CS269568B1 - působ merania homogenity magnetického póla . tomografu na principe magnetické) rezonancie - Google Patents

Abstract

Popisovaný' spůsob merania je určený na rýchle a přesné meranie magnetické) lndukcie stacionárnych magnetických poli zobrazovacích systémov založených na principe jadrovej magnetické) rezonancie. Podstata spůsobu merania spočívá v tom, le fantom v tvare úzkého valca naplněného vodou, vyjadrujúceho skúmanú rovinu stacionárneho magnetického pofa s podstavou kolmou na os z, pričom os ž je rovnoběžné so změnou stacionárneho magnetického pofa sa podrobí aplikácii budlaceho vysokofrekvenčného impulzu a sekvenci! ortogonálnych gradientných magnetických polí v smere osl x a v smere osi y v piatich po sebe idúcich časových intervalech, pričom v prvom inter- : vale~sa spinový systém vybudí deváfdeslat j stupňovým vysokofrekvenčným impulzom, v druhom časovom intervale sa nechá spinový systém vyvíjať len pod vplyvom atacionárneho magnetického pole, v treťom intervale sa na spinový systém aplikuje konstant-· né gradientná magnetické pole v smere osl x a v smere osi y, pričom vo štvrtom intervale sa vytvoří splnové echo konštantným gradientným magnetickým polom v smere osl x opačnej polarity ako v třeťom intervale, pričom v piatom intervale sa nechajú doznief relaxačně deje spinového systému a po uplynutí plateho intervalu sa meracia sekvencia opakuje pri zmenenej dížke druhého intervalu, alebo při zmenenej amplitudě konštantného gradientného magnetického póla v smere osi y tak, že pre každú hodnotu dížky'druhého intervalu sa uskutočniamerania spinových ech pre celý zvolený ■ interval amplitud gradientného.magnetického·pofa v smere osi y, pričom získaná matica spinových ech sa usporiada v jednom smere podlá rastúceho druhého časového intervalu a v druhom smere podlá rastúcej amplitudy gradientného magnetického póla v smere •osi y, pričom rozloženie magnetického pofa sa získá vyhodnotením výslednej trojrozmer ίnej matice získanéj trojrozměrnou Fourieírovou transformáciou nameranej matice splínových ech.

Description

Vynález sa týká spůsobu merania homogenity magnetického pofa tomografu na priincípe magnetickej rezonancie.

K najdůležitejším požiadavkám kladeným na magnety určené pre NMR tomografiu, resp. spektroskopie, patří vysoká homogenita stacionárneho magnetického pofa v mieste skúmaného objektu. Obvyklou požiadavkou je, aby homogenita magnetického póla dosahovala hodnotu 10'⁵ až 10⁶. Z tohto důvodu meranie homogenity stacionárneho magnetického póla v súčinnosti s nastavováním cievkových segmentov elektromagnetu, resp. prúdového magnetického korekčného systému patří k časovo najnáročnejším a najpracneJSÍm činnostiam při stavbě každého NMR zobrazovacieho komplexu.

Najznámejšie spůsoby merania homogenity magnetického pofa využívají! sondu NMR a magnetická indukcia sa meria bod po bode. Tento spůsob je však časovo velmi náročný a pokusy urýchliť meranie zvačšením počtu simultánně pracujúcich metacích sond viedli k neprimeraněmu zvyšovaniu zložitosti meracieho zariadenia a v praxi sa neuplatnili. Z tohto důvodu bolí vyvinuté metody zobrazovania rozloženia magnetickej indukcie v dvojrozměrných, resp. v trojrozměrných objektoch súčasne, bez akéhokofvek pohybu sondy.

Tieto metody sú založené na metodách NMR zobrazovania. Využívajú skutečnost, že priestorovo zakódovaný signál jadrovej magnetickej rezonancie obsahuje informáciu nielen o hustotě rezonujúcich jadier, ale aj o nežiadúcich zložkách magnetického póla. Doteraz známe spůsoby merania homogenity magnetického póla pomócoú NMR zobrazovania vyžadovali okrem 90° budiaceho vysokofrekvenčného impulzu aj 180° širokopásmový impulz. Použitie 180° širokopásmového impulzu je však podmienené inštaláciou vysielača s výkonom 2 3

- 10 W, čo sl vyžaduje nielen vyššie cenové nároky na merací systém ale aj dodržiavanie přísných bezpečnostných predpisov už při inštalácii NMR tomografu do prevádzky.

Uvedené nedostatky v podstatnej mlere odstraňuje spůsob merania homogenity magnetického pofa tomografu na principe magnetickej rezonancie podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že fantom v tvare úzkého valca naplněného vodou, vyjádrujúceho skúmanú rovinu stacionárneho magnetického pofa s podstavou kolmou na os z, pričom os z je rovnoběžná so smerom stacionárneho magnetického pofa sa podrobí aplikácii budiaceho vysokof rekvenčného impulzu a sekvencii ortogonálny.ch gradientných magnetických polí v smere osi x a v smere osi y v piatich po sebe idúcich časových intervaloch, pričom v prvom intervale sa spinový systém vybudí devaťdesiat stupňovým vysokofrekvenčným impulzem, v druhom časovom intervale sa nechá spinový systém vyvíjať len pod vplyvom stacionárneho magnetického pofa, v treťom intervale sa na spinový systém aplikuje konštantné gradientově magnetické pole v smere osi x a v smere osi y, pričom vo štvrtom intervale sa vytvoří splnové echo konštantným gradientným magnetickým polom v smere osi x opačnej polarity ako v treťom Intervale, pričom v piatom intervale sa nechajú doznieť relaxačně deje spinového systému a po uplynutí piateho intervalu sa meracia sekvencia opakuje při zmenenej dížke druhého intervalu, alebo pri zmenenej amplitude konštantného gradientného magnetického pofa v smere osi y tak, že pre každú hodnotu dížky druhého intervalu sa uskutočnia merania spinových ech pře celý zvolený interval amplitud gradientného magnetického pofa v smere ,osi y, pričom získaná matica spinových ech sa usporiada v jednom smere podlá rastúceho druhého časového intervalu a v druhom smere podlá rastúcej amplitúdy gradientného magnetického pofa v smere osi y, pričom rozloženie magnetického pofa sa získá vyhodnotením výslednej trojrozměrněj matice, získanej trojrozměrnou Fourierovou transformáciou nameranej matice spinových ech.

Výhodou popísaného spůsobu merania homogenity magnetického pofa tomografu na principe magnetickej rezonancie je v tom, že umožňuje rýchlo a s vysokou presnosťou merať homogenitu magnetického pofa NMR tomografu bez použitla 180° širokopásmového vysielacieho impulzu. Znižujú sa tým nároky na přístrojové vybavenie meracieho komplexu, znižuje sa pracnost inštalácie elektromagnetu, resp. pracnost při servisnej kontrole, čo vo svojich

CS 269 568 81 dósledkoch vedle aj k zéfektívneniu prevádzky celého zobrazovacieho systému.

Na pripojenom výkrese je schematicky znázorněný postup spůsobu merania homagpnlty magnetického póla tomografu na principe magnetickej rezonancie, kde na obr. 1 je znázorněné umiestnenie fantomu na meranie homogenity magnetického póla a na obr. 2 je znázorněná meracia postupnost popisovaného spésobu merania homogenity stacionárneho magnetického póla tomografu. .

Pri spfisobe merania homogenity magnetického póla tomografu na principe magnetickej rezonancie sa využívá účinok fantomu £ v tvare úzkého valca hrubky a z,, ktorý je naplněný vodou. Takto fantom £ vyjadřuje skúmanú rovinu stacionárneho magnetického póla J3. Podstava fantomu £ je kolmá na os z, přitom os z. je orientovaná v smere stacionárneho magnetického poZa 8. Pri tomto spfisobe merania sa využívá postupnost periodicky sa opakujúcich piatich časových intervalov 1, II, III, IV, V. V prvom intervale £ sa spinový systém fantomu vybudí deváťdesiat stupňovým vysokofrekvenčným impulzem Bp V druhom intervale £1 sa nechá spinový systém vyvíjať len pod vplyvom stacionárneho^-magnetického póla 0 a v treťom intervale III sa spinový systém podrobí aplikácii konštantných ortogonálnych gradientných magnetických polí £_χ, G_y. V štvrtom intervale IV sa vytvoří spinové echo SE konštantným gradientným magnetickým polom £_χ, ktorého polarita je opačná ako v treťom intervale ,ΙΙΙ. V piatom intervale V sa nechajú doznieť relaxačně deje spinového systému.

Metaná rovina magnetického póla sa vyjadřuje fantómom, napr. v tvare úzkého valca hrůbky az naplněného vodou. Fantom sa v magnetickom poli umiestni tak, že podstava valca je kolmá.na směr osi z, t. j. na směr stacionárneho magnetického poZa. V prvom intervale £ sa spinový systém, v nažom případe jadrá ^lH, vybudí devaťdesiat stupňovým budiacim vysokofrekvenčným impulzom θρ V druhom intervale £1 sa nechá spinový systém vyvíjať len pod vplyvom skúmaného stacionárneho magnetického póla £. V treťom intervale

III sa spinový systém podrobí gradientným magnetickým poliam G a G . Poznamenáváme, ’ * y že poradie druhého II a tretieho III intervalu je zaměnitelné. Vo štvrtom intervale £V •a spinové echo SE vytvára konštantným gradientným magnetickým polom £_χ. Spinové echo sa v priebehu štvrtého intervalu IV snímá, resp. detekuje, vzorkuje a ukládá do památe počítača. V piatom intervale V sa nechajú doznieť relaxačně deje. Celá meracia sekvencia sa potom opakuje pri zmenenej amplltúde konštantného gradientného magnetického póla G_y. Po vyčerpaní všetkých amplitúd G_y, určených zo vzorkovacieho teorému, sa ďalšia skupina spinových ech SE získá analogickým spůsobom při zmenenej dížke*druhého intervalu II. Krok změny dížky druhého intervalu II je konštantný a možno ho opat určiť pomocou vzer-. kovacieho teorému. Získaná sústava spinových ech SE sa usporlada do priestorovej matice v jednom smere podZa rastúcej amplitúdy gradientného magnetického poZa G_y a v druhom smere podlá rastúcej dížky druhého intervalu £1. Takto usporiadaná matica spinových ech sa potom podrobí trojrozmernej Fourierovej transformácii. Rozloženie magnetickej indukcle v skúmanej. rovins sa potom získá vyhodnotením distribúcle spinovej hustoty vo výslednej pretransformovanej matici analogickým spfisobom, ako u ostatných metod tejto triedy.

Spůsob merania homogenity magnetického poZa tomografu na principe magnetickej rezonancie možno využlť pri nastavovaní, alebo revíznej kontrole zdroja magnetického póla zobrazovacích systémov založených na principe jadrovej magnetickej rezonancie.

Claims (1)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   Spósob merania homogenity magnetického póla tomografu na principe magnetickej rezonancie vyznačujúci sa tým, že fantom (I) v tvare úzkého valca naplněného vodou, vyjadrujúceho skúmanú rovinu stacionárneho magnetického póla (B) s podstavou kolmou na os z, pričom os z je rovnoběžná so smerom stacionárneho magnetického póla (B) sa pod robí aplikácii budiaceho vysokofrekvenčného impulzu (B^) a sekvenci! ortogonálnych gradientných magnetických polí (G ) v smere osi x a (G ) v smere osi y v piatich po sebe x y idúcich časových intervaloch (I), (II), (III), (IV), (V), pričom v prvom intervale (I) sa spinový systém vybudí deváťdesiat stupňovým vysokofrekvenčným impulzom (8^), v druhem časovom intervale (II) sa nechá spinový systém vyvíjať len pod vplyvom stacionárneho magnetického póla (B), v treťom intervale (III) sa na spinový systém aplikuje konštantné gradientné magnetické pole (G ) v smere osi x a (G ) v smere osi y, pričom vo . x y štvrtom intervale (IV) sa vytvoří spinové echo (SE) konštantným gradientným magnetickým polom (G_x) v smere osi x opačnej polarity ako v treťom intervale (III), pričom v piatom intervale (V) sa nechajú doznieť relaxačně deje spinového systému a po uplynutí piateho intervalu (V) sa meracia sekvencia opakuje při zmenenej dížke druhého intervalu (II), alebo pri zmenenej amplitude konštantného gradientného magnetického póla (G_y) v smere osi y tak, že pre každú hodnotu dížky druhého intervalu (II) sa uskutočnia merania spi nových ech pře celý zvolený interval amplitúd gradientného magnetického póla (G_y) v smere osi y, pričom získaná matica spinových ech sa usporiada v jednom smere podlá rastúceho druhého časového intervalu (II) a v druhom smere podlá rastúcej amplitudy gradientného magnetického póla (G_y) v smere osi y, pričom rozloženie magnetického póla sa získá vyhodnotením výslednej trojrozměrněj matice, získanej trojrozměrnou Fourierovou trans formáciou nameranej matice spinových ech.