DE4305878C1

DE4305878C1 - Imaging MR method with stochastic excitation

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Publication number: DE4305878C1
Application number: DE19934305878
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Phys Dr Bluemich; Gina L Dr Hoatson; Jan Dipl Phys Dr Jansen; Helge Dipl Phys Nilgens; Peter Dipl Chem Bluemler
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2013-02-26

Abstract

Imaging MR method, in which there is generated in a prescribed direction (z-direction) in a volume which is to be investigated and contains particles having spin a temporally constant, homogeneous magnetic main field (B0 field) which aligns a part of the spin in this direction. Furthermore, temporally variable gradient magnetic fields are applied to the volume to be investigated, at least a part of the aligned spin is excited to resonance by a sequence, preferably composed of Hadamard sequences, of radio-frequency pulses of which at least one parameter, e.g. the phase, is varied stochastically, the sequence of the radio-frequency pulses (Fig. 3a) is repeatedly interrupted by interruption intervals, during the interruption intervals a first magnetic field gradient (Fig. 3h) is applied, a layer-selective radio-frequency pulse (Fig. 3g) is applied during the application of the first gradient (Fig. 3h), and a FID signal emitted by the excited spin is received in intervals between succeeding radio-frequency pulses of the sequence (Fig. 3a). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein bildgebendes MR-Verfahren mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.The present invention relates to an imaging MR method with the in the preamble of claim 1 listed features.

Bei einem bildgebenden Magnetische-Resonanz-Verfahren wird in einem zu untersuchenden Volumen, das Teilchen (Atomkerne, z. B. Protonen, und Elektronen) mit Eigendrehimpuls (im folgenden kurz "Spins") enthält, ein zeitlich konstantes, homogenes magnetisches Hauptfeld (B₀-Feld) in einer vor gegebenen Richtung (z-Richtung) erzeugt, das einen Teil der Spins in diese Richtung ausrichtet. Ferner werden auf das zu untersuchende Volumen zeitlich veränderliche Gradienten- Magnetfelder in drei verschiedenen, gewöhnlich aufeinander senkrecht stehenden Richtungen, von denen üblicherweise eine mit der Richtung des Hauptfeldes übereinstimmt, zur Ein wirkung gebracht, und mindestens ein Teil der ausgerichteten Spins wird durch Hochfrequenzimpulse, die ein vorgegebenes Frequenzspektrum mit vorgegebener Mitten- oder Grundfrequenz haben, zur Resonanz angeregt. Die zur Resonanz angeregten Spins strahlen ein hochfrequentes Signal ab, das empfangen und mittels eines Rechners zu einer bildlichen Darstellung der Spinverteilung im untersuchten Volumen verarbeitet wird. Bei stochastischen MR-Verfahren wird mindestens ein Para meter, wie Abstand, Amplitude, Phase, der anregenden Hoch frequenzimpulse stochastisch geändert.In an imaging magnetic resonance method is in a volume to be investigated, the particles (atomic nuclei, z. Protons, and electrons) with intrinsic angular momentum (in short "spins"), a temporally constant, homogeneous magnetic main field (B₀ field) in one given direction (z-direction) generated, which is part of the Align spins in this direction. Furthermore, to be on examining volumes of time-varying gradient Magnetic fields in three different, usually consecutive vertical directions, of which usually one coincides with the direction of the main field, to the one effect, and at least part of the targeted Spins is caused by high frequency pulses, which are a predetermined Frequency spectrum with given center or fundamental frequency have stimulated resonance. The excited to the resonance Spins emit a high frequency signal that is received and by means of a computer to a pictorial representation the spin distribution in the examined volume is processed. In stochastic MR procedures, at least one para meter, such as distance, amplitude, phase, the stimulating high Frequency pulses changed stochastically.

Bildgebende MR-Verfahren, insbesondere Kernspinresonanz verfahren, mit stochastischer Hochfrequenzimpuls-Anregung haben gegenüber den heute allgemein üblichen konventionellen Verfahren mit Einzelimpuls-Anregung den Vorteil, daß für die Hochfrequenzanregung eine wesentlich niedriegere Leistung ausreicht und daß eine langsamere Schaltung von Feld gradienten möglich ist. Hierdurch werden das gesundheitliche Risiko der untersuchten Person durch die HF-Belastung und durch in ihr durch schnell variierende Gradientenfelder induzierte Ströme sowie die Lärmbelästigung, die bei schneller Änderung der Gradientenfelder schwer zu vermeiden ist, ganz wesentlich verringert. Bei MR-Verfahren mit sto chastischer HF-Anregung werden kurze HF-Impulse geringer Leistung zur Einwirkung gebracht, die sehr kleinen Flip winkeln entsprechen, im allgemeinen Flipwinkeln, die wesentlich kleiner als 1° sind.Imaging MR methods, in particular nuclear magnetic resonance method, with stochastic high-frequency pulse excitation have compared to the conventional today conventional Single-pulse excitation method has the advantage that for the high-frequency excitation a much lower performance sufficient and that a slower circuit of field gradients is possible. This will be the health Risk of the person being examined by the RF exposure and through in her by rapidly varying gradient fields induced currents as well as the noise pollution at fast change of gradient fields difficult to avoid is significantly reduced. For MR procedures with sto Chastic RF excitation will reduce short RF pulses Power brought to life, the very small flip angle correspond, in general, flip angles, the are significantly smaller than 1 °.

Der Begriff "stochastische Hochfrequenzanregung" soll hier auch Verfahren mit pseudo-stochastischer HF-Anregung, ins besondere Hadamard-Anregung umfassen. Bei Hadamard- Verfahren erfolgt die HF-Anregung durch äquidistante HF- Impulse, deren Amplitude und/oder Phase stochastisch moduliert sind. Man arbeitet im allgemeinen mit einer binären Modulation, d. h. bei der Amplitudenmodulation mit den beiden Zuständen "Impuls vorgegebener Amplitude" und "Impuls mit der Amplitude null", und bei der Phasen modulation mit einem stochastischen Phasenwechsel, z. B. zwischen +90° und -90° bezüglich der Mittenfrequenz der HF- Impulse. Das bei echt stochastischer Modulation auftretende systematische Rauschen läßt sich durch Verwendung quasi stochastischer, sich wiederholender Impulsfolgenmuster vermeiden, sogenannter Binärfolgen maximaler Länge (mlbs).The term "stochastic radiofrequency excitation" is intended here also methods with pseudo-stochastic RF excitation, ins special Hadamard suggestion. At Hadamard Method, the RF excitation is carried out by equidistant HF Pulses whose amplitude and / or phase are stochastic are modulated. You generally work with one binary modulation, d. H. in the amplitude modulation with the two states "pulse of predetermined amplitude" and "Impulse with zero amplitude", and at the phases modulation with a stochastic phase change, z. B. between + 90 ° and -90 ° with respect to the center frequency of the HF Impulse. The occurring with really stochastic modulation systematic noise can be achieved by using quasi stochastic, repetitive pulse train pattern Avoid so-called binary sequences of maximum length (mlbs).

In diesem Falle kann man das Resonanzsignal, welches im wesentlichen dem freien Induktionsabfall (FID) entspricht, in vorteilhafter Weise kohärent mitteln und durch Kreuz korrelation sowie anschließende Fouriertransformation ein NMR-Spektrum gewinnen. Bei niedriger Leistung der HF- Anregung ist der MR-Impulsansprachefunktion linear ent sprechend dem freien Induktionsabfall, und ihre Fourier transformierte ist dementsprechend das konventionelle 1D- Spektrum. In this case you can see the resonance signal, which is in substantially equal to the free induction decay (FID), advantageously coherent and by cross correlation and subsequent Fourier transformation Gain NMR spectrum. At low power, the HF Excitation is the MR impulse response function linear ent speaking the free induction trash, and their Fourier transformed is therefore the conventional 1D Spectrum.

Ein bildgebendes MR-Verfahren mit Hadamard-Anregung ist auf der 4. Jahrestagung der Society of Magnetic Resonance in Medicine, Barbican Centre, London, 19-23 August 1985 von Bernardo Jr. et al, vorgestellt worden. Die mit dem beschriebenen Verfahren erhaltenen Projektionen wiesen jedoch Verzerrungen in Form von Peaks auf, die auf die nicht-lineare Ansprache des Spinsystems zurückzuführen sind und auf einem Sättigungseffekt beruhen. Irgendwelche Angaben, wie mit einer solchen Anregung eine Schicht selektion durchgeführt werden könnte, wurden nicht gemacht.An imaging MR procedure with Hadamard excitation is on the 4th Annual Meeting of the Society of Magnetic Resonance in Medicine, Barbican Center, London, 19-23 August 1985 by Bernardo Jr. et al. The with the reported projections obtained However, distortions in the form of peaks on the nonlinear approach to the spin system are and are based on a saturation effect. any Details, such as with such a suggestion a shift Selection could not be performed.

In einer Veröffentlichtung von de Crespigny et al., J. Magn. Res. 88, 406-416 (1990) ist ein MR-Verfahren mit Ausschnitt abbildung (Zoom-Abbildung) beschrieben, bei dem eine sog. ROISTER-Sequenz einem gewöhnlichen Spin-Warp-Experiment vorangestellt wird. Durch die ROISTER-Sequenz wird die resultierende z-Komponente der Magnetisierung in den nicht erwünschten Bereichen außerhalb einer interessierenden Schicht durch HF-Anregung mit einem Rauschsignal bei variierenden x- und y-Gradienten derart reduziert, daß ein anschließender nicht-selektiver 90°-Impuls ein Signal nur von der nicht gestörten Schicht erzeugt.In a paper by de Crespigny et al., J. Magn. Res. 88, 406-416 (1990) is an excised MR method illustration (zoom picture) described in which a so-called. ROISTER sequence of an ordinary spin warp experiment is prefixed. Through the ROISTER sequence, the resulting z-component of the magnetization in the not desired areas outside of a person of interest Layer by RF excitation with a noise signal varying x and y gradients reduced such that a subsequent non-selective 90 ° pulse a signal only generated by the undisturbed layer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit stochastischer Anregung (einschließlich pseudo stochastischer oder Hadamard-Anregung) arbeitendes MR-Ver fahren, insbesondere NMR-Verfahren, anzugeben, welches sich durch eine Hochfrequenzanregung mit sehr niedriger Leistung, die Möglichkeit, Feldgradienten langsam zu schalten und relativ kurze Meßzeiten auszeichnet.The present invention is based on the object with stochastic excitation (including pseudo stochastic or Hadamard excitation) working MR Ver drive, in particular NMR method, specify which by a high-frequency excitation with very low power, the ability to slowly switch field gradients and characterized relatively short measurement times.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method according to the preamble of claim 1 with the characterizing features of Claim 1 solved.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche. Further developments and advantageous embodiments of Invention are the subject of further claims.

Eine für die Erfindung wesentliche Erkenntnis besteht darin, daß man die zyklische Wiederholung der pseudo-stochastischen Hadamard-HF-Anregung und auch eine echt stochastische HF- Impulsfolge unterbrechen kann, ohne daß Störungen bei der Datenakquisition auftreten. Ein FID-Signal kann in den Pausen zwischen den HF-Impulsen gewonnen werden. Es ist nicht erforderlich, ein Echo zu erzeugen.An essential realization of the invention is that that the cyclic repetition of the pseudo-stochastic Hadamard RF excitation and also a truly stochastic RF Pulse sequence can interrupt without interference in the Data acquisition occur. A FID signal can be in the Pauses between the RF pulses are obtained. It is not necessary to create an echo.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, dabei werden noch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung zur Sprache kommen. Es zeigen:In the following embodiments of the invention below Reference to the drawings explained in more detail, thereby becoming still further features and advantages of the invention for language come. Show it:

Fig. 1 ein vereinfachtes Beispiel einer pseudo-stochastisch frequenzmodulierten Hadamard-HF-Impulsfolge; Figure 1 is a simplified example of a pseudo-randomly frequency modulated Hadamard RF pulse sequence.

Fig. 2 eine rückgekoppelte Schieberegisterschaltung zum Erzeugen der Impulsfolge gem. Fig. 1 und eine Tabelle der Zustände der Stufen des Schieberegisters; Fig. 2 is a feedback shift register circuit for generating the pulse train gem. Fig. 1 and a table of the states of the stages of the shift register;

Fig. 3 eine graphische Darstellung von Signalsequenzen einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens; Figure 3 is a graphical representation of signal sequences to a preferred embodiment of the present method.

Fig. 4 eine graphische Darstellung eines DIGGER-Impulses und seiner Fouriertransformierten, der als schicht selektiver Impuls verwendet werden kann; Fig. 4 is a graphical representation of a DIGGER pulse and its Fourier transform which may be used as a slice selective pulse;

Fig. 5 einen abgewandelten DIGGER-Impuls und seiner Fourier transformierten, der bei dem vorliegenden Verfahren für die Schichtselektion bevorzugt wird; Fig. 5 transformed a modified DIGGER pulse and its Fourier, which is preferred in the present method for slice selection;

Fig. 1 zeigt eine pseudo-stochastische binäre Sequenz (mlbs- Sequenz = maximum length binary sequence) aus sieben (all gemein 2^m-1) gleichen Perioden. Im Falle einer Hadamard-Sequenz bedeutet +X einen HF- Impuls vorgegebener erster Phase und -X eine vorgegebene zweite Phase. Im Falle einer stochastisch binär amplitudenmodulierten Hadamard-Sequenz kann +X das Vorhandensein eines HF-Impulses vorgegebener Frequenz und -X das Fehlen eines Impulses in der betreffenden Periode bedeuten. Ein für die Praxis zweckmäßiger Wert von m ist 8. Die mlbs- Sequenz wird zyklisch wiederholt. Fig. 1 shows a pseudo-stochastic binary sequence (mlbs- sequence = maximum length binary sequence) of seven (all together 2 ^m -1) same periods. In the case of a Hadamard sequence, + X represents an RF pulse of given first phase and -X a predetermined second phase. In the case of a stochastically binary amplitude modulated Hadamard sequence, + X may indicate the presence of an RF pulse of given frequency and -X indicates the absence of a pulse in that period. A practical value of m is 8. The mlbs sequence is repeated cyclically.

Fig. 2 zeigt die wesentlichen Teile einer rückgekoppelten Schieberegisterschaltung, die eine pseudo-stochastische Bitfolge analog Fig. 1 liefert. Die Schaltung besteht aus einem Schieberegister mit drei hintereinander geschalteten Stufen 10, 12, 14, die durch einen nicht dargestellten Takt geber mit einer Frequenz entsprechend der gewünschten Impulswiederholungsfrequenz der Hadamard-Impulsfolge getaktet werden. Die Taktfrequenz, also die Impulswieder holungsfrequenz, ist vorzugsweise größer als 10 kHz und kann in der Praxis beispielsweise 100 kHz betragen. FIG. 2 shows the essential parts of a feedback shift register circuit which supplies a pseudo-stochastic bit sequence analogous to FIG . The circuit consists of a shift register with three successive stages 10, 12, 14 , which are clocked by a clock, not shown, at a frequency corresponding to the desired pulse repetition frequency of the Hadamard pulse train. The clock frequency, that is, the pulse repetition frequency, is preferably greater than 10 kHz and may be in practice, for example, 100 kHz.

Der Ausgang der zweiten Schieberegisterstufe 12 und der Ausgang der dritten Schieberegisterstufe 14 sind mit den Eingängen einer binären Addierschaltung 16 verbunden, deren Ausgang an den Eingang der ersten Schieberegisterstufe 10 angeschlossen ist. Die Zustände der drei Schieberegister stufen 10, 12 und 14 während einer Hadamard-Sequenz aus sieben Impulsfolgen ist in Fig. 2 unter der Schaltung dar gestellt. Schaltungen des in Fig. 2 dargestellten Typs sind bekannt, so daß sich eine weitere Erläuterung erübrigt.The output of the second shift register stage 12 and the output of the third shift register stage 14 are connected to the inputs of a binary adder circuit 16 whose output is connected to the input of the first shift register stage 10 . The states of the three shift registers stages 10, 12 and 14 during a Hadamard sequence of seven pulse sequences is provided in Fig. 2 under the circuit is. Circuits of the type shown in Fig. 2 are known, so that further explanation is unnecessary.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hadamard- NMR-Verfahrens mit pseudo-stochastischer Anregung soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben werden. Es wird eine NMR-Einrichtung als vorhanden vorausgesetzt, die im abzu bildenden Volumen eines Untersuchungsobjektes ein konstantes homogenes B₀-Feld in z-Richtutng zu erzeugen gestattet, ferner Gradienten-Magnetfelder in mindestens zwei der kartesischen Koordinatenrichtungen x, y, z. Ferner wird eine Sendeeinrichtung mit einer HF-Sendespule benötigt, mit der ein HF-Feld mit einer zur z-Richtung senkrechten Richtung und einer der Resonanzfrequenz der anzuregenden Spins ent sprechenden Frequenz auf das Untersuchungsvolumen zur Ein wirkung gebracht werden kann, eine Empfangsspule zum Empfang eines von den angeregten Spins im Untersuchungs volumen abgestrahlten Resonanzsignales, die mit einem tast baren Empfänger gekoppelt ist, und schließlich Strom versorgungen und ein Steuergerät, das den Ablauf der vor liegenden Sequenzen steuert.An embodiment of an inventive Hadamard NMR method with pseudo-stochastic excitation will now be described with reference to FIG . An NMR device is assumed to be present which permits the generation of a constant homogeneous B₀ field in the z-direction in the volume of an object to be examined, and gradient magnetic fields in at least two of the Cartesian coordinate directions x, y, z. Furthermore, a transmitting device with an RF transmitting coil is required, with which an RF field with a direction perpendicular to the z-direction and one of the resonant frequency of the spins ent speaking frequency can be brought to the examination volume to an effect, a receiving coil for receiving a From the excited spins in the examination volume radiated resonance signal, which is coupled to a Tast ble receiver, and finally power supplies and a controller that controls the sequence of lying before sequences.

Im Diagramm a) der Fig. 3 sind die anregenden HF-Impulse und gestrichelt das induzierte FID-Signal dargestellt. Die HF- Impulse sind äquidistant, ihre Phase ist jedoch stochastisch frequenzmoduliert (Diagramm b)), wie es anhand von Fig. 1 erläutert worden ist.In the diagram a) of FIG. 3, the exciting RF pulses and dashed the induced FID signal are shown. The RF pulses are equidistant, but their phase is stochastically frequency-modulated (diagram b)), as has been explained with reference to FIG .

Während der gesamten Impulsperioden (HF-Impuls+Pause) mit Ausnahme einer hier 1ms dauernden Unterbrechung der HF-Anregung wird ein Lesegradient G_read zur Einwirkung gebracht. Der Lesegradient ist in Fig. 3 (Diagramm c)) nur schematisch dargestellt, er kann je nach dem zur Signalverarbeitung vorgesehenen Algo rithmus eine Schaltung des x- und des y-Gradienten be inhalten. Bei Verwendung des Back-Projection-Algorithmus wird der Lesegradient mit Kosinus/Sinus über einen Halbkreis variiert, um die Projektionen in der Ebene aufzunehmen.During the entire pulse periods (RF pulse + pause) with the exception of a 1 ms interruption of the RF excitation, a _read gradient G _{read is applied} . The read gradient is shown only schematically in FIG. 3 (diagram c)), it may contain a circuit of the x- and the y-gradient depending on the algorithm provided for signal processing. Using the back-projection algorithm, the cosine / sine read gradient is varied over a semicircle to accommodate the in-plane projections.

Der mit der Empfangsspule gekoppelte Empfänger wird durch einen Empfänger-Sperrimpuls (Diagramm d)) für die Dauer des HF-Impulses und einer gewissen anschließenden Zeitspanne gesperrt. Das nach dem Ende des Empfänger-Sperrimpulses empfangene Resonanzsignal wird durch einen Analog/Digital- Wandler digitalisiert, der zwischen dem Ende des Empfänger- Sperrimpulses und dem Beginn des nächsten HF-Impulses durch ein ADC-Kommando (Diagramm e)) aufgetastet wird. The coupled to the receiving coil receiver is through a receiver inhibit pulse (diagram d)) for the duration of RF pulse and a certain subsequent period of time blocked. This after the end of the receiver inhibit pulse received resonance signal is transmitted through an analog / digital Transducer digitized between the end of the receiver Blocking pulse and the beginning of the next RF pulse through an ADC command (diagram e)) is keyed.

Der mlbs-Zyklus a) bis e) wird eine vorgegebene Anzahl von Malen wiederholt (mlbs-Zyklusschleife f)) und die in den Impulszwischenräumen gewonnenen Signale werden kohärent gemittelt.The mlbs cycle a) to e) is given a predetermined number of Repeated (mlbs-cycle loop f)) and in the Pulse gaps obtained signals become coherent averaged.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man die Hadamard-Zyklen f) im Prinzip an beliebiger Stelle, vorteilhafterweise jedoch zwischen zwei Zyklen f) unter brechen kann und während der Unterbrechung schichtselektive Impulse einschieben kann. Die Dauer der Unterbrechung kann dabei ein Vielfaches der Impulsperiode, die hier beispiels weise 10 µs ist, betragen, z. B. mindestens das 50fache. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 beträgt die Dauer der Unter brechung 1 ms, also das 100fache der HF-Impulsperiode.The present invention is based on the recognition that one can break the Hadamard cycles f) in principle at any point, but advantageously between two cycles f) and can insert layer-selective pulses during the interruption. The duration of the interruption can be a multiple of the pulse period, the example here is 10 microseconds, z. B. at least 50 times. In the example of FIG. 3, the duration of the interruption is 1 ms, which is 100 times the RF pulse period.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 werden innerhalb des hier 1 ms dauernden Unterbrechungsintervalles ein schichtselektiver Gradient G_slice (Diagramm h)) in z-Richtung eingeschaltet und ein HF- Schichtwahl- und Sättigungsimpuls (Diagramm g)) zur Ein wirkung gebracht.In the example according to FIG. 3, a _slice- selective gradient G _slice (diagram h)) is switched on in the z direction within the interrupt interval which lasts for 1 ms, and an RF slice selection and saturation pulse (diagram g) is brought into effect.

Der schichtselektive HF-Impuls g) muß die z-Magnetisierung der selektierten Schicht erhalten und die z-Magnetisierung im Rest des untersuchten Volumens zerstören. Hierfür eignet sich prinzipiell ein sogenannter DIGGER-Impuls (J. Magn. Reson. 70, 319-326 (1986)), wie er in Fig. 4 dargestellt ist, ferner Störimpulse, wie sie für Zoom-Abbildungen ver wendet werden (J. Magn. Reson. 88, (1990) 406). Der effekti ve Flipwinkel dieses Impulses kann klein sein, z. B. kleiner als 10°, insbesondere 1°, solange eine effektive Sättigung gewährleistet ist.The slice-selective RF pulse g) must obtain the z-magnetization of the selected slice and destroy the z-magnetization in the remainder of the examined volume. For this purpose, in principle, a so-called DIGGER pulse (J. Magn. Reson 70, 319-326 (1986)), as shown in Fig. 4, also glitches, as they are used for zoom images ver (J. Magn. Reson. 88, (1990) 406). The effekti ve flip angle of this pulse can be small, z. B. less than 10 °, in particular 1 °, as long as an effective saturation is ensured.

Der DIGGER-Impuls hat den Nachteil, daß die durch ihn erzeugte Quermagnetisierung anschließend an den Impuls dephasiert werden muß. Um die resultierende Quermagneti sierung zu verringern, wird die z-Magnetisierung auf der einen Seite der selektierten Schicht in einer ersten Richtung und auf der anderen Seite der Schicht in die der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung gekippt. In der Praxis reicht dies jedoch nicht aus, insbesondere wenn die gewählte Schicht sich nahe des Randes des untersuchten Volumens befindet.The DIGGER pulse has the disadvantage that the through it generated transverse magnetization subsequent to the pulse must be dephased. To the resulting transverse magnet The z-magnetization is reduced on the one side of the selected layer in a first Direction and on the other side of the layer in the the first direction opposite direction tilted. In the However, this is not enough practice, especially if the chosen layer near the edge of the examined Volume is located.

Ein zweckmäßigerer schichtselektiver HF-Impuls ist in Fig. 5 dargestellt. Durch diesen Impuls wird die Magnetisierung in aneinander angrenzenden Schichten in entgegengesetzte Richtungen gekippt. Für eine rasche Wiederholung der Schichtwahl und Erfassung des durch die Hadamard-Sequenz erzeugten Resonanzsignals, d.h. die Durchführung mehrerer solcher Zyklen (Diagramm i)) in Fig. 3) innerhalb einer Zeit spanne in der Größenordnung der Spin-Gitter-Relaxationszeit T₁, kann der effektive Flipwinkel, um den die Magneti sierungsanteile außerhalb des selektierten Bereiches gekippt werden müssen, wesentlich kleiner als 90° sein, so daß kleine Impulsleistungen ausreichen.A more suitable slice-selective RF pulse is shown in FIG . This pulse tilts the magnetization in adjacent layers in opposite directions. For a rapid repetition of the layer selection and detection of the resonant signal generated by the Hadamard sequence, ie the implementation of several such cycles (diagram i)) in Fig. 3) within a time span in the order of the spin-lattice relaxation time T₁, the effective flip angle by which the Magneti sierungsanteile must be tilted outside the selected range, be much smaller than 90 °, so that small impulse powers are sufficient.

Der Hauptvorteil der Schichtselektion mittels der z-Magne tisierung besteht darin, daß die Dauer des Abfalles der z-Magnetisierung entsprechend T₁ relativ lang ist und durch Spinwechselwirkungen sowie Feldgradienten nicht beeinflußt wird, so daß das Umschalten der Gradienten von Schicht selektion auf Signalakquisition in einem entsprechend langen Zeitrahmen erfolgen kann. Da also die Gradienten langsam geschaltet werden können, entfällt die Gefahr, daß im Untersuchungsobjekt Ströme durch sich rasch ändernde Magnet felder induziert werden, und die bei schneller Gradienten schaltung schwer zu vermeidende Geräuschentwicklung. Alternativ können stärkere Gradienten geschaltet werden, was zu einer entsprechend höheren Auflösung führt.The main advantage of the layer selection by means of the z-magnet is that the duration of the drop in the z-magnetization according to T₁ is relatively long and by Spin interactions and field gradients unaffected so that switching the gradients of layer Selection for signal acquisition in a correspondingly long Timeframe can be made. So because the gradients are slow can be switched, eliminates the risk that in Object of investigation currents through rapidly changing magnet fields are induced, and those at fast gradients circuit difficult to avoid noise. Alternatively, stronger gradients can be switched, which leads to a correspondingly higher resolution.

Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung wurden folgende Werte verwendet:In a practical embodiment of the invention the following values are used:

Stärke des B₀-Felds|7 TStrength of the B₀ field | 7 T Durchmesser der B₀-SpuleDiameter of B₀ coil 30 cm30 cm Durchmesser der B₁-SpuleDiameter of the B₁ coil 3 cm3 cm Flipwinkel der HF-ImpulseFlip angle of the RF pulses 0,1°0.1 ° Entsprechende HF-LeistungCorresponding RF power 0,2 W0.2 W ImpulswiederholungsfrequenzPulse repetition frequency 100 kHz100 kHz Phantom-Abmessungen @Phantom Dimensions @ (abzubildendes Volumen)(volume to be imaged) Zylinder Durchmesser 2 cm, Höhe 3 cmCylinder diameter 2 cm, height 3 cm

Claims

1. Imaging MR method in which

- In a volume to be examined, the particles with spins ("spins") contains, a temporally constant, homogeneous main magnetic field (B₀ field) in a given before direction (z-direction) is generated, which is a part of the spins in this Aligning direction,
furthermore, temporally variable gradient magnetic fields are applied to the volume to be examined,
- At least a portion of the aligned spins are excited by a sequence of high frequency pulses, of which at least one parameter is changed stochastically, to resonance and
a high-frequency signal radiated by the excited spins is received,
characterized in that
the sequence of high-frequency pulses ( FIG. 3a) is interrupted repeatedly by interruption intervals,
- During the interruption intervals, a first magnetic field gradient ( Fig. 3h) is brought into action, and
the reception of the signal emitted by the excited spin is performed at intervals between successive high frequency pulses of the sequence ( Figure 3a).

2. The method according to claim 1, characterized in that during the action of the first gradient ( Fig. 3h), a slice-selective high-frequency pulse ( Fig. 3g) is brought into action.

3. The method according to claim 2, characterized in that the layer-selective high-frequency pulse ( Fig. 3g) has such a frequency spectrum that the spins are tilted on both sides of the selectier th layer in each case in several adjacent layers in opposite directions.

4. The method according to claim 1, characterized in that the high-frequency pulse sequence quasi-stochastic Hadamard Contains sequences.

5. The method according to claim 4, characterized in that the phase of the pulses of Hadamard sequences stochastic are binary modulated.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized that the break between two pseudo-stochastic Hadamard sequences.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that during the high frequency pulse sequences at least one more gradient to be examined Volume is brought to action.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a part of a FID signal in the intervals between the exciting high-frequency pulses ( Fig. 3a) is received.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the interruption of the high-frequency pulse sequence ( Fig. 3a) takes place at regular intervals.

10. The method according to claim 8, characterized in that the interruption for a given constant duration he follows.