeführt. Es kann auch vor, zwischen oder nach den Schichtselektionsmaßnahmen die sogenannte dynamische Polarisation angewendet werden.

Es kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil sein, die Spin-Gitter-Relaxationszeiten im rotierenden Bezugssystem bereichsselektiv durch Variation eines oder mehrerer Spin-Lock- Intervalle zu bestimmen. Bei einer Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens wird die Bereichsselektion mit der Bestimmung der Spin-Gitter-Relaxationszeit oder der transver­ salen Relaxationszeit oder der dipolaren Relaxationszeit oder quadrupolaren Relaxationszeit oder des Diffusionskoeffizienten oder einer anderen zur Materialcharakterisierung geeigneten Meßgröße verknüpft.

Das vorliegende Verfahren hat den besonderen Vorteil, daß für den Spin-Lock-Impuls keine komplizierten Impulsformen benötigt werden, und daß die Impulsamplitude insbesondere bei in-vivo- Anwendungen genügend klein ist, um einen gefährlichen Pegel der Hochfrequenzstrahlung sicher zu vermeiden. Obwohl das Ver­ fahren zur Kernspinresonanz-Untersuchung und Abbildung von biologischem Gewebe gedacht ist, kann es auch in der herkömm­ lichen magnetischen Resonanz-Spektroskopie, z. B. in Elektronen­ spinresonanz-Spektrometern oder -Tomographen, auf organische und anorganische Proben angewandt werden.

Weitere Vorteile, Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der nachfol­ genden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung angegeben.

Fig. 1 zeigt das Impulsschema des Spin-Lock-Impulses gemäß der vorliegenden Erfindung zur schichtselektiven Erregung von Spin­ kohärenzen.

Fig. 2 zeigt Profile, die gemäß einer Ausführungsform der Er­ findung gemessen wurden (links), im Vergleich zu berechneten Profilen (rechts).

Fig. 3 zeigt die Variation der Spin-Lock-Amplitude unter Berück­ sichtigung der Scheibendicke gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4 gibt das Impulsschema für drei-dimensionales Spin-Locking gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung an.

Fig. 5 zeigt zwei Probenbeispiele, die in Versuchsreihen benutzt wurden, um das volumenselektive Verfahren gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung zu testen.

Fig. 6 gibt Spektralkurven an, die von den Proben nach Fig. 5 aufgezeichnet wurden.

Eine bevorzugte Form des Hochfrequenzteils des Impulsschemas ist in Fig. 1a dargestellt, das einen harten Π/2 Impuls umfaßt, gefolgt von einem Spin-Lock-Impuls mit einer Phasendrehung von 90°. Als "hart" wird bekanntlich ein breitbandiger Impuls be­ zeichnet. Der magnetische Feldgradient (G) wird gleichzeitig angelegt. Die Amplitude B ₁ des Spin-Lock-Impulses und der Ab­ solutwert G des Feldgradienten bestimmen in diesem Ausführungs­ beispiel die Dicke Δ x einer auszuwählenden Scheibe, während die Position und Orientierung der Scheibe durch die Träger­ frequenz des Spektrometers bzw. die Richtung des Feldgradienten festgelegt wird:

Δ x ∼ B ₁/G.

Die Amplitude B ₁ des Spin-Lock-Impulses ist wesentlich kleiner als die des Π/2 Impulses, so daß hohe Dosierungen von Hoch­ frequenzstrahlung bei Personenuntersuchungen vermieden werden können.

Während des Spin-Lock-Impulses relaxieren die phasenangekoppel­ ten Spins entsprechend ihrer longitudinalen Relaxationszeit T _1P im rotierenden Bezugssystem. Alle anderen Spins verlieren den festen Phasenbezug nach einer Zeitkonstanten T ₂*, die für die momentane B₀-Feldverteilung charakteristisch ist. In Anwesenheit eines hinreichend starken B₀-Gradienten ist diese Zeitkonstante kurz im Vergleich zu der longitudinalen Relaxationszeit im rotierenden Bezugssystem. Wenn die Dauer des Spin-Lock-Intervalls t _{s 1} der Bedingung

T ₂* « t _{s 1} « T _1P

genügt, ist die einzige Kohärenz, die bestehen bleibt und als freies Induktionssignal erscheint, diejenige der Spins aus dem gewünschten Bereich. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann der in Fig. 1a gezeigte Feldgradient G in einer speziellen Richtung angelegt werden, z. B. in x-Richtung. Im Ergebnis wird dann ein Scheibenprofil abgetastet. Die Scheibendicke ist der Amplitude des Spin-Lock-Impulses proportional und zum Feldgra­ dienten umgekehrt proportional. Die Dicke der Scheibe kann daher eingestellt werden, indem entweder beide Parameter gleich­ zeitig variiert werden, oder ein Parameter bei Variation des jeweils anderen konstant gehalten wird. Vorzugsweise wird der Gradient konstant gehalten und die Amplitude des Spin-Lock- Impulses variiert. Die Form des Hochfrequenzimpulses muß nicht verändert werden und die Anregung ist innerhalb bestimmter Grenzen unabhängig von der Pulslänge, im Gegensatz zu den üb­ lichen Schmalbandimpulstechniken. Wie noch ausgeführt wird, sind mit einer Impulsdauer von 3 bis 20 ms zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen, während ein Bereich von 5 bis 10 ms bevorzugt wird.

Die durch Spin-Locking phasenangekoppelte Quermagnetisierung hat eine Relaxationszeit T _1P während des Spin-Lock-Intervalls t _{s 1}. Das Kohärenz- und Spinzustandsänderungsecho, das nach Anlegen der vollständigen Impulsfolge aufgezeichnet wird, wird deshalb mit dem Proportionalitätsfaktor

c ₂ ∼ exp (-t _{s 1}/T _1P )

gewichtet. Auf diese Art ist es möglich, T _1P zu bestimmen oder Spektren mit partieller T _1P -Relaxation zu messen. In einer weiteren Ausführungsform kann der Impuls für die Scheibenauswahl auf drei Dimensionen ausgeweitet werden (siehe unten).

Fig. 1b zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in welcher die Impulsfolge mit einem harten Π/2 Impuls in Abwesen­ heit eines Gradienten beginnt, gefolgt von einem Gradientenecho, das sein Maximum genau dann erreicht, wenn das Feldgradienten­ plateau beginnt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Spin-Lock-Impuls ausgelöst. Die Position der zu untersuchenden Scheibe wird durch den Offset der Sendefrequenz festgelegt. Der optimale Frequenzumschaltpunkt liegt genau beim Maximum des Echos, da dann keine Probleme mit Phasenjustierungen auftreten. Andern­ falls müßte der Phasenunterschied zwischen der Hochfrequenzan­ regung und der Spinpräzession in Rechnung gestellt werden. Nach dem Spin-Lock-Impuls wird der Gradient abgeschaltet und es erscheint ein weiteres Gradientenecho. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß eine Anregung in Anwesenheit des Feldgradienten vermieden wird. Die Position des selektierten Materialbereichs kann aber auch über die Feldgradientenstärke eingestellt werden.

Es wurden Experimente durchgeführt, um die Wirksamkeit und Verläßlichkeit der Ausführungsform zu demonstrieren, die sich auf den bevorzugten Impulszug nach Fig. 1a stützt. Hierzu wurde ein in-vivo-Kernspinresonanzspektrometer Bruker BMT 47/40 be­ nutzt, das mit einer Protonenresonanzfrequenz von 200 MHz ar­ beitet. Ein Gradientenrohr von 30 cm Durchmesser wurde bei Zimmertemperatur in den horizontalen Magnetkern von 40 cm mon­ tiert. Der Probenbehälter bestand aus einem herkömmlichen Bird­ cage-Resonator. Als Versuchsobjekt für die Schichtanregung diente ein 4×4×4 cm großer, mit Wasser gefüllter Würfel.

Die Amplituden (B ₁) des Spin-Lock-Impulses wurden mit Hilfe der Länge eines Π/2 Testimpulses geeicht. Die Dauer des harten Π/2 Impulses war 90 µs. Die Spin-Lock-Periode wurde variiert, wobei zufriedenstellende Ergebnisse für t _{s 1}-Werte im Bereich von 3 bis 20 ms, mit einem bevorzugten Bereich von 5 bis 10 ms, er­ zielt werden konnten. Für die Versuchsprobe mit einem Feldgra­ dienten von 1,4 kHz/cm war die Phasenrelaxationszeit T ₂* wesent­ lich geringer als die Dauer t _{s 1} des Spinrichtimpulses. Der linke Teil von Fig. 2 zeigt die Profile, die durch Fourier­ Transformation eines Hahn-Echos des freien Induktionszerfalls gewonnen wurden. Die Profile wurden mit dem relativ schwachen B ₀-Gradienten von 0,33 G/cm aufgezeichnet. Zum Vergleich wurden die Profile berechnet nach der Formel

M _s1 (x) = M₀ · cos [arctan (x · G _x /B₁)]

worin M _{s 1} die phasenangekoppelte Magnetisierung, M ₀ die Magne­ tisierung zu Beginn des Spin-Lock-Impulses, und x die Koordinate mit dem durch die Resonanzbedingung gegebenen Ursprung dar­ stellen. Die so berechneten Profile sind in Fig. 2 rechts dar­ gestellt. Die Übereinstimmung zwischen Messung und Rechnung beweist die Nützlichkeit und Verläßlichkeit der auf den be­ schriebenen Spin-Lock- und Phasenrelaxationseffekten aufgebauten Methode.

Fig. 3 zeigt die Ergebnisse von Versuchen, bei denen die Am­ plitude B ₁ des Spin-Lock-Impulses gemäß Fig. 1a variiert wurde. Man erkennt, daß die Schichtdicke linear von der Amplitude abhängt. Diese lineare Beziehung hat den Vorteil einer leichten Justierung der gewünschten Dicke, ohne die Notwendigkeit starker Feldgradienten oder komplizierter Impulsformen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Ver­ fahren auf drei Dimensionen erweitert werden, so daß der in­ teressierende Materialbereich als Volumenelement ausgewählt werden kann. Der Spin-Lock-Impuls wird vorzugsweise in Zeit­ räumen angelegt, in denen die B ₀-Gradienten konstant sind. Ein bevorzugtes Impulsschema ist in Fig. 4 dargestellt. Die drei getrennten Hochfrequenzimpulsgruppen werden aufeinanderfolgend angelegt, während der Feldgradient die drei speziellen Koordi­ natenrichtungen x, y und z durchläuft. Jede Impulsgruppe besteht aus einem harten Π/2 Impuls, einem Spin-Lock-Impuls (SL) und einem abschließenden gleich- oder gegenphasigen Π/2 Impuls. Letzterer bringt die phasenangekoppelte Kohärenz in die z- Richtung zurück. Dies hat den Vorteil, daß die Phasen und Frequenzen der Präzession und Abstrahlung sich nur während der Zeitspannen treffen müssen, in denen die Larmor- und Sendefrequenzen konstant gehalten werden. Die z-Magnetisierung, die nach dem Anlegen der drei selektiven Locking-Sequenzen verbleibt, wird schließlich durch einen Π/2 Leseimpuls in die Transversalebene gebracht. Die Signalerfassung geschieht in Abwesenheit jeglicher B ₀-Gradienten.

Es ist zu beachten, daß bei dieser Ausführungsform die Gradien­ ten während der Locking-Impulse konstant gehalten werden. Ohne diese Maßnahmen würde die adiabatische Magnetisierungsübertra­ gung zu oder von Richtungen, die außerhalb der Resonanz des effektiven Feldes liegen, die volle Ausnutzung des Dephasie­ rungseffektes behindern. Wie in der vorhergehenden Ausführungs­ form für Scheiben, kann das Volumenelement auf einfache Weise justiert werden, indem die Amplitude der Phasen-Lock-Impulse entsprechend eingestellt wird. Die Impulsgruppe nach Fig. 4 wird zur Volumenauswahl bevorzugt. Eine Modifikation auf der Grundlage des Impulses nach Fig. 1b kann ebenso benutzt werden.

Die Qualität der Messungen mit Volumenselektion wurde in Experi­ menten überprüft, bei denen die in Fig. 5 gezeigten Proben verwendet wurden. Verschiedene Kunststoffkugeln wurden mit verschiedenen Substanzen gefüllt, die nach ihren bekannten Einzellinienspektren ausgewählt waren. Die Messung dieser Re­ sonanzlinien ist demnach auch ein Indikator für die Lokalisie­ rung der Signalerfassung. Die Fig. 6a und 6b zeigen die Proto­ nenspektren, die mit einem Bruker BMT 47/40 Tomographen unter Verwendung der bevorzugten Impulsfolge nach Fig. 4 erhalten wurden. Die Kurven wurden in jedem Fall mit einer einzigen Abtastung aufgezeichnet. Die Kurven I, II, III und IV in Fig. 6a wurden in Volumenelementen aufgenommen, die in Probebereichen mit derselben Bezeichnung wie in Fig. 5a liegen. In ähnlicher Weise wurden die Kurven I und II in Fig. 6b in dem entsprechen­ den Bereich in der Probe nach Fig. 5b aufgenommen. Für die angeregten Volumenelemente wurden Abmessungen von 7×7×7 mm gewählt. Die Abweichungen aufgrund der chemischen Linienver­ schiebungen (chemical shifts) der Substanzen wurden in Rechnung gestellt. Ein Spin-Lock-Impuls von 10 ms Dauer genügte, um die Effekte von kohärenten Bewegungen nicht phasenangekoppelter Spins zu vermeiden. Auch mit 5 ms waren die Ergebnisse noch zufriedenstellend. Die Dephasierungszeitkonstante T ₂* war wesentlich geringer als die Impulsdauer. Das erhaltene Spektrum korrespondiert genau mit der Position, die das ausgewählte Volumenelement haben soll.

Aus der obigen Darstellung ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung vergleichsweise einfach in die Praxis umgesetzt werden kann und insbesondere für die Kernspinresonanztomographie gut geeignet ist. Es müssen keine komplizierten Impulsformen hergestellt werden und das interessierende Gebiet im Untersuchungsobjekt kann durch Steuerung der Hochfrequenz­ amplitude leicht justiert werden. Die Auswahl sehr dünner Schei­ ben (weniger als 1 mm) ist möglich, ohne starke Feldgradienten anzulegen. Für die Signalerfassung aus dickeren Bereichen werden vorzugsweise die Feldgradienten verringert, anstatt die Spin- Locking-Amplituden zu vergrößern.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Möglichkeit, Informationen über die Spin-Gitter-Relaxationszeit im rotieren­ den Bezugssystem zu erhalten. Durch direkte Bestimmung dieser Größe erhält man einen weiteren Parameter, der das zu unter­ suchende Gewebe oder z. B. bestimmte Organe oder Organteile charakterisiert. Außerdem kann die Aufnahme von T _1P -gewichteten Bildern bei der Beurteilung von Materialzuständen, insbesondere bei biologischem Material von Interesse sein.

Claims (26)

1. Verfahren zur magnetischen Resonanzspektroskopie oder -tomographie und daraus abgeleiteten Meßverfahren (z. B. Relaxometrie, Diffusionsmessungen, Flußmessungen) in einem vorwählbaren Bereich eines Materials, dadurch gekennzeich­ net, daß die Transversalmagnetisierung in dem vorwählbaren Bereich spingelockt wird, während die Spinkohärenzen der übrigen Bereiche in einem gleichzeitig angelegten Feld­ gradienten dephasieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anlegen des Spin-Lock-Impulses (SL) die Transver­ salmagnetisierung des Materials durch Einstrahlung eines harten Hochfrequenzimpulses oder eines Composite-Impulses oder eines anderen Anregungsverfahrens erzeugt wird, wobei der Winkel zwischen Magnetfeld- und Magnetisierungsvektor vorzugsweise 90° beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu lockenden Spinkohärenzen in vorhergehenden Prä­ parations- und Evolutionsintervallen zum Beispiel für homo- oder heteronukleare Editierungs- oder Linienunter­ drückungszwecke vorbereitet werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen oder nach den Schichtselek­ tionsmaßnahmen Linienunterdrückungsimpulse angewendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bereichsselektion weitere homo- oder heteronukleare Echoimpulsfolgen zum Beispiel für Editier- oder Polarisationstransferzwecke angeschlossen werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorwählbare Bereich eine Scheibe des Materials ist, wobei die Dicke der Scheibe durch Ein­ stellen der Amplitude des Spin-Lock-Impulses (SL) und/oder durch Einstellen der Stärke des Feldgradienten ausgewählt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldgradient vorgegeben wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Spin-Lock-Impuls ein harter Hochfrequenzimpuls oder ein Composite-Impuls oder ein anderes Spinanregungsverfahren angewendet wird, so daß die selektierte Schichtmagnetisierung in Richtung des Magnetfeldes oder eine andere Richtung transferiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sequentiell zwei Schichtselektionen mit Hilfe von Gra­ dienten in zwei verschiedenen Raumrichtungen durchgeführt werden, so daß die Magnetisierung eines stabförmigen Be­ reichs in Richtung des Magnetfeldes oder eine andere Rich­ tung transferiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sequentiell drei Schichtselektionen mit Hilfe von Gra­ dienten in drei verschiedenen Raumrichtungen durchgeführt werden, so daß die Magnetisierung eines parallelepiped­ förmigen Volumenbereichs in Richtung des Magnetfeldes oder eine andere Richtung transferiert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Magnetisierung des selektierten Bereichs durch einen Hochfrequenzimpuls oder ein anderes Spinan­ regungsverfahren in die Transversalrichtung übergeführt wird und über einen freien Induktionsabfall ausgelesen werden kann.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Spin-Lock-Impuls der Feld­ gradient selbstrefokussierend ausgebildet wird, so daß direkt auslesbare oder weiter evolvierende Spinkohärenzen des selektierten Bereichs entstehen (SLISE).

13. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß Spinkohärenzen eines schicht- oder stabförmigen Bereichs nach einem der vorhergehenden Ansprüche erzeugt werden, nach spektren­ editier- oder polarisationstransferwirksamen Intervallen bzw. Impulssequenzen durch einen Hochfrequenzimpuls in Richtung des Magnetfeldes oder in eine andere Richtung transferiert werden und anschließend mit Hilfe einer wei­ teren schichtselektiven Operation in Spinkohärenzen eines stab- bzw. parallelepipedförmigen Bereichs übergeführt werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daß vor, zwischen oder nach den Schichtselektionsmaßnahmen spinentkoppelt wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor, zwischen oder nach den Schicht­ selektionsmaßnahmen die sog. dynamische Polarisation an­ gewendet wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spin-Gitter-Relaxationszeiten im rotierenden Bezugssystem bereichsselektiv durch Variation eines oder mehrerer der Spin-Lock-Intervalle bestimmt wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereichsselektion mit der Bestimmung der Spin-Gitter-Relaxationszeit oder der trans­ versalen Relaxationszeit oder der dipolaren Relaxationszeit oder der quadrupolaren Relaxationszeit oder des Diffusions­ koeffizienten oder einer anderen zur Materialcharakteri­ sierung geeigneten Meßgröße verknüpft wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des selektierten Be­ reichs festgelegt werden, indem die Amplitude der Spin- Lock-Impulse eingestellt wird, während die zugeordneten Feldgradienten konstant gehalten werden.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des selektierten Be­ reichs festgelegt werden, indem die Amplitude der Spin- Lock-Impulse konstant gehalten wird, während die zugeord­ neten Feldgradienten eingestellt werden.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des selektierten Bereichs über die Trägerfrequenz eingestellt wird.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des selektierten Bereichs über die Gradientenstärke eingestellt wird.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das untersuchte Material organische Substanz umfaßt.

23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das untersuchte Material anorganische Substanz umfaßt.

24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieeinstrahlung so gering ist, daß das Verfahren in vivo auf biologisches Gewebe angewendet werden kann.

25. Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kernresonanz- oder Elektronenspinresonanz- Spektrometern oder -Tomographen.

26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beschriebenen Schichtselektionsmaß­ nahmen mit anderen Methoden, die dem gleichen Zweck dienen, kombiniert werden.