NL8502223A

NL8502223A - Werkwijze voor het selektief exciteren van een volume in een objekt.

Info

Publication number: NL8502223A
Application number: NL8502223A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1985-08-12
Filing date: 1985-08-12
Publication date: 1987-03-02
Also published as: DE3671524D1; EP0212735B1; IL79669A; EP0212735A1; US4712066A; IL79669A0; JPS6238146A

Description

..............-½ PHN 11.461 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Werkwijze van het selektief exciteren van een volume in een objekt.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het selektief exciteren van een volune in een objekt, waarbij dat objekt in een uniform, statisch magneetveld wordt geplaatst, waarna hoogfrequent elektromagnetische pulsen en gradientaagneetvelden worden opgewekt voor 5 het selektief exciteren van het genoende voluae.

Een dergelijke werkwijze is bekend en bijvoorbeeld beschreven in de "Journal of Magnetic Resonance* 56, bladzijden 350-354 (1984) door W.P. Aue en anderen. Bij de beschreven werkwijze worden in volgorde na elkaar een gradientaagneetveld in de x-richting, in de y-10 richting en in de z-richting aangelegd, waarbij telkens bij aanwezigheid van zo'n gradientaagneetveld een samengestelde radiofrequent puls wordt opgewekt. De samengestelde r.f. pulsen bevatten elk een selektieve 45° puls, een breedbandige 90° puls en een selektieve 45° puls in successie. Na deze drie samengestelde pulsen heeft een *kubusachtig” 15 voluae, waarvan de positie, oriëntatie en grootte is bepaald door de sterkte van het statisch, uniform magneetveld, door de gradientsterkte van de aangelegde gradientaagneetvelden en door de frequentie(band) van de selektieve r.f. pulsen, een magnetisatie, die tegengesteld is aan diens magnetisatie voor begin van de selektieve excitatie (die in de 20 richting van het uniforme, statische magneetveld was gericht). De bekende werkwijze heeft het nadeel, dat zij steunt op sommaties van rotaties van magnetisaties van de kernspins door de verschillende excitatiepulsen. De excitatiepulsen dienen in het gekozen volume van dat objekt respektievelijk in de rest van het objekt een totale rotatie over 25 een hoek van 540° respektievelijk 270° te bewerkstelligen, hetgeen niet helemaal het geval is. De kernspins in de geselekteerde z-laag (gradientaagneetveld Gz en twee 45° selektieve pulsen) ondergaan namelijk een totale rotatie van 360° gedurende de drie samengestelde pulsen (met uitzondering van het deelvolume van de twee orthogonale 30 doorsnijdingen met de y- en de x-laag). Hetzelfde geldt voor de kernspins in de geselekteerde y- en x-laag. Een na de drie samengestelde pulsen op te wekken 90° puls voor het oproepen van een te meten 6102223 PHN 11.461 2 resonantie- of FID-signaal van het geselekteerde kubusachtige volume zal derhalve ook resonantiesignalen oproepen uit de genoemde vlakken, hetgeen als zeer storend is aan te merken.

Het is het doel van de uitvinding om in een werkwijze te 5 voorzien, waarmee enkel en alleen een gewenst volume te selekteren is en uit de het volume omliggende materie geen storende signaalbijdrage in een op te wekken resonantiesignaal wordt ontvangen.

Een werkwijze volgens de uitvinding heeft tot kenmerk, dat een niet-selektieve 90° puls wordt opgewekt, waarna enige tijd een 10 de kernspins defaserend gradientmagneetveld wordt aangelegd, waarna een niet-selektieve 180° puls wordt opgewekt en vervolgens een selektieve 90° puls bij aanwezigheid van eenzelfde gradientmagneetveld wordt opgewekt. Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt met de niet-selektieve 90° puls de magnetisatie in een vlak dwars op de richting 15 van het statisch uniform veld gebracht. Het daarna aangelegd defaserend gradientmagneetveld veroorzaakt een defasering van de kernspinmagnetisaties in dat vlak. De invloed van inhomogeniteiten van het statische uniforme magneetveld en de dispersie door chemische verschuiving (chemical shift ") worden met behulp van een na het 20 defaserende gradientmagneetveld opgewekte niet-selektieve 180° puls gekompenseerd. Het daarna aan te leggen gradientmagneetveld dient om de voor de 180° puls aangebrachte defasering te niet te doen. Met de selektieve 90° puls wordt de magnetisatie van de kernspins in een mede door het gradientveld bepaalde laag in hun oorspronkelijke of in een 25 daaraan tegengestelde magnetisatierichting teruggezet. In het objekt is in een van te voren te kiezen laag een magnetisatie verkregen in de richting (of tegengesteld daaraan) van het uniforme, statische magneetveld. Buiten de genoemde laag is alles verzadigd.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de 30 uitvinding heeft het kenmerk, dat de cyklus van de niet-selektieve 90° puls, het defaserend gradientveld, de niet-selektieve 180° en de selektieve 90° puls bij aanwezigheid van eenzelfde gradientveld ten minste twee maal wordt uitgevoerd, waarbij bij elke uitvoering het aangelegde gradientmagneetveld een gradientrichting heeft, die dwars op 35 de gradientrichting(en) van het (de) voorgaand aangelegde gradientmagneetveld (en) heeft.

Bij de voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze wordt een "kubus- 350222c PHN 11.461 3 achtig" volume binnen een objekt geselekteerd. Binnen de “kubus" is een Magnetisatie in de (tegengestelde) richting van het statisch uniform Magneetveld verkregen, terwijl buiten de "kubus" alles is verzadigd. Na een verdere excitatie zullen de kernspins in de "kubus" een resonantie-5 signaal opwekken, die door het totaal van de zich buiten de "kubus* bevindende kernspins niet wordt beïnvloed.

De werkwijze volgens de voorkeursuitvoeringsvori is bijzonder geschikt voor het bedrijven van voluee-selektieve spektro-skopie. Daar bij deze metingen alleen signaal wordt verkregen van een 10 geselekteerd volume, kan het statische uniforme magneetveld in dat volume zeer homogeen zijn, hetgeen de mogelijkheid schept tot het bedrijven van spektroskopie met een zeer hoge spektrale resolutie.

De werkwijze volgens de uitvinding is zeer geschikt voor het realiseren van afbeeldingen met hoogoplossend vermogen, in welke 15 beelden spindichtheidsverdelingen, en T1 en T2-verdelingen worden weergegeven (T1 en T2 zijn respektievelijk de longitudinale en de transversale relaxatietijdkonstante). Bij het maken van afbeeldingen met hoogoplossend vermogen is slechts selektie in een richting noodzakelijk, mits deze richting dezelfde is als de richting van het gradientmag-20 neetveld tijdens de voorbereidingsfase van een meetcyklus, zoals die in de Europese octrooiaanvrage 0 046 782 is beschreven.

Bij werkwijzen volgens de stand van de techniek en bij de werkwijzen volgens de uitvinding defenieert men de richting van het uniforme stationaire veld als Z-as. De veldrichting van de gradientmag-25 neetvelden valt samen met de genoemde Z-as. De gradientrichtingen van de veelal drie verschillende gradientmagneetvelden zijn in respektievelijk x-, y- en z-richting. De bij een werkwijze volgens de uitvinding toe te passen 90° pulsen zijn bijvoorbeeld x-pulsen, waarbij de selektieve 90° puls een - x-puls is en de niet-selektieve 90° puls een + x-30 puls. De niet-selektieve 180° puls is daarbij een y-puls. Bij voorkeur wordt de niet-selektieve 180° puls gevormd door een samenstelling van pulsen: te weten een 90° x-puls, een 180° y-puls en een 90° x-puls (alle pulsen niet-selektief). Het gebruik en de notatie van 90° x- en 180° y-pulsen is op zich bekend en is bij-voorbeeld beschreven in 35 "Polarisation Transfer Sequences for Two Dimensional NMR by Heisenberg Vector Analyses", Journal of Magnetic Resonsance 45, 8-29 (1981) door M.R. Bendall en anderen.

•13022 23 +.- ··* PHN 11.461 4

Na selektie van een gekozen volume in het objekt is na excitatie van dat volume met een (bijvoorbeeld 90° excitatiepuls op gebruikelijke wijze een resonantiesignaal te konditioneren, te meten, een echosignaal op te roepen etcetera.

8502223

Claims

1. Werkwijze voor het selektief exciteren van een volume in een objekt, waarbij dat objekt in een uniform, statisch magneetveld wordt geplaatst, waarna hoogfrequent elektromagnetische pulsen en gradientmagneetvelden worden opgewekt voor het selektief exciteren van 5 het genoemde volume, met het kenmerk, dat een niet-selektieve 90° puls wordt opgewekt, waarna enige tijd een de kemspins defaserend gradient-magneetveld wordt aangelegd, waarna een niet-selektieve 180° puls wordt opgewekt en vervolgens een selektieve 90° puls bij aanwezigheid van eenzelfde gradientveld.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de cyklus van de niet-selektieve 90° puls, het defaserend gradientveld, de niet-selektieve 180° en de selektieve 90° puls bij aanwezigheid van eenzelfde gradientveld ten minste twee maal wordt uitgevoerd, waarbij bij elke uitvoering het aangelegde gradientmagneetveld een 15 gradient-richting heeft, die dwars op de gradientrichting(en) van het (de) voor-gaand aangelegde gradientmagneetveld(en) heeft.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de 90° pulsen x-pulsen zijn.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, 20 dat de 180° pulsen y-pulsen zijn.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de 180° puls is samengesteld uit een 180°-y-puls, die wordt voorafgegaan en opgevolgd door een 90° x-puls.

5-,. PHN 11.461 5

6. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de 25 selektieve 90° puls een - x-puls is en dat de niet-selektieve 90° puls een + x-puls is. 3502223