MRT

• Kurz für Magnet-Resonanz-Tomographie

• Auch bekannt als Kernspintomographie

• Hochwertige Aufnahme ohne ionisierende Strahlung/radioaktives Material

• Hervorragende Weichteilkontraste

• Einsatz von 3 Feldern: Grundfeld, Gradientenfeld und Hochfrequenzfeld)

• Heutzutage magn. Gleichfelder von 3,0 T sind Standard

• Spin-Eigenschaften des Protons von H-Atomen wird genutzt

• Rotierende Protonenmasse besitzt Drehimpuls

• Grundeigenschaft von Elementarteilchen

• Diese Rotation der elektr. Ladung des Protons erzeugt magn. Moment

• Änderungen dieses Kernmagnetismuses können durch Empfangsspulen detektiert werden

• Erdbeschleunigung versucht Lage der Rotationsachse zu ändern -> Präzessionsbewegung

• Ausrichtung erfolgt durch Larmorfrequenz -> w0=y*B0

• Anregung mit HF-Impuls bei Larmorfrequenz führt zu Kippen un 90 Grad

• Es folgt zurückklappen (Längsrelaxation) -> abhängig von Gewebe

• Ausnutzung magn. Gradienten

• Werden auf das Gradientenfeld aufmoduliert

• Lokalisation mittels Schicht-Selektion, Frequenzkodierung oder Phasenkodierug

• Können beliebig kombiniert werden

• Permanentmagnet fü Induktionsstärken 0,1 - 0,4 T

• Einsatz von supraleitenden Magneten für 0,5 - 7 T

• besteht aus Sender, Antennen und Empfänger

• Frequenzen liegen bei 8-128 MHz (0,2 - 3 T Systeme)

• Spitzenleistungen von mehreren Kilowatt

• wichtige Parameter: erreichbare Gradientenstärke und benötigte Anstiegszeit

• Für Lokalisation 3 Gradientenspulen notwendig in den drei Hauptachsen

• Gradientenbereich 20 - 10 mT/m mit Anstiegszeiten 200 - 800 ys

• Hier Einsatz moderner Leistungselektronik!

• Magnetfeldstärke B0 des Grundfeldes ist näherungsweise proportional zum Signal-Rausch-Verhältnis -> hohe Feldstärken=hohe räumliche Auflösung

• Grund: parallele oder antiparallele Ausrichtung der Atome, wobei parallel energetisch günstiger ist

• Je stärker das Feld, desto dominanter wird parallelausrichtung

• Räumliche Änderung des Summenvektors (Längsmagnetismus), Erhöhung des LM führt zu Erhöhung SNR

• konventionelle, einfache Wechselrichtertopologien sind nicht geeignet für die Anforderungen eines Gradientenverstärkers

• Deswegen:

  • Multilevel wechselrichter

  • Kaskadierte wechselrichter

  • Transformatorisch verkoppelte Wechselrichtersysteme

  • Kombination

• Zu berücksichtigen sind:

  • unterschiedliche Netzspannungsebenen

  • Anforderungen an die galvanische Trennung

  • Generierung unterschiedlicher DC-Spannungen

Zeit in der sich das Magnetfeld der Kernspins wieder in die ursprüngliche Hauptmagnetisierungsrichtung bewegt, nachdem es sich um 90° gekippt hat ( Nach HF Impuls)

Spin Eigenschaften des Protons eines Wasserstoffatomes

rotierende Protonmasse besitzt Drehimpuls als Grundeigenschaft eines Elementarteilchen

w=y*B_0

Kernspins bewegen sich mit Larmorfrequenz in einer Präzessionsbewegung (Richtungsänderung) auf der Achse des rotierenden Körpers

Richtet die Kernspins aus, vergleich wie Kompassnadeln

Zitat Hoffmann: “Formaldienst”

Dies tun sie auch mit einer Präzessionsbewegung

Durch das rotieren der elektrischen Ladung des Protons entsteht ein magnetisches Moment M_mag

Kernmagnetismus weist Wechselwirkung mit äußeren Magnetfeldern und elektromagnetisches Wellen aus

Räumliche Veränderungen des Kernmagnetismus können durch Empfangsspulen detektiert werden

Grundfeld B_0:

Richtet die Kernspins aus (Formaldienst)

Hochfrequenzfeld:

Dreht das Magnetfeld der Kernspins um 90°, wodurch die Längsrelaxationszeit T1 bestimmt werden kann

Gradientenfeld:

Dient der Lokalisation, Generierung von linearen Feldgradienten