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    • 专利摘要:
    Ein Verfahren der Kernspinresonanz (= NMR) zur ortsaufgelösten Messung der Verteilung von Signalen von Metaboliten unterschiedlicher Resonanzfrequenz durch Anwendung einer Folge von Hochfrequenzpulsen und geschalteten Magnetfeldern, wobei die erzeugten Signale durch Anwendung von Lesegradienten in Richtung dieses Gradienten ortskodiert erzeugt werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass die initial angeregte Magnetisierung nach einem Zeitintervall TR/2 einer im Abstand TR äquidistanten Folge von mehreren Hochfrequenzpulsen unterworfen wird und die eingesetzten Magnetfeldgradienten in jedem TR-Intervall so angewendet werden, dass die ursprünglich angeregte Magnetisierung in mehreren TR-Intervallen immer wieder refokussiert wird und damit mehrfach zur Auslesung gelangt, dass auch innerhalb eines TR-Intervalls durch mehrfache Inversion des Lesegradienten mehrere Signale erzeugt werden und dass die mehrfach ausgelesenen Signale durch die Anwendung von Phasenkodiergradienten jeweils identisch ortskodiert werden und sich daher nur bezüglich der durch die jeweilige Resonanzfrequenz gegebenen Dephasierung unterscheiden, so dass die Einzelsignale zu jeder Auslesezeit anschließend den Signalbeiträgen der untersuchten Substanzen unterschiedlicher Resonanzfrequenz zugeordnet werden können. Damit lassen sich hyperpolarisierte Metaboliten chemical shift selektiv messen.
    公开号:DE102004011874A1
    申请号:DE200410011874
    申请日:2004-03-11
    公开日:2005-09-29
    发明作者:Jürgen Prof. Dr. Hennig
    申请人:Universitaetsklinikum Freiburg；
    IPC主号:G01R33-485
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren der Kernspinresonanz (= NMR) zurortsaufgelöstenMessung der Verteilung von Signalen von Metaboliten unterschiedlicherResonanzfrequenz durch Anwendung einer Folge von Hochfrequenzpulsenund geschalteten Magnetfeldern, wobei die erzeugten Signale durchAnwendung von Lesegradienten in Richtung dieses Gradienten ortskodierterzeugt werden.
    [0002] Inden letzten Jahren wurden eine Reihe von Techniken entwickelt, welchees erlauben, Kerne mit magnetischem Moment so zu präparieren,dass die Population der einzelnen Kernspin-Zustände z.T. erheblich von demdurch die Boltzmann Verteilung gegebenen Gleichgewichtszustand abweicht.Die damit verbundene geändertePopulationsdifferenz lässtsich in einem NMR-Experiment in eine erhebliche Steigerung der Signalintensität um Faktorenvon bis zu mehreren Tausend umsetzen (sogenannte Hyperpolarisation'). Bekannte Verfahren,eine solche Hyperpolarisation zu erreichen beruhen z.B. auf der über optische Übergänge vermittelteHyperpolarisation von Edelgasen, Polarisation vermittelt über Elektronenspin-Übergänge geeigneterRadikale (Dynamic Nuclear Polarisation = DNP), über chemische Reaktionen mitSpin-geordneten Substanzen (Para-Hydrogene Polarization = PHP) oderauch thermische Polarisation bei extrem tiefen Temperaturen in extremhohen Magnetfeldern. Vor allem die 3 letztgenannten Verfahren sinddabei insofern besonders vielversprechend, da sie eine Polarisationeiner großenAnzahl von auch medizinisch-biologisch relevanten Substanzen erlauben.
    [0003] AufGrund der Abweichung der Populationsdifferenzen vom Gleichgewichtszustandist die Lebensdauer der gebildeten Hyperpolarisation begrenzt, daspolarisierte Spinsystem wird sich mit der Relaxationskonstante T1in das thermische Gleichgewicht relaxieren. Daher werden für entsprechendeExperimente bevorzugt Substanzen mit langen T1-Konstanten eingesetzt.Entsprechende Experimente wurden daher zunächst mit Edelgasen durchgeführt, welchesich zum einen leicht polarisieren lassen und die über sehrlange T1-Zeiten verfügen.In jüngsterZeit wurden vor allem mit DNP- und PHP-Hyperpolarisation Substanzenmit C13-markiertenKernen an geeigneten Bindungsstellen eingesetzt, wobei die angesprochenenPrinzipien der Hyperpolarisation durchaus auch auf andere KerneAnwendung finden können.
    [0004] ZurMessung der NMR-Signale solcher Substanzen ist zu beachten, dassdie einmal präparierteMagnetisierung, welche ursprünglichals z-Magnetisierung vorliegt, zur Signalauslesung in transversaleMagnetisierung überführt werdenmuss und dann mit der im allgemeinen wesentlich schnelleren transversalenRelaxationszeit T2 in den Gleichgewichtszustand zerfällt. Einedurch einen 90°-Pulsangeregte Magnetisierung steht damit anschaulich betrachtet nureinmalig zum Auslesen zur Verfügung,so dass viele der herkömmlichen Messverfahrender NMR-Spektroskopie oder auch der MR-Bildgebung für die Anwendung an hyperpolarisiertenSubstanzen nicht geeignet sind. Für bildgebende Experimente mitentsprechenden Substanzen werden daher entweder sogenannte Gradientenechosequenzenmit kleinen Flipwinkeln verwendet, bei welchen bei jeder Anregungnur ein sehr geringer Teil der polarisierten Magnetisierung ausgelesenwird. In neuerer Zeit und insbesondere bei 13C-polarisierten Substanzen wurden auchmodifizierte steady state-Sequenzen verwendet, welche bei VerwendunggroßerFlipwinkel (180°)nach einem initialen 90°-Puls über Spin-EchoBildung ein mehrfaches Auslesen der Hyperpolarisation erlauben unddamit eine maximale Signalausbeute liefern.
    [0005] Einbesonders interessantes und vielversprechendes Anwendungsgebietder Hyperpolarisations-Messung stellt die Beobachtung des metabolischenUmsatzes polarisierter Substanzen dar. So lässt sich z.B. zeigen, dassnach venöserInjektion von Pyruvat ein metabolischer Umsatz nach Laktat und Alaninstattfindet. Überdie Messung des Laktat-Signals lässtsich daher die lokale metabolische Rate bestimmen, ein Parameter, welcherinsbesondere in der Krebsdiagnostik von großer Bedeutung ist.
    [0006] Voraussetzungder Messung ist es hierbei eine getrennte Messung der Signale vonLaktat, Alanin und Pyruvat, wobei bevorzugt Bilder entsprechendder räumlichenVerteilung der Metabolite erstellt werden sollen. Nach dem Standder Technik lässtsich eine solche Darstellung der räumlichen Verteilung von Metabolitenmittels sogenannter Chemical Shift Imaging (CSI)-Techniken erreichen.Ein Problem solcher Techniken ist es allerdings, dass sie eine erheblicheVerlängerungder Messzeit mit sich bringen: Zur Aufnahme eines nicht chemical-shiftkodierten Bildes einer Matrixgröße von n1 × n2 Bildelementen(Pixeln) genügenn2 Aufnahmeschritte, da sich die 1. Dimension eines Bildes bei Signalauslesungunter Verwendung eines Ortskodiergradienten in einem Aufnahmeschrittdurchführenlässt.Bei einem CSI-Experimentmit Aufnahme von s1 Punkten in Richtung der spektroskopischen Dimensionsind hingegen n2 × s1Aufnahmeschritte notwendig, wobei s1 im allgemeinen im Bereich 8 < s1 < 128 liegt. DieGesamtzahl der Aufnahmeschritte wächst damit um einen Faktor s1,bei einer durch die Lebensdauer der polarisierten Spins begrenztenAnzahl der Aufnahmeschritte wird die räumliche Auflösung entsprechendum einen Faktor s1 reduziert.
    [0007] AlsAlternative zu einem CSI-Experiment lassen sich Verfahren des chemicalshift selective imaging (CSSI) durchführen, bei welchen eine Selektionbezüglichder chemischen Verschiebung durch entsprechende chemical shift selektivePräparationentweder der Signalphase oder der Signalamplitude erzielen lässt unddie Aufnahme der Signale dann mittels herkömmlichern Bildgebungssequenzenerfolgt. Das am häufigstenverwendete Verfahren des CHESS-Imaging ist für die erfindungsgemäße Aufgabeallerdings nicht geeignet, da hierbei das Signal eines der betroffenenMetaboliten unterdrücktwird und nur der zweite zur Auslesung gelangt, während ein mapping des metabolischenUmsatzes immer die Aufnahme beider (oder auch mehrerer) Metabolitenverlangt.
    [0008] Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren mit deneingangs beschriebenen Merkmalen auf möglichst einfache Weise so zumodifizieren, dass sich damit eine chemical shift selektive Messunghyperpolarisierter Metaboliten durchführen lässt.
    [0009] Erfindungsgemäß wird dieseAufgabe dadurch gelöst,dass die initial angeregte Magnetisierung nach einem ZeitintervallTR/2 einer im Abstand TR äquidistantenFolge von mehreren Hochfrequenzpulsen unterworten wird und die eingesetztenMagnetfeldgradienten in jedem TR-Interwal so angewendet werden,dass die ursprünglichangeregte Magnetisierung in mehreren TR-Intervallen immer wiederrefokussiert wird und damit mehrfach zur Auslesung gelangt, dassauch innerhalb eines TR-Intervalls durch mehrfache Inversion desLesegradienten mehrere Signale erzeugt werden, und dass die mehrfachausgelesenen Signale durch die Anwendung von Phasenkodiergradientenjeweils identisch ortskodiert werden und sich daher nur bezüglich der durchdie jeweilige Resonanzfrequenz gegebene Dephasierung unterscheiden,so dass die Einzelsignale zu jeder Auslesezeit anschließend denSignalbeiträgender untersuchten Substanzen unterschiedlicher Resonanzfrequenz zugeordnetwerden können.
    [0010] Besondersbevorzugt werden die untersuchten Spins in einem Zustand weit wegvon der Gleichgewichtsmagnetisierung präpariert (= "Hyperpolarisation") und können daher nur einmalig zurAnregung verwendet werden.
    [0011] Zumeinen werden Aufnahmeverfahren angewendet, bei welchen Messsequenzenangewendet werden, bei welchen eine einmalig angeregte Magnetisierungdurch Anwendung entsprechender Refokussierungspulse und Magnetfeldgradientenmehrfach zur Auslesung unter Ortskodierung mittels Magnetfeldgradientengebracht wird.
    [0012] Injedem Refokussierungsintervall (= Zeit zwischen 2 Hochfrequenzpulsen)werden mehrere Signale ausgelesen, welche in Bezug auf die durchMagnetfeldgradienten bewirkte Ortskodierung identisch kodiert sind,wobei sich die Signale unterschiedlicher Metaboliten jeweils durcheinen charakteristischen Verlauf der jeweiligen Signalphase unterscheidenund sich die Einzelsignale der beobachteten Metaboliten über entsprechendeAlgorithmen voneinander trennen lassen.
    [0013] DerBezug dieses erfindungsgemäßen Verfahrenszum Stand der Technik ergibt sich wie folgt: Bezüglich derSignalerzeugung werden Sequenzen verwendet, welche als SSFP-Sequenz (1), Multiecho-SSFP-Sequenz(2), GRASE-Sequenz (3) bekannt sind. Das Konzept der Kodierung derchemischen Verschiebung überein mehrfaches Auslesen der Signale durch mehrfache Gradientenumkehrist in (4) fürviele Signale mit nachfolgender Separation durch Fouriertransformationbeschrieben, (5) beschreibt, wie Signale zu unterschiedlichen Auslesezeitendurch Lösungeines entsprechenden lineare Gleichungssystems separiert werden können. Schließlich zeigt(6) das Grundprinzip einer unipolaren Auslesung und (7) bis (9)Varianten der Signalerzeugung zur Optimierung der Signalausbeutedurch Variation der Flipwinkel.
    [0014] DasGrundschema der sich aus Kombination dieser Merkmale ergebendenSequenz ist in 1 dargestellt. Dabei kennzeichnetRF die Hochfrequenzpulse und Signale, GS den Schichtselektionsgradient,GR den Lesegradient und GP den Phasenkodiergradient. Die Auswahldes jeweils zur Signalgebung selektierten Spinensembles erfolgtdurch entsprechende Wahl der einzelnen Gradientenpulse. Für R1 = 0und R2 + R3 + R4 + R5 + R6 = 0 sowie vollständiger Rephasierung der entsprechendenSchichtgradienten ergibt sich eine vollständig refokussierte (VR)-Sequenz bezüglich desGradientenschemas (2A). Wenn alle Flipwinkel der imzeitlichen Abstand TR wiederholten Messsequenz nahe 180° sind, wirdie gesamte Magnetisierung dabei als transversale Magnetisierungvorliegen und entsprechend refokussiert werden. Für R1 = R3,R2 = R3/2 und R2 + R3 + R4 + R5 + R6 = 2R1 mit entsprechenden Schichtselektionsgradientenergibt sich eine Spin-echo-(SE)-Sequenz(2B), bei welcher sich mit α ~ 180° ebenfalls vor allem transversaleMagnetisierung bildet und als Spin-Echo ausgelesen werden kann.Vor allem bei Anwendung an Substanzen mit T2 << T1ist dies besonders günstige,da damit der Signalzerfall entsprechend langsamer erfolgt. Unterschiedezwischen der VR- und der SE-Sequenz ergeben sich dadurch, dass dieSE-Sequenz eine vollständigeRefokussierung aller Spins bewirkt, wohingegen bei der VR-Sequenzeine Signalabschwächungentsprechend der Off-Resonanzfrequenz auftreten kann. Bezüglich derPhasen der Hochfrequenzimpulse wird die Phase φ für die VR-Sequenz in aufeinanderfolgendenTR-Intervallen zwischen 180° und0° alterniert,für dieSE-Sequenz wirdentweder eine Phasenalternierung angewendet oder eine Phase vondurchgängig90° entsprechendder CPMG-Bedingung verwendet. Durch Variation der Flipwinkel α entsprechendden in der Literatur bekannten Prinzipien für das Hyperecho- oder TRAPS-Verfahren(im Falle SE-Sequenz) bzw. das TIDE-Verfahren (im Falle VR-Sequenz)wird ein gewisser Anteil der Magnetisierung als z-Magnetisierung vorliegenund entsprechend der Relaxationszeit T1, d.h. im allgemeinen langsamerals bei reinem transversalen Zerfall, relaxieren.
    [0015] Entsprechenddem bekannten Verhalten der Spins für refokussierte Sequenzen werdendie Signale aller Spins unabhängigvon ihrer jeweiligen Resonanzfrequenz zum Zeitpunkt TE0 =TR/2 zumindest annäherndmit identischer Signalphase vorliegen, im Falle der SE-Sequenz istdie Refokussierung sogar vollständig.Es ist daher bevorzugt, wenn auch nicht zwingend notwendig, dasAuslesen eines der gebildeten Signale auf diesen Zeitpunkt zu legen,in den 1 und 2 also TE2 = TR/2 zu wählen.
    [0016] Alsdritte Variante lässtsich schließlichnoch eine Sequenz realisieren, bei welcher R1 und R2 + R3 + R4 +R5 + R6 beliebige Werte annehmen. Soweit eine solche Sequenz ineinem periodischen Schema angewandt wird, tritt dabei durch sogenanntesEven-Echo-Refocussingeine jeweils identische Refokussierung in jeder 2. Wiederholungsperiodeein (EE-Sequenz). Der nominelle Zeitpunkt der vollständigen Kohärenz ist danndurch den Zeitpunkt gegeben, bei welchem die durch R1 bedingte Dephasierungdurch R2 od. R3 wieder refokussiert ist.
    [0017] Ineiner bevorzugten Realisierung wird dabei R1 = R6 = 0 und R2 = R3/2gesetzt (2C). Der Zeitpunkt der vollständigen Signalkohärenz istdann TE0 = 0. Durch Erhöhung der Amplitude von R4 kanndas Zeitintervall der Phasenumkehr dabei zur Effizienzsteigerungreduziert werden.
    [0018] Beiallen unterschiedlichen Varianten der Signalerzeugung dephasierenSpins unterschiedlicher Metabolite in der Zeit zwischen 2 RF-Pulsenentsprechend ihrer jeweiligen Resonanzfrequenz ω. Sie erfahren daher eine kontinuierlicheEntwicklung ihrer jeweiligen Phase entsprechend ω. Durch Gradientenumkehr gelangendiese Signale entsprechend dem Prinzip des EPSI-Verfahrens mehrfachinnerhalb eines TR-Intervalls zu Auslesung. Bezüglich des Gradienten sind dieSignale daher in 2 Gruppen zu jeweils umgekehrter Gradientenpolarität unterteilt.Die in der Literatur bevorzugte Art der Behandlung dieser unterschiedlichenSignale ist die, die Signale zu jeweils positivem und negativemLesegradient getrennt auszuwerten.
    [0019] Alternativdazu lässtsich die Sequenz auch so implementieren, dass Signale nur zu jeweilseiner Polaritätdes Lesegradienten erzeugt werden (3). Schließlich lassendie Signale zu negativer Gradientenpolarität auch mathematisch durch Umkehrentlang der Zeitachse mit den unter positivem Gradienten aufgenommenenSignalen zur Deckung bringen, wobei hierbei darauf zu achten ist,dass der zeitliche Nullpunkt (= Echozeitpunkt) der beiden Signalgruppenidentisch sein muss. Gegebenenfalls müssen die Signale diesbezüglich durcheines der in der Literatur bekannten Verfahren zur EPI-Korrekturkorrigiert werden, da ansonsten sogenannte 180°-Artefakte auftreten.
    [0020] Für die Messungvon M Substanzen mit unterschiedlicher Frequenz ω1, ω2,... ωM und jeweils unterschiedlicherSpin dichte ρ1, ρ2.. ρM ergebensich bei Implementierung mit Signalauslesung zu TE1, TE2,... TENAuslesezeitpunkten N Signale S1, S2... SN, welche jeweils eine komplexe Überlagerungder entsprechend ω1, ω2,... ωM phasenmoduliertenEinzelsignale darstellen. Fürdas n-te Signal Sn (mit n aus 1... M) ergibtsich damit
    [0021] Für die NSignale ergibt sich aus der obigen Gleichung [1] ein lineares Gleichungssystem,welches sich fürm ≤ n entwederexplizit (bei bekannten am und m = n) oderdurch Näherungsverfahrenlösen lässt. Die Beiträge ρ1, ρ2.. ρm lassensich so aus den gemessenen Signalen berechnen. Bei 3 ausgelesenenSignalen entsprechend 1 lassen sich maximal 3 Substanzenmit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen unterscheiden. Besondersbevorzugt ist dabei eine Wahl von TE1 und TE3 derart, dass die Signaleunterschiedlicher Metabolite zu den Auslesezeitpunkten antiphasigvorliegen. Zur Trennung zweier Metabolite mit den Frequenzen ω0 = 0 und ω1 wird dafür das Zeitintervall TE2 – TE1 (bzw.TE3 – TE2)= 1/(2ω1)gewählt.
    [0022] Allgemeinlassen sich Signale von n Metaboliten durch Auslesen von n Einzelsignalenin jedem Intervall TR separieren.
    [0023] Einealternative Art der Rekonstruktion der Einzelbeiträge ergibtsich vor allem fürhinreichend großes N(n > 4.. 8) und beiVerwendung äquidistanterAuslesezeitpunkte durch eine Fouriertransformation. Auch bei Trennungvon wenigen Metaboliten kann es vorteilhaft sein, mehr als n Signaleauszulesen, um die Berechnung der Einzelbeiträge robuster gegen zufällige Signalschwankungenzu machen.
    [0024] Indem in 1 gezeigten Schema erfolgt eine Ortskodierungin den durch die Richtung von GR und GP definierten Bildebenen unterSchichtselektion mittels GS. Dieses Kodierschema lässt sichin der aus der Literatur an sich bekannten Weise auch durch Anwendungweiterer Phasenkodiergradienten in Richtung GS zu einem Verfahrender drei-dimensionalen chemical shift selektiven Bildgebung erweiternoder auch unter Weglassung von GP als eindimensionale Aufnahme entlangGR durchführen.In allen Fällenkann der Schichtselektionsgradient auch entfallen.
    Literatur:
    (1) Das Grundschema einer vollständig refokussiertenSequenz ist in Carr HY, Phys. Rev. 112, 1693 (1958)) beschrieben. (2) Herzka DA, Kellman P, Aletras AH, Guttman MA, McVeigh ER.Multishot EPI-SSFPin the heart. Magn Reson Med 2002; 47(4): 655–664. zeigt eine Sequenz, inwelcher – ähnlich wiebei der VR-Sequenz mehrere Echos in einem TR-Intervall ausgelesen wird, die Sequenzwird allerdings zur Aufnahme nicht-chemical shift selektiver Bilder eingesetzt,indem die aufgenommen Echos jeweils unterschiedlich phasenkodiertwerden. (3) Feinberg, D. A., Kiefer, B. et Litt, A. W.: Dual contrastGRASE (gradient-spin echo) imaging using mixed bandwidth, MagneticResonance in Medicine 31, 461–464(1994) zeigt analog dazu eine Sequenz ähnlich der SE-Sequenz, wobeiauch hier die unterschiedlichen Echos innerhalb einer Refokussierungsperiodezur Beschleunigung der Datenaufnahme eines Bildes verwendet werden (4) Sarkar S, Heberlein K, Metzger GJ, Zhang X, Hu X. Applicationsof high-resolutionechoplanar spectroscopic imaging for structural imaging. J MagnReson Imaging 1999; 10(1): 1–7.zeigt eine EPSI-Sequenz, bei welcher nach einer Anregung viele Signaleaufgenommen werden und die Signale zu unterschiedlichen Spezies mitunterschiedlicher Resonanzfrequenz durch Fourier-Transformationgewonnen werden. (5) Reeder SB, Wen Z, Yu H, Pineda AR, Gold GE, Markl M, PelcNJ. Multicoil Dixon chemical species separation with an iterativeleast-squares estimation method. Magn Reson Med 2004; 51(1): 35–45. zeigteine Methode, bei welcher Signale zu unterschiedlichem TE sequentiellaufgenommen werden und die Signale der Einzelspezies daraus durchLösungdes sich ergebenden linearen Gleichungssystems gewonnen werden. (6) Feinberg DA, Turner R, Jakab PD, von Kienlin M. Echo-planarimaging with asymmetric gradient modulation and inner-volume excitation.Magn Reson Med 1990; 13(1): 162–169.zeigt das Prinzip der Auslesung unter nur jeweils einer Polarität des Lesegradienten. (7) Hennig J, Weigel M, Scheffler K, Multiecho sequences withvariable refocusing Flip Angles: Optimization of Signal Behaviorusing smooth Transitions between Pseudo Steady States (TRAPS), MagnetReson Med 49(3): 527–535(2003) (8) Hennig J, Speck 0, Scheffler K, Optimization of the signalbehavior in the transition to driven equilibrium in steady statefree precession sequences, Magnet Reson Med 48(5): 801–809 (2002) (9) Hennig J, Scheffler K, Hyperechoes, Magnet Reson Med 46(1):6–12 (2001)
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] Verfahren der Kernspinresonanz (= NMR) zur ortsaufgelösten Messungder Verteilung von Signalen von Metaboliten unterschiedlicher Resonanzfrequenzdurch Anwendung einer Folge von Hochfrequenzpulsen und geschaltetenMagnetfeldern, wobei die erzeugten Signale durch Anwendung von Lesegradientenin Richtung dieses Gradienten ortskodiert erzeugt werden, dadurchgekennzeichnet, dass die initial angeregte Magnetisierung nacheinem Zeitintervall TR/2 einer im Abstand TR äquidistanten Folge von mehrerenHochfrequenzpulsen unterworfen wird und die eingesetzten Magnetfeldgradientenin jedem TR-Interwal so angewendet werden, dass die ursprünglich angeregteMagnetisierung in mehreren TR-Intervallenimmer wieder refokussiert wird und damit mehrfach zur Auslesunggelangt, dass auch innerhalb eines TR-Intervalls durch mehrfacheInversion des Lesegradienten mehrere Signale erzeugt werden, unddass die mehrfach ausgelesenen Signale durch die Anwendung von Phasenkodiergradientenjeweils identisch ortskodiert werden und sich daher nur bezüglich derdurch die jeweilige Resonanzfrequenz gegebene Dephasierung unterscheiden,so dass die Einzelsignale zu jeder Auslesezeit anschließend denSignalbeiträgen deruntersuchten Substanzen unterschiedlicher Resonanzfrequenz zugeordnetwerden können.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die untersuchten Spins in einem Zustand weit weg von der Gleichgewichtsmagnetisierungpräpariertwerden (= "Hyperpolarisation") und daher nur einmaligzur Anregung verwendet werden können.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Gradienten so angewendet werden, dass alle Gradientenintegralezwischen aufeinanderfolgenden Pulsen null sind und damit eine vollständige Refokussierungeintritt.
    [4] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Gradientenintegrale zwischen zwei der periodisch im AbstandTR wiederholten Hochfrequenzpulse im Sinne einer Spin-echo- Bildungdoppelt so groß sindwie das Integral überdie jeweiligen Gradienten zwischen dem Anregungspuls und dem im AbstandTR/2 darauf folgenden ersten Puls der periodischen Folge.
    [5] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Gradientenintegrale innerhalb jeder der durch die im AbstandTR wiederholten Hochfrequenzpulse definierten Periode konstant undungleich 0 sind, so dass eine periodische Wiederholung zu einerRefokussierung entsprechend dem Prinzip des „Even-Echo Refocussing" führt.
    [6] Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass alternierend zum Zeitintervall TR ein weiterer Hochfrequenzimpulsnach einem kürzerenZeitintervall TR1 angewendet wird, wobei das Integral über jedender Gradienten in den 3 Raumrichtungen identisch ist zum jeweiligenIntegral währendTR und damit der zeitliche Abstand des „Even-Echo-Refocussing" reduziert wird.
    [7] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass zusätzlichzum Lesegradienten in einer hierzu senkrechten Richtung ein Schichtselektionsgradientangewandt wird, welcher in Verbindung mit einer Ausführung derHochfrequenzpulse als Schichtselektionspulse zu einer Anregung und Refokussierungder Spins nur eines Teilvolumens führt.
    [8] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass in einer weiteren Raumrichtung ein Phasenkodiergradiententsprechend der Methode der Bildkodierung nach dem 2-dimensionalenFourier-Transformationsverfahren angewandt wird.
    [9] Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass zusätzlichin der Richtung des Schichtselektionsgradienten ein weiterer Phasenkodiergradientangewendet wird, welcher zu einer Ortskodierung der Signale entsprechenddem Verfahren der drei-dimensionalen Fouriertransformation führt.
    [10] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass eine Ortskodierung nach dem Prinzip des Verfahrens der gefiltertenRückprojektionerfolgt.
    [11] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass eine Ortskodierung nach dem Prinzip des Spiral Imaging erfolgt.
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    AU2005267669B2|2004-07-30|2011-02-24|Ge Healthcare As|MR imaging method for the discrimination between healthy and tumour tissue|
    US20070025918A1|2005-07-28|2007-02-01|General Electric Company|Magnetic resonance imagingagents: water soluble carbon-13 enriched fullerene and carbon nanotubes for use with dynamic nuclear polarization|
    AU2007254464B2|2006-02-21|2013-02-21|Avrum Belzer|Hyperpolarization methods, systems and compositions|
    WO2009146153A2|2008-04-04|2009-12-03|Millikelvin Technologies Llc|Manufacture, transport and delivery of material containing highly polarized nuclei|
    US7202665B1|2006-04-19|2007-04-10|Wisconsin Alumni Research Foundation|Magnetic resonance spectroscopy of species with multiple peaks|
    US7619411B2|2006-08-28|2009-11-17|Wisconsin Alumni Research Foundation|Generalized method for MRI chemical species separation using arbitrary k-space trajectories|
    US7602179B2|2006-11-22|2009-10-13|The General Hospital Corporation|System and method for multi-echo bandwidth match imaging|
    US7646198B2|2007-03-09|2010-01-12|Case Western Reserve University|Methods for fat signal suppression in magnetic resonance imaging|
    US7567081B2|2007-05-03|2009-07-28|University Of Basel|Magnetic resonance non-balanced-SSFP method for the detection and imaging of susceptibility related magnetic field distortions|
    DE102007044463B4|2007-09-18|2009-05-14|Bruker Biospin Mri Gmbh|Verfahren zur Bestimmung der räumlichen Verteilung von Magnetresonanzsignalen durch mehrdimensionale HF-Anregungspulse|
    US8703102B2|2008-04-04|2014-04-22|Millikelvin Technologies Llc|Systems and methods for producing hyperpolarized materials and mixtures thereof|
    DE102008021736B3|2008-04-30|2009-12-10|Bruker Biospin Mri Gmbh|Verfahren zur Bestimmung der räumlichen Verteilung von Magnetresonanzsignalen beim Einsatz von lokalen ortskodierenden Magnetfeldern|
    US20120081120A1|2009-06-19|2012-04-05|Koninklijke Philips Electronics N.V.|Hyperpolarisation device using photons with orbital angular momentum|
    DE102012206585B4|2012-04-20|2013-12-12|Siemens Aktiengesellschaft|Method for the rapid spatially resolved determination of a magnetic resonance relaxation parameter in a study area|
    CN104808161B|2014-01-27|2018-11-02|西门子磁共振有限公司|磁共振成像方法和装置|
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