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    • 专利摘要:
    Umeinem Probanden ein in einen hyperpolarisierten Zustand befindlichesEdelgas und ein Einatmungsmaterial quantifizierbar und zuverlässig zuzuführen undeine Bildgebung durchzuführen,werden in einem Gasbeutel vorhandenes, in einem hyperpolarisierten Zustandversetztes gasförmigesXenon und ein Einatmungsmaterial, beispielsweise Sauerstoff, einemin einem geschlossenen Zustand befindlichen Maskenabschnitt (210)zugeführtund ein währenddes Ausatmens oder Einatmens eines Probanden (1) auftretender Über- oderUnterdruck in dem inneren Raum des Maskenabschnitts (210) an einerMembran (220) detektiert und ein Ausstoßen aus dem inneren Raum oderein Ansaugen von Xenon und dem Einatmungsmaterial, beispielsweiseSauerstoff, in den inneren Raum, basierend auf dem Detektieren,durchgeführt; undin einem hyperpolarisierten Zustand befindliches gasförmiges Xenonwird somit daran gehindert, in die Umgebung zu entweichen, bevores von dem Probanden (1) eingeatmet ist, und wird mit einer im Wesentlichenkonstanten Strömungsgeschwindigkeitund mit hoher Quantifizierbarkeit zugeführt, und das Einatmungsmaterial,beispielsweise Sauerstoff, wird dem Probanden (1) darüber hinauszuverlässigzugeführt,wobei hohe Sicherheit erzielt wird.
    公开号:DE102004031549A1
    申请号:DE200410031549
    申请日:2004-06-29
    公开日:2005-01-20
    发明作者:Hiroshi Hino Sato
    申请人:GE Medical Systems Global Technology Co LLC；
    IPC主号:A61B5-055
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Edelgaspolarisierungsvorrichtung und einMagnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystem, um ein Edelgas ineinen hyperpolarisierten Zustand zu versetzen und mittels des Edelgaseseine Bildgebung durchzuführen.
    [0002] Inden letzten Jahren wurden Magnetresonanzaufnahmen mittels einesEdelgasisotops, beispielsweise Xenon (Xe), Helium (He) usw., dasin einem hyperpolarisierten Zustand von einem Probanden durch Inhalationoder Injektion aufgenommen wurde, mit hoher Empfindlichkeit aufgenommen.Um das Edelgas in einen hyperpolarisierten Zustand zu versetzen,wird eine Edelgaspolarisierungsvorrichtung verwendet.
    [0003] DieEdelgaspolarisierungsvorrichtung versetzt ein Edelgasisotop in einerHochtemperaturzelle in einen hyperpolarisierten Zustand und verfestigtanschließendlediglich das Edelgas in einen hyperpolarisierten Zustand, indemdas Edelgases in einem thermostatischen Bad, das flüssigen Stickstoffenthält,unter dem Einfluss eines starken Magnetfelds sublimiert wird, umlediglich das Edelgas zu extrahieren. Das verfestigte Edelgas wirdanschließenddurch Erwärmenverdampft und von dem Probanden eingeatmet (siehe beispielsweise Patentschrift1).
    [0004] Zudiesem Zeitpunkt wird das in einem hyperpolarisierten Zustand befindlicheverdampfte Edelgas in einem Gasbeutel, einer Phiole oder dgl. akkumuliertund anschließenddurch die Auslassöffnungdes Beutels oder der Phiole von dem Probanden eingeatmet.
    [0005] JapanischePatentschrift Nr. 2000-507688 (Seiten 7 – 19, 1).
    [0006] Inder herkömmlichenTechnik sind die durch den Probanden eingeatmeten Mengen des Edelgases undeines Einatmungsmaterials, beispielsweise Sauerstoff, allerdingsunbestimmt. Insbesondere erfolgt die durch den Probanden getätigte Inhalationdes Edelgases aus dem Auslass des Gasbeutels oder der Phiole vonProband zu Proband in vielfältigerunterschiedlicher Weise, und möglicherweiseentweicht außerdemein Teil des Edelgases in die Umgebung, ohne von dem Probanden eingeatmetzu werden; daher differieren die eingeatmeten Mengen an Edelgasund Einatmungsmaterial, beispielsweise Sauerstoff, von Untersuchungzu Untersuchung.
    [0007] Insbesondere,falls der Proband beim Inhalieren lediglich das Gas einatmet, dassich in dem Gasbeutel oder der Phiole befindet, kommt es zu einemMangel an Einatmungsmaterial, beispielsweise Sauerstoff, was beidem Probanden mögli cherweisezum Bewusstseinsverlust führenkann. Darüberhinaus kann die Tatsache, dass der Anteil an dem eingeatmeten ineinem hyperpolarisierten Zustand befindlichen Edelgas nicht definiertist, eine Quantifizierung von Magnetresonanzdaten, beispielsweisevon akquirierten tomographischen Bilddaten, erschweren.
    [0008] Esist daher von Bedeutung, eine Lösungzu finden, um eine Edelgaspolarisierungsvorrichtung und ein Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemzu implementieren, die zum Ausführeneiner Bildgebung dem Probanden ein in einem hyperpolarisierten Zustandbefindliches Edelgas und ein Einatmungsmaterial quantifizierbarund zuverlässigzuführen.
    [0009] Daherist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Edelgaspolarisierungsvorrichtungund ein Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemzu schaffen, die einem Probanden ein in einem hyperpolarisiertenZustand befindliches Edelgas und ein Einatmungsmaterial quantifizierbarund zuverlässigzuführen, umeine Bildgebung auszuführen.
    [0010] Umdas oben erwähnteProblem zu lösenund die Aufgabe zu erfüllen,ist eine erfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines ersten Aspekts dadurch gekennzeichnet, dass zu dieser gehören: ein Polarisierungsabschnitt,der dazu dient, ein in einem Gasgemisch enthaltenes Edelgas in einenhyperpolarisierten Zustand zu versetzen; ein Extraktionsabschnitt, derdazu dient, das Edelgas aus dem Gasgemisch zu sublimieren, das Edelgasals einen Festkörperzu extrahieren und das extrahierte feste Edelgas zu verdampfen;und Zufuhrmittel, die dazu dienen, das verdampfte Edelgas mit einemEinatmungsmaterial zu mischen und das Gas einem gegen die Außenluftabgedichteten Maskenabschnitt zuzuführen, der die Atmungsorganedes Probanden bedeckt.
    [0011] Gemäß der Erfindungdes ersten Aspekts versetzt der Polarisierungsabschnitt ein in einemGasgemisch enthaltenes Edelgas in einen hyperpolarisierten Zustand,sublimiert der Extraktionsabschnitt das Edelgas aus dem Gasgemisch,extrahiert das Edelgas in festem Aggregatzustand und verdampft dasextrahierte feste Edelgas, und mischt das Zufuhrmittel das verdampfteEdelgas mit einem Einatmungsmaterial und führt das Gas einem gegen dieAußenluftabgedichteten Maskenabschnitt zu, der die Atmungsorgane des Probandenbedeckt; und es wird dementsprechend das in einem hyperpolarisiertenZustand befindliche Edelgas daran gehindert, in die Umgebung zuentweichen, und wird das Edelgas, gemeinsam mit dem Einatmungsmaterial,das u. A. Sauerstoff enthält,durch den Probanden zuverlässigeingeatmet, so dass ein in einem hyperpolarisierten Zustand befindlichesEdelgas dem Probanden quantifizierbar und zuverlässig zugeführt werden kann.
    [0012] Eineerfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines zweiten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass das EinatmungsmaterialSauerstoff ist oder Luft ist, die Sauerstoff enthält.
    [0013] Gemäß der Erfindungdes zweiten Aspekts ist der Proband auch dann in der Lage seineAtmung fortzusetzen, wenn der geschlossene Maskenabschnitts angelegtist.
    [0014] Eineerfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines dritten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Maskenabschnitteine Membran aufweist, die synchron mit der Atmung des Probandenverschoben wird.
    [0015] Gemäß der Erfindungdes dritten Aspekts lässtsich eine Druckänderunginnerhalb des Maskenabschnitts detektieren.
    [0016] Eineerfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines vierten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Maskenabschnittein Ansaugventil des Typs Auf/Zu zum Aufnehmen des verdampften Edelgasesund des Einatmungsmaterials ins Innere enthält.
    [0017] Gemäß der Erfindungdes vierten Aspekts kann das Ansaugen des verdampften Edelgasesund Einatmungsmaterials, da der Maskenabschnitt das verdampfte Edelgasund Einatmungsmaterial durch ein Ansaugventil des Typs Auf/Zu nachinnen aufnimmt, gesteuert werden.
    [0018] Eineerfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines fünftenAspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugventil Regulierungsmittelzum Regeln der Ansaugmenge des Edelgases und des Einatmungsmaterialsaufweist.
    [0019] Gemäß der Erfindungdes fünftenAspekts kann, da das Ansaugventil die Ansaugmenge des Edelgasesund des Einatmungsmaterials durch das Regulierungsmittel reguliert,eine genauere Regulierung des Mischungsverhältnisses zwischen dem Edelgasund beispielsweise dem Einatmungsmaterial erzielt werden.
    [0020] Eineerfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines sechsten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugventilan einer Ansaugöffnungeinen Anschlag fürdas Einatmungsmaterial aufweist, um ein vollständiges Schließen derAnsaugöffnungzu verhindern.
    [0021] Gemäß der Erfindungdes sechsten Aspekts ist, da das Ansaugventil durch ein Anschlagelementan der Ansaugöffnungverhindert, dass sich die Ansaugöffnungfür dasEinatmungsmaterial vollständigschließt, einSchutz dagegen vorgesehen, dass die Zufuhr des Einatmungsmaterialsfür denProbanden in einer Ausnahmesituation angehalten wird.
    [0022] Eineerfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines siebten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Maskenabschnittein Auslassventil der Auf/Zu Bauart aufweist, das dazu dient, einausgeatmetes Material dieses Probanden in die Umgebungsluft zu entlassen.
    [0023] Gemäß der Erfindungdes siebten Aspekts kann, da der Maskenabschnitt ein von dem Probandenausgeatmetes Material durch ein Auslassventil des Typs Auf/Zu indie Umgebungsluft entlässt,das ausgeatmete Material, beispielsweise Kohlendioxid, zuverlässig ausgestoßen werden.
    [0024] Eineerfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines achten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zufuhrmitteldas Ansaugventil abhängigvon der Verschiebung der Membran synchron mit einem Einatmen desProbanden öffnetund das Ansaugventil abhängigvon der Verschiebung der Membran synchron mit einem Ausatmen desProbanden schließt.Gemäß der Erfindungdes achten Aspekts kann das Edelgas und Einatmungsmaterial mit einemEinatmen angesaugt werden und das Ansaugen kann synchron mit derVerschiebung der Membran durch ein Ausatmen angehalten werden.
    [0025] Eineerfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines neunten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zufuhrmitteldas Auslassventil synchron mit einem Einatmen des Probanden schließt und dasAuslassventil synchron mit einem Ausatmen des Probanden öffnet.
    [0026] Gemäß der Erfindungdes neunten Aspekts ist, wenn das Ansaugventil geöffnet ist,das Auslassventil geschlossen, und ist das Auslassventil, wenn dasAnsaugventil geschlossen ist, geöffnet,so dass sich ein Ansaugen des Edelgases und ein Ausstoßen effizientund ohne Verschwendung erreichen lässt.
    [0027] Eineerfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines zehnten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass die Membraneinen Detektionssensor zum Detektieren der Verschiebung aufweist.
    [0028] Gemäß der Erfindungdes zehnten Aspekts lassen sich, da die Membran die Verschiebungdurch einen Detektionssensor erfasst, Atmungsdaten in Form eineselektrischen Signals gewinnen.
    [0029] Eineerfindungsgemäße Edelgaspolarisierungsvorrichtungeines elften Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zufuhrmittelein Durchflussmessgerätaufweist, um die Strömungsgeschwindigkeitdes verdampften Edelgases zu erfassen.
    [0030] Gemäß der Erfindungdes elften Aspekts lassen sich, da das Zufuhrmittel die Strömungsgeschwindigkeitdes verdampften Edelgas mittels eines Durchflussmessgeräts erfasst,detailliertere Daten überdie Menge des eingeatmeten Edelgases erzielen.
    [0031] Zueinem erfindungsgemäßen Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemeines zwölftenAspekts gehören:eine Edelgaspolarisierungsvorrichtung, die dazu dient, einem Probandenein in einem hyperpolarisierten Zustand befindliches Edelgas zuzuführen, undeine Magnetresonanz-Tomographievorrichtung, um von dem das Edelgasinhalierenden Probanden Magnetresonanzdaten zu akquirieren, wobeidas Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemdadurch gekennzeichnet ist, dass die EdelgaspolarisierungsvorrichtungZufuhrmittel aufweist, die dazu dienen, das mit einem Einatmungsmaterialvermischte Edelgas einem gegen die Außenluft abgedichteten Maskenabschnittzuzuführen,der die Atmungsorgane des Probanden bedeckt; das Zufuhrmittel einenDetektionssensor zum Detektieren der Atmung aufweist; und die Magnetresonanz- Tomographievorrichtungeinen Steuerungsverarbeitungsabschnitt aufweist, der dazu dient,das Akquirieren oder ein Optimieren von für das Akquirieren erforderlichenParametern basierend auf von dem Detektionssensor stammenden Atmungsdatendurchzuführen.
    [0032] Gemäß der Erfindungdes zwölftenAspekts führtdas Zufuhrmittel in der Edelgaspolarisierungsvorrichtung ein miteinem Einatmungsmaterial gemischtes Edelgas einem gegen die Außenluftabgedichteten Maskenabschnitt zu, der die Atmungsorgane des Probandenbedeckt; erfasst der Detektionssensor in dem Zufuhrmittel die Atmung;und führtder Steuerungsverarbeitungsabschnitt in der Magnetresonanz-Tomographievorrichtungdas Akquirieren oder Optimieren von für das Akquirieren erforderlichenParametern basierend auf von dem Detektionssensor stammenden Atmungsdatendurch; demzufolge ermöglicheneine Quantifizierbarkeit des durch den Probanden eingeatmeten, ineinem hyperpolarisierten Zustand befindlichen Edelgases und Atmungsdatendie die Inhalation einbeziehen, eine quantitative Analyse von Magnetresonanzdaten,beispielsweise tomographischen Bilddaten von dem Probanden, undkann darüberhinaus ein Optimieren von Parametern erreicht werden, zu denen derVerstärkungsgradoder die Bandbreite beim Erfassen der Magnetresonanzdaten gehören.
    [0033] Einerfindungsgemäßes Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemeines dreizehnten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungsverarbeitungsabschnittdas Akquirieren synchron mit dem in den Atmungsdaten angezeigtenEinatmungs- oder Ausatmungsvorgang durchführt.
    [0034] Gemäß der Erfindungdes dreizehnten Aspekts lassen sich Artefakte beim Akquirieren tomographischerBilddaten an dem Probanden reduzieren; allgemeiner ausgedrückt lassensich beim Erfassen von Magnetresonanzdaten stabile Daten erzielen.
    [0035] Einerfindungsgemäßes Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemeines vierzehnten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungsverarbeitungsabschnittdas Akquirieren nach einer von der Synchronisation ausgehenden zusätzlichenZeitverzögerungdurchführt.
    [0036] Gemäß der Erfindungdes vierzehnten Aspekts lassen sich durch Verändern der Zeitverzögerung Datenin jeder Phase der Atmung akquirieren.
    [0037] Einerfindungsgemäßes Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemeines fünfzehntenAspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungsverarbeitungsabschnittdie Anzahl der Atemzügeanhand der Atmungsdaten zähltund das Optimieren von Parametern basierend auf der Anzahl von Atemzügen durchführt.
    [0038] Gemäß der Erfindungdes fünfzehntenAspekts ermöglichenDaten überdie Geschwindigkeit einer Bewegung des Probanden basierend auf derAnzahl von Atemzügendes Probanden, Parameter, wie die Bandbreite und Anzahl von Datenerfassungen,mit Blick auf eine Verminderung von Artefakten oder ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis einzustellen.
    [0039] Einerfindungsgemäßes Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemeines sechzehnten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass zu denParametern der zum Erfassen der Magnetresonanzdaten zu verwendendeVerstärkungsgradeines Verstärkersgehört.
    [0040] Gemäß der Erfindungdes sechzehnten Aspekts kann ein Verstärkungsgrad, der zu verwendenist, wenn das in einem hyperpolarisierten Zustand befindliche Edelgaseingeatmet wird, anhand eines in einem Vorbereitungsscandurchlaufverwendeten Verstärkungsgradsoptimiert werden.
    [0041] Einerfindungsgemäßes Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemeines siebzehnten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zufuhrmittelferner ein Durchflussmessgerätenthält,um die Strömungsgeschwindigkeitdes Edelgases zu erfassen.
    [0042] Gemäß der Erfindungdes siebzehnten Aspekts lassen sich, da das Zufuhrmittel die Strömungsgeschwindigkeitdes Edelgases mittels eines Durchflussmessgeräts misst, detailliertere Daten über dieMenge des eingeatmeten Edelgases erzielen.
    [0043] Einerfindungsgemäßes Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemeines siebzehnten Aspekts ist dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungsverarbeitungsabschnittdas Optimieren von Parametern basierend auf Daten über Strömungsgeschwindigkeitdurchführt,die von dem Durchflussmesser entgegengenommen werden.
    [0044] Gemäß der Erfindungdes achtzehnten Aspekts lassen sich, da detaillierte Daten über dievon den Probanden eingeatmete Menge an Edelgas erlangt werden, einAnpassen des Verstärkungsgradsdes Verstärkers undandere derartige Feineinstellungen basierend auf den detailliertenDaten genauer durchführen.
    [0045] Gemäß der vorliegendenErfindung versetzt der Polarisierungsabschnitt ein in einem Gasgemischenthaltenes Edelgas in einen hyperpolarisierten Zustand, sublimiertder Extraktionsabschnitt das Edelgas aus dem Gasgemisch, extrahiertdas Edelgas in festem Aggregatzustand und verdampft das extrahiertefeste Edelgas, und mischt das Zufuhrmittel das verdampfte Edelgasmit einem Einatmungsmaterial und führt das Gas einem gegen dieAußenluftabgedichteten Maskenabschnitt zu, der die Atmungsorgane des Probandenbedeckt; und wird dementsprechend das in einem hyperpolarisiertenZustand befindliche Edelgas daran gehindert, in die Umgebung zuentweichen, und das Edelgas, gemeinsam mit dem Einatmungsmaterial,das u.a. Sauerstoff enthält,durch den Probanden zuverlässigeingeatmet, so dass ein in einem hyperpolarisierten Zustand befindlichesEdelgas dem Probanden quantifizierbar und zuverlässig zugeführt werden kann.
    [0046] WeitereAufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach demLesen der nachfolgenden Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungenveranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindungverständlich.
    [0047] 1 zeigt in einem Blockschaltbilddie Gesamtkonfiguration eines Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystems.
    [0048] 2 zeigt in einem Blockschaltbilddie Konfiguration einer Edelgaspolarisierungsvorrichtung in einemAusführungsbeispiel1.
    [0049] 3 zeigt in einem Diagrammdie Konfiguration eines Maskenabschnitts in dem Ausführungsbeispiel 1.
    [0050] 4 zeigt in einem Diagrammden Betrieb des Maskenabschnitts in dem Ausführungsbeispiel 1.
    [0051] 5 zeigt in einem Diagrammein Atmungssignal und Magnetresonanzdaten in einem Ausführungsbeispiel2.
    [0052] 6 zeigt in einem Diagrammdie Konfiguration von Zufuhrmitteln in einem Ausführungsbeispiel3.
    [0053] BevorzugteAusführungsbeispieleeiner Edelgaspolarisierungsvorrichtung und eines Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemsgemäß der vorliegendenErfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
    [0054] AlsErstes wird die Gesamtkonfiguration eines Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystems gemäß einemAusführungsbeispiel1 beschrieben. 1 zeigtin einem Blockschaltbild die Gesamtkonfiguration des Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemsder vorliegenden Erfindung. Das Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystementhälteine Magnetresonanz-Tomographievorrichtung 200 und eine Edelgaspolarisierungsvorrichtung 3.
    [0055] Zuder Magnetresonanz-Tomographievorrichtung 200 gehören: einMagnetsystem 700, ein Datensammelabschnitt 750,ein Sendespulentreiberabschnitt 740, ein Gradiententreiberabschnitt 730 undein Steuerungsverarbeitungsabschnitt 800. Der Steuerungsverarbeitungsabschnitt 800 enthält einenScan-Controllerabschnitt 760,einen Datenmanagementabschnitt 770, einen Displayabschnitt 780 undeinen Bedienungsabschnitt 790.
    [0056] DasMagnetsystem 700 enthälteinen Hauptmagnetspulenabschnitt 702, einen Gradientenspulenabschnitt 706,einen Sendespulenabschnitt 708 und einen HF-Spulenabschnitt 710.Diese Spulenabschnitte weisen eine im Wesentlichen zylindrischeGestalt auf und sind zueinander konzentrisch angeordnet. Ein aufeinem Liegenschlitten 720 ruhender Proband 1 wirdmittels (nicht gezeigten) Transportmitteln in einen im Wesentlichenzylindrischen inneren Raum (Bohrung) des Magnetsystems hinein undaus diesem heraus befördert.
    [0057] Ineiner derartigen Konfiguration werden Steuerungsdaten von dem Bedienungsabschnitt 790 inden Datenmanagementabschnitt 770 eingegeben, und die Steuerungsdatenwerden an den Scan-Controllerabschnitt 760, anschließend vondem Scan-Controllerabschnitt 760 anden Datensammelabschnitt 750 übermittelt, und an den Sendespulentreiberabschnitt 740 undden Gradiententreiberabschnitt 730 ausgegeben.
    [0058] DerHauptmagnetspulenabschnitt 702 erzeugt ein statisches Magnetfeldin dem inneren Raum des Magnetsystems 700. Die Richtungdes statischen Magnetfelds verläuftim Allgemeinen parallel zu der Richtung der Körperachse des Probanden 1.D. h. es wird ein im Allgemeinen als ein horizontales Magnetfeldbezeichnetes Magnetfeld erzeugt. Der Hauptmagnetspulenabschnitt 702 bestehtim Wesentlichen beispielsweise aus einer supraleitenden Spule; allerdingsist dieser nicht auf die supraleitende Spule beschränkt, sondernkann auf einer normalen leitenden Spule oder dergleichen aufgebautsein.
    [0059] DerGradientenspulenabschnitt 706 erzeugt drei Gradientenmagnetfelderzum Überlagernvon Gradienten überdie statische Magnetfeldstärkeentlang drei zueinander senkrecht verlaufender Achsen, d. h. einer Schichtachse,einer Phasenachse und einer Frequenzachse.
    [0060] DerSendespulenabschnitt 708 erzeugt ein Hochfrequenzmagnetfeldzum Anregen von Magnetresonanz in dem statischen Magnetfeldrauminnerhalb des Probanden 1. Der HF-Spulenabschnitt 710 ist aufdem Liegenschlitten 720 angeordnet und wird gemeinsam mitdem Probanden 1 in dem zentralen Abschnitt des Magnetsystems 700 positioniert.Der HF-Spulenabschnitt 710 empfängt Magnetresonanzsignale,die durch den Sendespulenabschnitt 708 innerhalb des Probanden 1 angeregtwurden.
    [0061] DerGradientenspulenabschnitt 706 ist mit dem Gradiententreiberabschnitt 730 verbunden.Der Gradiententreiberabschnitt 730 sendet ein Treibersignalan den Gradientenspulenabschnitt 706, um die Gradientenmagnetfelderzu erzeugen. Der Gradiententreiberabschnitt 730 weist drei(nicht gezeigte) Treiberschaltungen auf, die den drei Gradientenspulenin dem Gradientenspulenabschnitt 706 entsprechen.
    [0062] DerSendespulenabschnitt 708 ist mit dem Sendespulentreiberabschnitt 740 verbunden.Der Sendespulentreiberabschnitt 740 gibt ein Treibersignalan den Sendespulenabschnitt 708 aus, um einen HF-Puls abzustrahlen,und der Sendespulenabschnitt 708 erzeugt anschließend dasHF Magnetfeld in dem zentralen Abschnitt des Magnetsystems 700 inAntwort auf den abgestrahlten HF-Puls, um den Probanden 1 ineinen Zustand angeregter Magnetresonanz zu versetzen.
    [0063] DerHF-Spulenabschnitt 710 ist mit dem Datensammelabschnitt 750 verbunden.Der Datensammelabschnitt 750 nimmt ein an dem HF-Spulenabschnitt 710 empfangenesEmpfangssignal entgegen, indem er es abtastet, und sammelt das Signalin Form von digitalen Daten.
    [0064] DerGradiententreiberabschnitt 730, der Sendespulentreiberabschnitt 740 undder Datensammelabschnitt 750 sind mit dem Scan-Controllerabschnitt 760 verbunden.Der als eine Empfangssteuerabschnitt dienender Scan-Controllerabschnitt 760 steuertden Gradiententreiberabschnitt 730, den Sendespulentreiberabschnitt 740 undden Datensammelabschnitt 750, um eine Bildgebung auszuführen.
    [0065] DasAusgangssignal des Datensammelabschnitts 750 ist mit demDatenmanagementabschnitt 770 verbunden. Durch den Datensammelabschnitt 750 gesammelteDaten werden in den Datenmanagementabschnitt 770 eingegeben.Der Datenmanagementabschnitt 770 basiert im Wesentlichenbeispielsweise auf einem Rechner und weist einen (nicht gezeigten)Arbeitsspeicher auf. Der Arbeitsspeicher speichert Programme undunterschiedliche Daten fürden Datenmanagementabschnitt 770.
    [0066] DerDatenmanagementabschnitt 770 ist mit dem Scan-Controllerabschnitt 760 verbunden.Der Datenmanagementabschnitt 770 ist dem Scan-Controllerabschnitt 760 vorgeschaltetund steuert diesen. Akquisition von Magnetresonanzdaten, zu denentomographische Bilddaten gehören,werden in der vorliegenden Vorrichtung durchgeführt, indem an dem Scan-Controllerabschnitt 760 einePulssequenz ausgeführtwird, die in Form eines Programms im Arbeitsspeicher des Datenmanagementabschnitts 770 gespeichertist. Die Pulssequenz enthälteine Folge sämtlicheran den Gradiententreiberabschnitt 730, den Sendespulentreiberabschnitt 740 undden Datensammelabschnitt 750 auszugebenden Steuerungsdaten.
    [0067] DerDatenmanagementabschnitt 770 speichert die durch den Datensammelabschnitt 750 gesammeltenDaten in dem Arbeits speicher. In dem Arbeitsspeicher wird auf dieseWeise eine Datenraum erstellt. Der Datenraum bildet einen zweidimensionalenFourier-Raum. Das Datenmanagementabschnitt 770 führt an den Datenin dem zweidimensionalen Fourier-Raum eine zweidimensionale inverseFourier-Transformation durch, um ein Bild des Probanden 1 zurekonstruieren.
    [0068] DerDatenmanagementabschnitt 770 ist mit dem Displayabschnitt 780 unddem Bedienungsabschnitt 790 verbunden. Der Displayabschnitt 780 weisteine graphische Anzeige, beispielsweise ein LCD (Flüssigkristalldisplay)auf. Der Bedienungsabschnitt 790 enthält beispielsweise eine miteinem Zeigegerätausgestattete Tastatur.
    [0069] DerDisplayabschnitt 780 gibt das rekonstruierte Bild und unterschiedlichevon dem Datenmanagementabschnitt 770 ausgegebene Datenauf einem Display wieder. Der Bedienungsabschnitt 790 wirdvon einer Bedienperson bedient, und gibt unterschiedliche Befehleund Daten in den Datenmanagementabschnitt 770 ein. DerBediener bedient die erfindungsgemäße Vorrichtung über denDisplayabschnitt 780 und den Bedienungsabschnitt 790 interaktiv.
    [0070] DerHF-Spulenabschnitt 710 weist beispielsweise eine Käfigspuleauf, um ein innerhalb des Probanden 1 angeregtes Magnetresonanzsignalzu empfangen.
    [0071] DieEdelgaspolarisierungsvorrichtung 3 führt dem Probanden 1 einhyperpolarisiertes Edelgas zu, beispielsweise isotopisches Xenon(Xe). Der hyperpolarisierte Zustand wird im folgenden kurz beschrieben.Isotopisches Rubidium (Rb) oder Xenon, das ein Edelgas ist, weisenein magnetisches Kernmoment auf, und wenn ein statisches Magnetfeldsanliegt, herrscht in dem Gas eine Verteilung von unterschiedlichenEnergiezustände.Im Zustand eines normalen Temperaturgleichgewichts liegt bei isotopischesRubidium oder Xenon im Allgemeinen eine gleichmäßige Verteilung sämtlicherZuständevor. Im Gegensatz dazu wird ein Zustand, bei dem sich ein großer Anteilvon isotopischem Rubidium oder Xenon überproportional in einem bestimmten Zustandbefindet, als hyperpolarisierter Zustand bezeichnet. In dem hyperpolarisiertenZustand lässtsich ein größerer Anteilvon isotopischem Rubidium oder Xenon in einen angeregten Zustandeines Magnetresonanzphänomens überführen, wodurcheine Verbesserung der Signalempfindlichkeit erreicht wird.
    [0072] DieEdelgaspolarisierungsvorrichtung 3 führt dem Probanden 1 über einenan den Probanden 1 angelegten Maskenabschnitt 210 ineinem hyperpolarisierten Zustand befindliches gasförmiges Xenonzu. Der Proband 1 inhaliert das Xenon und nimmt dieses über dieLungen in das Blut auf. Anschließend kann eine Magnetresonanz-Tomographiean dem Probanden 1 durchgeführt werden, um Xenon mit hoherEmpfindlichkeit abzubilden.
    [0073] ImFolgenden wird die Konfiguration der Edelgaspolarisierungsvorrichtung 3 mitBezug auf 2 im Einzelnenerläutert. 2 zeigt in einem Diagrammeine Konfiguration einiger Blöckein der Edelgaspolarisierungsvorrichtung 3 und Querschnitteder Blöcke.Zu der Edelgaspolarisierungsvorrich tung 3 gehören: einGaszufuhrabschnitt 50, ein Polarisierungsabschnitt 10,ein Abscheiderabschnitt 20, ein Extraktionsabschnitt 30, einEdelgasauffangabschnitt 60, Zufuhrmittel 4, einRohr 40, das dazu dient, den Polarisierungsabschnitt 10, denAbscheiderabschnitt 20 und den Extraktionsabschnitt 30 zuverbinden, ein Glasrohr 70, um den Extraktionsabschnitt 30 undden Edelgasauffangabschnitt 60 zu verbinden, und ein Schlauch 266,um den Edelgasauffangabschnitt 60 und das Zufuhrmittel 4 zuverbinden. In einer derartigen Konfiguration werden ein statischesMagnetfeld B1 und ein statisches Magnetfeld B2 an den Polarisierungsabschnitt 10 undan den Extraktionsabschnitt 30 angelegt, wobei die statischenMagnetfelder beispielsweise durch einen (nicht gezeigten) Permanentmagnetenerzeugt werden.
    [0074] DerGaszufuhrabschnitt 50 enthält ein Auf/Zu-Schaltventil 520 zumRegeln der Zufuhr von isotopischem Rubidium von außen, einenBehälter 510 undein Metallrohr zum Zuführeneines Gasgemisches zu dem Polarisierungsabschnitt 10. DerBehälter 510 speichertein Gasgemisch, das unter einem hohen Druck komprimiertes Xenonisotop,Stickstoff und Helium (He), in prozentualen Anteilen von etwa 1%, 1 % bzw. 98 % enthält.Das Gasgemisch wird an dem Auslass des Behälters 510 mit isotopischemRubidium gemischt und anschließenddem Polarisierungsabschnitt 10 zugeleitet.
    [0075] DerPolarisierungsabschnitt 10 weist eine Zelle 110,einen Ofen 100 und ein Ventil 120 auf. Der Ofen 100 enthält in seinemInnern die Zelle 110, und verleiht der Zelle 110 einehohe Temperatur von etwa 200° C. DerPolarisierungsabschnitt 10 wird mit einem zirkular polarisiertenLaserlicht bestrahlt. Das Laserlicht wird beispielsweise durch ein(nicht gezeigtes) Laserdiodenarray erzeugt und weist eine Wellenlänge auf,die durch ein in dem Gasgemisch enthaltenes Alkalimetall bestimmtist. FürRubidium beträgtdie WellenlängeBeispielsweise etwa 795 nm (Nanometer). Der Ofen 100 unddie Zelle 110 weisen entsprechende Glasfenster auf, um dasLaserlicht in die Zelle 110 eintreten zu lassen.
    [0076] DasVentil 120 ist ein Auf/Zu-Schaltventil, und das an demGaszufuhrabschnitt 50 erzeugte Gasgemisch wird durch Öffnen desVentils 120 in die Zelle 110 geleitet. Die Zelle 110 enthält eineninneren Hohlraum, in dem das Gasgemisch veranlasst wird, mit demzirkular polarisierten Laserlicht in Wechselwirkung zu treten, undeine innere Wand und eine äußere Wand,die den inneren Hohlraum umgeben. Die Innenwand ist aus Glas hergestellt,und die äußere Wandist beispielsweise aus einem rostfreien Stahl hergestellt.
    [0077] Die äußere wandder Zelle 110 ist auf der dem zirkular polarisierten Laserstrahlausgesetzten Seitenflächemit einem Fenster 130 aus einem feuerfesten Glas ausgestattet.Das durch das Fenster des Ofens 100 und das Fenster 130 strahlendezirkular polarisierte Laserlicht gelangt in die Zelle 110 undtritt mit dem Gasgemisch in Wechselwirkung. Das Rohr 40 leitetdas Gasgemisch überden Abscheiderabschnitt 20 in die Zelle 110 zudem Extraktionsabschnitt 30.
    [0078] DerAbscheiderabschnitt 20 weist auf einer gläsernen Innenwanddes Rohrs 40 einen Kryostaten 21 auf. Der Kryostat 21 istbeispielsweise ein Wasser führendesKühlrohr,das um die Innenwand des Rohrs 40 gewunden ist. Das innerhalbder Innenwand befindliche Gasgemisch wird auf diese Weise gekühlt, undgasförmigesRubidium in dem Gasgemisch wird für ein Entfernen verflüssigt undverfestigt.
    [0079] DerExtraktionsabschnitt 30 enthält einen Akkumulator 300,ein thermostatisches Bad 310, flüssigen Stickstoff 330,eine Hebevorrichtung 320, ein Nadelventil 190 undVentile 140 – 160.Der Akkumulator 300 wird durch ein (nicht gezeigtes) Trägerelementgetragen, und die Position des Akkumulators 300 gegenüber dem thermostatischenBad 310 lässtsich nach Belieben von dem Bediener einstellen.
    [0080] DemAkkumulator 300 wird das Gasgemisch aus dem Abscheiderabschnitt 20 über dasRohr 40 zugeführt.Der Behälterdes Akkumulators 300 weist in ähnlicher Weise wie die Zelle 110 unddas Rohr 40 eine Innenwand aus Glas und eine äußere Wandaus Metall auf.
    [0081] DerAkkumulator 300 und das Rohr 40 sind trennbar,und lediglich der Glasrohrbereich der Innenwand des Rohrs 40 erstrecktsich als ein Einlass zu dem Akkumulator 300. Die Länge desGlasrohrbereichs ist so bemessen, dass nach einem Anbringen desRohrs 40 an dem Akkumulator 300 der Glasrohrbereichden Grund des Akkumulators 300 erreicht, und das Gasgemischin dem Rohr 40 auf diese Weise unmittelbar auf den Grunddes Akkumulators 300 gesprüht wird.
    [0082] Weitergehörtzu dem Akkumulator 300 in seinem oberen Bereich ein Auslassins Freie zum Ablassen des restlichen Gases und einen Verbindungsanschlusszu dem Edelgasauffangabschnitt 60. Der Auslass ins Freieist beispielsweise überein Metallrohr an dem Ventil 160 einer Bauart eines Auf/Zu-Schaltventils unddem Nadelventil 190 angebracht. Das Nadelventil 190 weisteine mit einer Nadelöffnungausgebildete Trennwand auf, um einen Einlass und einen Auslass voneinanderzu trennen. Der Akkumulator 300 kann nach einem Öffnen desVentils 160 auf diese weise an der Einlassseite des Nadelventils 190 untereinem hohen Druck und an der Auslassseite unter einem atmosphärischenDruck gehalten werden.
    [0083] Dasthermostatische Bad 310 weist beispielsweise ein Dewar-Gefäß au undspeichert darin flüssigen Stickstoff 330 zumKühlendes Akkumulators 300. Ferner ist das thermostatische Bad 310 ander Hebevorrichtung 320 angebracht, so dass der Akkumulator 300 beieiner Aufwärtsbewegungder Hebevorrichtung 320 in den flüssigen Stickstoff 330 eingetauchtwird, und der Akkumulator 300 und der flüssige Stickstoff 330 beieiner Abwärtsbewegungder Hebevorrichtung 320 getrennt werden.
    [0084] DerEdelgasauffangabschnitt 60 steht über das Ventil 150 unddas Glasrohr 70 mit dem Akkumulator 300 in Verbindung,und der Abschnitt 60 weist einen Gasbeutel 600 undAuf/Zu-Schaltventile 170 und 180 auf. DerGasbeutel 600 lässtsich von dem Auf/Zu-Schaltventil 170 abnehmen und wirdverwendet, wenn extrahiertes gasförmiges Xenon, das sich in einemhyper polarisierten Zustand befindet, von dem Probanden eingeatmetwird.
    [0085] Zudem Zufuhrmittel 4 gehörender Maskenabschnitt 210, ein Schlauch 272, einBehälter 262 undein Ventil 180. Das Edelgas aus dem Gasbeutel 600 wird über denSchlauch 266 dem Zufuhrmittel 4 zugeführt, dasseinerseits das Edelgas dem Maskenabschnitt 210 zuführt. DerBehälter 262 speichertein Einatmungsmaterial, das Luft, Sauerstoffgas oder dgl. enthält, undführt dasEinatmungsmaterial durch Öffnendes Ventils 280 dem Maskenabschnitt 210 zu. Esist zu beachten, dass der Schlauch 272 vorzugsweise auseinem nicht metallischen Material hergestellt ist, so dass dieseskeine Depolarisierung verursacht.
    [0086] 3 veranschaulicht in einerschematischen Darstellung des Maskenabschnitts 210 dessenVerwendung und Aufbau im Einzelnen. 3(A) zeigtden an dem Probanden 1 angelegten Maskenabschnitt 210. DerMaskenabschnitt 210 ist mittels eines Gurts oder dergleichenan dem Kopf des Probanden 1 befestigt, um die oberen Atmungsorgane,d. h. die Nase und den Mund des Probanden 1 zu bedecken.
    [0087] 3(B) zeigt den an dem Probanden 1 angelegtenMaskenabschnitt 210 im Querschnitt. Der Maskenabschnitt 210 enthält eineSeitenwand 270, eine Membran 220, einen Schaumgummischwamm 230,Ventile 250 und 260, Regulierungsmittel 259,einen beweglichen Hebel 240 und einen Detektionssensor 290.Die Seitenwand 270 und die Membran 220 weiseneinen schüsselförmigen Aufbauauf, bei dem die Membran 220 den Grund bil det, und eineder Membran 220 gegenüberliegendeoffene Seite steht in engem Kontakt mit dem Gesicht des Probanden 1,wobei dessen Nase und Mund eingeschlossen sind.
    [0088] Dieoffene Seite der Seitenwand 270 ist mit dem Schaumgummischwamm 230 ausgestattet,um ein enges Anliegen an dem Gesicht des Probanden 1 zuverbessern. Der von der Seitenwand 270 umgebene innereRaum, die Membran 220 und das Gesicht des Probanden 1 istauf diese Weise gegen die Außenluftabgeschlossen. Das fürdie Seitenwand 270 verwendete Material ist leichtgewichtigund formfest, beispielsweise ein Kunststoff, und das für die Membran 220 verwendeteMaterial ist elastisch, beispielsweise eine Gummifolie. Aus dieseWeise verformt sich die Membran 220, während die Atmung des Probanden 1 bewirkt,dass der Druck in dem inneren Raum des Maskenabschnitts 210 gegenüber derAußenluftzwischen Über-und Unterdruck wechselt, in Antwort auf diese Über- und Unterdrücke.
    [0089] DieSeitenwand 270 ist an dem Ventil 250 und dem Schlauch 266 befestigt.Das als ein Auslassventil dienende Ventil 250 ist auf derSeite der Außenumgebungan der Seitenwand 270 in einer Öffnung angeordnet, die vondem inneren Raum zu der Außenluftführt,und steht übereine Feder 251 von der Seite der Außenluft her mit der Seitenwand 270 inengem Kontakt. Die Rohre 266 und 272 sind voneiner durch die Seitenwand 270 verlaufenden Öffnung aus über dasRegulierungsmittel 259 in den inneren Raum geführt. DieSeitenwand 270 ist mit einem Anschlag 261, einemals ein Ansaugventil dienenden Ventil 260 und einem beweglichenHebel 240 verse hen, der an den in Richtung des innerenRaums führendenAuslässender Rohre 266 und 272 angeordnet ist.
    [0090] DasRegulierungsmittel 259 ist ein Steuerventil, das dazu dient,die innerhalb der Rohre herrschende Strömungsrate der Rohre 266 und 272 zusteuern, und es steuert überdas auf den mittleren Zustand zwischen geöffnet und geschlossen eingestellteVentil das Mischungsverhältnisoder die absoluten Mengen des Edelgases und des Einatmungsmaterials.
    [0091] Derbewegliche Hebel 240 bewegt in Antwort auf eine Verformungder Membran 220 das als ein Ansaugventil dienende Ventil 260 und öffnet undschließtdie Auslässeder Rohre 266 und 272 gegenüber dem inneren Raum. Der beweglicheHebel 240 ist ein V-förmigerHebel mit einer Drehachse an einem Schnittpunkt von zwei an derSeitenwand 270 befestigten Zweigen, und einer der beidensich von der Drehachse aus erstreckenden Zweige steht mit der Fläche derMembran 220 in Berührung,und der andere bildet eine Fläche, ander das Ventil 260 befestigt ist.
    [0092] DerAnschlag 261 ist zwischen dem Ventil 260 und demin den inneren Raum gerichteten Auslass des Schlauchs 272 angeordnet.Der Anschlag 261 wird in einer leicht geöffnetenStellung gehalten, so dass das Einatmungsmaterial, beispielsweiseSauerstoff, nicht gesperrt wird, wenn das Ventil 260 denAuslass des Schlauchs 272 schließt. Der Proband 1 istauf diese weise vor einem unter einer Ausnahmebedingung möglichenSauerstoffmangel geschützt.
    [0093] DieMembran 220 ist mit dem Detektionssensor 290 ausgestattet.Als Detektionssensor 290 kann ein Verzerrungssensor, beispielsweiseein Dehnungsmesser verwendet werden. Der Detektionssensor 290 ist über eine(nicht gezeigte) Verdrahtung mit dem Scan-Controllerabschnitt 760 verbunden,und ein mit der Atmung des Probanden 1 synchrones elektrischesSignal wird an den Scan-Controllerabschnitt 760 übermittelt.
    [0094] Imfolgenden wird der Betrieb der erfindungsgemäßen Edelgaspolarisierungsvorrichtung 3 unddes Zufuhrmittels 4 beschrieben. Zunächst wird der an dem Akkumulator 300 durchgeführte Vorgangdes Extrahierens von in einem hyperpolarisierten Zustand befindlichenisotopischen Xenon kurz beschrieben. Um den Extrahierungsvorgangdurchzuführen,wird die Hebevorrichtung 320 aufwärts bewegt, um den Akkumulator 300 inden flüssigenStickstoff 330 einzutauchen, in den Kryostaten 21 indem Abscheiderabschnitt 20 wird Wasser geleitet, um denAbscheiderabschnitt 20 in Betrieb zu setzen, ein zirkularpolarisierter Laserstrahl wird in Richtung der Zelle 110 emittiert,der innerer Raum des Ofens 100, der die Zelle 110 enthält, wirdauf eine Temperatur von etwa 200° Cerwärmt,ein statisches Magnetfeld B1 von etwa 10 mT (Tesla) wird auf denPolarisierungsabschnitt 10 angewandt und ein statischesMagnetfeld B2 von etwa 0,2 T wird auf den Extraktionsabschnitt 30 angewandt.
    [0095] Anschließend werdendie Ventile 520, 120, 140 und 160 geöffnet unddas Ventil 150 geschlossen. Das Gasgemisch, das das indem Gaszufuhrabschnitt 50 erzeugte isotopische Rubidiumenthält,wird auf diese Weise in die Zelle 110 geleitet.
    [0096] Inder Zelle 110 absorbiert isotopisches Rubidium in dem Gasgemischden abgestrahlten zirkular polarisierten Laserstrahl und wird ineinen hyperpolarisierten Zustand versetzt, in dem ein großer Anteildes Rubidiumisotops sich in einem hohen Energiezustand befindet.Anschließend überträgt das ineinem hyperpolarisierten Zustand befindliche Rubidiumisotop denhyperpolarisierten Zustand aufgrund eines als Spinaustauschtransferbekannten Phänomensauf isotopisches Xenon, das in dem Gasgemisch vorhanden ist. Das isotopischeXenon wird auf diese Weise in einen hyperpolarisierten Zustand versetzt,in dem ein großerAnteil des isotopischen Xenons sich in einem hohen Energiezustandbefindet.
    [0097] Danachwird das in der Zelle 110 befindliche Gasgemisch zu demAbscheiderabschnitt 20 geleitet, wo der Kryostat 21 dieTemperatur des Gasgemisches reduziert, um das Rubidiumisotop mittelsVerflüssigung oderVerfestigung zu entfernen.
    [0098] Dasin dem Abscheiderabschnitt 20 befindliche Gasgemisch wirdanschließend über dasRohr 40 in den Akkumulator 300 geleitet. Das Gasgemischwird überdas Verlängerungsrohrdes Rohrs 40 unmittelbar auf den Grund des Akkumulators 300 gesprüht. Da dieUnterseite des Akkumulators 300 in den in dem thermostatischenBad 310 befindlichen flüssigenStickstoff 330 getaucht ist und in etwa die Temperaturdes flüssigen Stickstoffsaufweist, verfestigt sich das dorthin versprühte isotopische Xenon in demGasgemisch durch Sublimation zu Xenoneis.
    [0099] Dieanderen Komponenten in dem Gasgemisch, d. h. Heliumgas und Stickstoffgasgehen nicht in den festen Aggregatzustand über und werden über dasNadelventil 190 aus dem Akkumulator 300 abgeführt. DieserVorgang findet fortlaufend statt, während das Gasgemisch aus demBehälter 510 zugeführt wird,um Xenoneis zu akkumulieren.
    [0100] ImFolgenden wird der Vorgang der Entnahme von in dem Akkumulator 300 angehäuften ineinem hyperpolarisierten Zustand befindlichen Xenon beschrieben,das dem Gasbeutel 600 zugeführt wird. Zur Durchführung desEntnahmevorgangs sind die Ventile 520, 120, 140, 160 und 180 geschlossen,die Ventile 150 und 170 offen, die Hebevorrichtung 320 wirdnach unten bewegt, und der in dem thermostatischen Bad 310 befindlicheflüssigeStickstoff 330 steht nicht mit dem Akkumulator 300 inBerührung.
    [0101] Dader Akkumulator 300 nicht mit dem flüssiger Stickstoff 330 inBerührungsteht, nimmt er einen Zustand hoher Temperatur an. Zu diesem Zeitpunktverdampft auf dem Boden des Akkumulators 300 vorhandenesin einem hyperpolarisierten Zustand befindliches Xenoneis durchSublimation, und das verdampfte isotopische Xenon wird von dem Ventil 150 aus über dasGlasrohr in den Gasbeutel 600 geleitet und dort akkumuliert.Diese Bedingung wird aufrecht erhalten, bis das auf dem Grund desAkkumulators 300 vorhandene Xenoneis verbraucht ist.
    [0102] Dasin einem hyperpolarisierten Zustand in dem Gasbeutel 600 akkumulierteXenon wird anschließenddem an den Probanden 1 angelegten Maskenabschnitt 210 zugeführt. Zudieser Zeit wird das Ventil 150 geschlossen und die Ventile 170 und 180 werdengeöffnet.Das in einem hyperpolarisierten Zustand befindliche gasförmige Xenonin dem Gasbeutel 600 wird auf diese weise allmählich zudem Maskenabschnitt 210 befördert. Ferner wird das Ventil 280 desBehälters 262 geöffnet, sodass das in dem Behälter 262 befindliche Einatmungsmaterial,beispielsweise Sauerstoff, simultan zu dem Maskenabschnitt 210 geleitetwird. Die zu dem Maskenabschnitt 210 geleiteten Mengenan Xenon und Einatmungsmaterial, beispielsweise Sauerstoff, werdendurch das Regulierungsmittel 259 reguliert.
    [0103] Anschließend wirdanhand 4 der Betriebdes Maskenabschnitts 210 beschrieben, wenn der Proband 1 atmet. 4 zeigt schematisch denProbanden 1, an dem der im Querschnitt dargestellte Maskenabschnitt 210 angelegtist. Der Atmungsvorgang des Probanden 1 ist in ein Einatmungsstadium,in dem die Luft in die Lungen aufgenommen wird, und ein Ausatmungsstadiumuntergliedert, in dem die Luft aus den Lungen ausgestoßen wird.
    [0104] 4(A) zeigt in einem Diagrammden Betrieb des Maskenabschnitts 210, wenn sich die Atmungdes Probanden 1 in einem Einatmungsstadium befindet. Derinnere Raum des Maskenabschnitts 210 befindet sich aufgrunddes Einatmens des Probanden 1 unter einem gegenüber derAußenluftgeringeren Druck. Die Membran 220 verformt sich daher,wobei sie in Richtung des Probanden 1 gedrückt wird.Zu diesem Zeitpunkt dreht sich der an der Seitenwand 270 angebrachtebewegliche Hebel 240 synchron mit der Verformung der Membran 220 und öffnet dasVentil 260. Währenddas Einatmungsstadium aufrecht erhalten wird, werden in einem hyperpolarisiertenZustand befindliches gasförmigesXenon und das Einatmungsmaterial, beispielsweise Sauerstoff, miteiner im Wesentlichen konstanten Strömungsgeschwindigkeit von demoffenen Ventil 260 aus zugeführt. Das Ventil 250 schließt, indemes, unterstütztdurch die Wirkung der Feder 251, von außen gegen die Seitenwand 270 geschobenwird, da in dem inneren Raum gegenüber der Außenluft ein geringerer Druck herrscht.
    [0105] Dader innere Raum des Maskenabschnitt 210 zu dieser Zeitein geringes Volumen bezüglichder in einem Zyklus des Einatmens durch den Probanden 1 aufgenommenenMenge aufweist, werden das Edelgas und das von dem Ventil 260 zugeführte Einatmungsmaterial,das Sauerstoff und/oder ähnlicheGase enthält, fernergrößtenteilsvon dem Probanden 1 eingeatmet. Folglich wird das von derRöhre 256 zugeführte Edelgas vondem Probanden 1 ohne Leckverluste eingeatmet, und die Mengedes von dem Probanden 1 eingeatmeten Edelgases wird imWesentlichen durch das Regulierungsmittel 259 bestimmt.
    [0106] 4(B) zeigt schematisch denBetrieb des Maskenabschnitts 210, wenn sich die Atmungdes Probanden 1 in einem Ausatmungsstadium befindet. Derinnere Raum des Maskenabschnitts 210 steht aufgrund desAusatmens des Probanden 1 unter einem gegenüber derAußenlufthöherenDruck. Somit verformt sich die Membran 220 und wird ineine gegenüberdem Probanden 1 entgegengesetzte Richtung verschoben. Zu diesemZeitpunkt bewegt sich der an der Seitenwand 270 angebrachtebewegliche Hebel 240 synchron mit der Verformung der Membran 220,bis das Ventil 260 geschlossen ist, und hält dannan und behältden geschlossenen Zustand bei. Darüber hinaus wird das Ventil 250 gegenden Druck der Feder 251 in Richtung nach außen geschoben,da der innere Raum unter einem positiven Druck steht, und entlässt diein dem inneren Raum befindliche, Kohlendioxid und dergleichen enthaltendeausgeatmete Luft des Probanden 1.
    [0107] Wieoben beschrieben, werden in dem Ausführungsbeispiel 1 in dem Gasbeutel 600 vorhandenes,in einem hyperpolarisierten Zustand versetztes gasförmiges Xenonund das Einatmungsmaterial, beispielsweise Sauerstoff, dem in einemgeschlossenen Zustand befindlichen Maskenabschnitt 210 zugeführt, undein währenddes Ausatmens oder Einatmens auftretender Über- oder Unterdruck in dem inneren Raumdes Maskenabschnitts 210 an der Membran 220 detektiert,und ein Ausstoßenaus dem inneren Raum oder ein Ansaugen von Xenon und dem Einatmungsmaterial,beispielsweise Sauerstoff, in den inneren Raum basierend auf dem Detektierendurchgeführt;und in einem hyperpolarisierten Zustand befindliches gasförmiges Xenonwird somit daran gehindert, in die Umgebung zu entweichen, bevores von dem Probanden 1 eingeatmet ist, und wird mit einerim Wesentlichen konstanten Strömungsgeschwindigkeitund mit hoher Quantifizierbarkeit zugeführt, und das Einatmungsmaterial,beispielsweise Sauerstoff, wird dem Probanden 1 darüber hinauszuverlässigzugeführt,wobei hohe Sicherheit gewährleistetwird.
    [0108] Während indem Ausführungsbeispiel1 die Membran 220 synchron mit einem Ausatmen und Einatmendes Probanden 1 verformt wird, und die Atmung durch denan der Membran 220 befestigten Detektionssensor 290 detektiertwird, kann das erfasste Signal verwendet werden, um erlangte Bilddatenquantitativ zu analysieren. Ein Ausführungsbeispiel 2 betrifft dieAnalyse eines Magnetresonanzsignals basierend auf einem solchenerfassten Atmungssignal und auf Daten über in einem hyperpolarisiertenZustand befindlichen Xenon, das quantifizierbar zugeführt wird.
    [0109] Dadie Hardwarekonfiguration der Edelgaspolarisierungsvorrichtung 3 rundum den Maskenabschnitt 210 und um die Magnetresonanz-Tomographievorrichtung 200 mitder in den 1 – 3 gezeigten identisch ist, wirdauf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet.
    [0110] 5(A) zeigt ein durch denDetektionssensor 290 erfasstes exemplarisches Atmungssignal,das synchron mit der Atmung des Probanden 1 auftritt. Ineinem Atmungssignalbereich mit einem hohen Signalwert befindet sichder Proband 1 in einem Einatmungsstadium, und in einemAtmungssignalbereich mit einem niedrigen Signalwert befindet sichder Proband 1 in einem Ausatmungsstadium. Es ist zu beachten,dass das Ausatmungsstadium eine langsamere Körperbewegung des Probanden 1 aufweistals das Einatmungsstadium, und dass das Ausatmungsstadium länger währt alsdas Einatmungsstadium.
    [0111] Einevon dem Datenmanagementabschnitt 770 ausgelesene, an denScan-Controllerabschnitt 760 ausgegebene Pulssequenz wirdsequentiell decodiert und ausgeführt.Zu dieser Zeit wird die Pulssequenz synchron mit dem von dem Detektionssensor 290 stammendenAtmungssignal ausgeführt.Im Falle des in 5(A) alsBeispiel gezeigten Atmungssignals wird ein Auftreten einer Einatmungsperiodebeispielsweise durch eine Schwellwertoperation oder eine Peakdetektionerfasst, und die Ausführungder Pulssequenz und das Sammeln von Daten erfolgt nach einer vonder Einatmungsperiode ausgehenden Zeitverzögerung Td. Indem eine Vielzahlvon ZeitverzögerungswertenTd definiert werden, kann, beispielsweise beginnend mit der Einatmungsperiode,in der in einem hyperpolarisierten Zustand befindliches Xenon eingeatmetwird, eine vorübergehende Änderungeines Vorgangs wie eine Absorption von Xenon durch den Probanden 1,eine Auflösungvon Xenon im Blut und eine Verteilung von Xenon über den gesamten Körper beobachtetwerden.
    [0112] 5(B) repräsentiertin einer dreidimensionalen Form die Intensität des Spektrums eines von dem Probanden 1 herempfangenen HF-Signals als Funktion der Zeitverzögerung Td. Die drei Achsenrepräsentierendie ZeitverzögerungTd, die Differenz der Spektralfrequenz Δf und die Intensität des Spektrums,und die graphische Darstellung zeigt für jede Zeitverzögerung Tddie mit einer Steigerung der Zeitverzögerung einhergehende Veränderungdes Spektrums.
    [0113] Inder graphischen Darstellung weisen ein Gasphasensignal, das anzeigt,dass in einem hyperpolarisierten Zustand befindliches Xenon, inden Lungen als Gas vorhanden ist, und ein Auflösungssignal, das anzeigt, dassin einem hyperpolarisierten Zustand befindliches Xenon im Blut gelöst vorhanden ist,unterschiedliche Spektralfrequenzen auf und werden getrennt beobachtet.Mit einem Anstieg der ZeitverzögerungTd verteilt sich Xenon in dem ganzen Körper und die Intensität des Gasphasensignalsund des Auflösungssignals nimmtallmählichab. Zu dieser Zeit, wenn als Gas in die Lungen eingeatmetes Xenon über dieAlveolen von dem Blut absorbiert wird, tritt zunächst in dem Gasphasensignalund anschließendin dem Auflösungsphasensignalein Scheitelwert entlang der Zeitachse der Zeitverzögerung Tdauf. Da sich das in die Lungen eingeatmete Xenon quantitativ abschätzen lässt, können Daten über dasGasphasensignal und das Auflösungssignal gesammeltund quantifizierbar analysiert werden.
    [0114] Wieoben beschrieben detektiert der Detektionssensor 290 indem Ausführungsbeispiel2 die Einatmungsperiode, und eine Pulssequenz wird nach einer vonder Einatmungsperiode ausgehenden Zeitverzögerung Td ausgeführt, umDaten zu sammeln, und es ist daher möglich, ein Sammeln von Datensynchron mit der Phase der Atmung des Probanden 1 durchzuführen, undein Vorgang einer zeitlichen Absorption von in einem hyperpolarisiertenZustand befindlichen Xenon durch den Probanden 1 kann dynamischund quantifizierbar verfolgt werden.
    [0115] Darüber hinauskann die ZeitverzögerungTd, währendin dem Ausführungsbeispiel2 die ZeitverzögerungTd verändertwird, um der Änderungder Intensitätdes Spektrums dynamisch zu folgen, auch konstant gehalten werden,um stabile tomographische Bilddaten mit verminderten Artefaktenzu erlangen. Wie aus 5(A) ersichtlich,dauert das Ausatmungsstadium längerund weist einen geringer Körperbewegungauf als das Einatmungsstadium. Folglich lassen sich beim Erfassentomographischer Bilddaten unter Verwendung von in einem hyperpolarisiertenZustand befindlichen Xenon tomographische Bilddaten mit vermindertenauf Bewegung zurückzuführendenArtefakten erzielen, indem die Zeitverzögerung Td in dem Zeitraum desAusatmungsstadiums gelegt wird.
    [0116] Während indem Ausführungsbeispiel2 eine Pulssequenz, wie in 5(A) gezeigt,gemäß dem Atmungssignaldes Probanden 1 ausgeführtwird, ist es ferner möglich,anhand des Atmungssignals Daten über dieAnzahl von Atemzügenzu erlangen, und die Pulssequenz basierend auf den Daten über dieAnzahl von Atemzügenzu optimieren. Bei einer derartigen Optimierung können dieBandbreite, Matrixabmessung und dergleichen abhängig von den Daten über dieAnzahl von Atemzügeneingestellt werden, so dass Artefakte reduziert werden oder dasSNR (Signal-Rausch-Verhältnis)verbessert wird.
    [0117] Während indem Ausführungsbeispiel2 eine Pulssequenz, wie in 5(A) gezeigt,synchron mit dem Atmungssignal des Probanden 1 ausgeführt wird,kann eine zur Zeit eines Atmungssignals ausgeführte Pulssequenz auch in FormzusätzlicherDaten an gesammelte Daten eines Magnetresonanzsignals angehängt werden.Die Auswahl von Daten oder eine Bildverarbeitung kann somit an denauf dem Atmungssignal basierenden gesammelten Daten nach dem Sammelnder Daten vorgenommen werden.
    [0118] Während ineinem hyperpolarisierten Zustand befindliches Xenon und das Einatmungsmaterial,beispielsweise Sauerstoff, dem geschlossenen Maskenabschnitt 210 zugeführt werden,um in dem Ausführungsbeispiel1 eine quantifizierbare Zufuhr von Xenon zu erreichen, kann derSchlauch 266 zum transportieren von gasförmigen Xenonmit einem Durchflussmessgerätausgestattet sein, um die Quantifizierbarkeit weiter zu verbessern,und Parameter, wie einen Verstärkungsgradbeim Sammeln von Daten unter Verwendung von in einem hyperpolarisiertenZustand befindlichen Xenon, zu optimieren.
    [0119] 6 zeigt schematisch einZufuhrmittel 5 gemäß einemAusführungsbeispiel3. In der Edelgaspolarisierungsvorrichtung 3 sind die Magnetresonanz-Tomographievorrichtung 200,und der Gaszufuhrabschnitt 50, der Polarisierungsabschnitt 10,der Abscheiderabschnitt 20, der Extraktionsabschnitt 30 undder Edelgasauffangabschnitt 60 identisch zu dem in den 1 und 2 gezeigten Elementen, und auf eine detaillierteBeschreibung derselben wird daher verzichtet.
    [0120] Zudem Zufuhrmittel 5 in 6 gehören derMaskenabschnitt 210, der Schlauch 272, der Behälter 262,das Ventil 280 und ein Durchflussmessgerät 44.Der Maskenabschnitt 210, der Schlauch 272, derBehälter 262 unddas Ventil 280 sind identisch mit den entsprechenden Elementendes Zufuhrmittels 4, und auf eine detaillierte Beschreibungderselben wird verzichtet. Das Durchflussmessgerät 44 ist an dem Schlauch 266 befestigtund misst die Strömungsgeschwindigkeitdes von dem Gasbeutel 600 her einströmenden Edelgases. Die gemesseneStrömungsgeschwindigkeitwird gemeinsam mit dem von dem Mas kenabschnitt 210 stammendenAtmungssignal an den Scan-Controllerabschnitt 760 übermittelt.
    [0121] DasDurchflussmessgerät 44 kannein Gerätvon der Art sein, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit einfacherfasst wird, indem beispielsweise eine Öffnungsplatte verwendet wirdund die überdie Öffnungsplatte vorhandeneDruckdifferenz ermittelt wird. Allerdings ist das Durchflussmessgerät 44 vorzugsweiseaus einem antimagnetischen Material gefertigt. Ferner kann die Position,an der das Durchflussmessgerät 44 anzuordnen ist,beliebig zwischen dem Ventil 280 und dem Maskenabschnitt 210 gewählt werden.
    [0122] Alsnächsteswerden der Betrieb des Zufuhrmittels 5 und des Scan-Controllerabschnitts 760 beschrieben.Das Zufuhrmittel 5 misst zunächst mittels des an den Probanden 1 angelegtenMaskenabschnitts 210 ein Atmungssignal und mittels desDurchflussmessgeräts 44 dieStrömungsgeschwindigkeitdes Xenon. Der Scan-Controllerabschnitt 760 nimmt dieseSignale entgegen und berechnet aus dem Atmungssignal den Atmungszyklus.Außerdemwird die Menge des durch den Probanden 1 eingeatmeten Xenongasesdanach anhand des Atmungszyklusses und der Strömungsgeschwindigkeit des Xenonsberechnet.
    [0123] Dadas empfangene maximale Signal etwa proportional zu der von demProbanden 1 eingeatmeten Menge des in einem hyperpolarisiertenZustand befindlichen Xenons ansteigt, wird der Proportionalitätsfaktor vorherexperimentell ermittelt. Aus der Menge des durch den Probanden 1 eingeatmetenGases und dem experimentell ermittelten Proportionalitätsfaktor wirdein Näherungswertder Stärkedes maximalen empfangenen Signals ermittelt.
    [0124] Basierendauf der Stärkedes maximalen empfangenen Signals kann der für einen Vorbereitungsscandurchlaufeingestellte Verstärkungsgraddes Verstärker,bei dem kein Xenon eingeatmet wird, zu einem optimalen Wert korrigiertwerden.
    [0125] Wieoben beschrieben, ist das Durchflussmessgerät 44 in dem Ausführungsbeispiel3 an dem Schlauch 266 in dem Zufuhrmittel 5 angebracht,und die genaue Strömungsgeschwindigkeitvon Xenon wird gemeinsam mit einem von dem Detektionssensor 290 ausgegebenenAtmungssignal gemessen, und die von dem Probanden 1 eingeatmeteMenge Xenongas kann daher genau vorherberechnet werden, und es kann durchdie Voraussage ein Optimieren des Verstärkungsgrads des Verstärkers, unddamit des Signal-Rausch-Verhältnisseserreicht werden.
    [0126] Umeinem Probanden ein in einen hyperpolarisierten Zustand befindlichesEdelgas und ein Einatmungsmaterial quantifizierbar und zuverlässig zuzuführen undeine Bildgebung durchführen,werden in einem Gasbeutel vorhandenes, in einem hyperpolarisiertenZustand versetztes gasförmigesXenon und ein Einatmungsmaterial, beispielsweise Sauerstoff, einemin einem geschlossenen Zustand befindlichen Maskenabschnitt 210 zugeführt, undein währenddes Ausatmens oder Einatmens eines Probanden 1 auftretender Über- oderUnterdruck in dem inneren Raum des Maskenabschnitts 210 aneiner Membran 220 detektiert, und ein Ausstoßen ausdem inneren Raum oder ein Ansaugen von Xenon und dem Einatmungsmaterial,beispielsweise Sau erstoff, in den inneren Raum basierend auf demDetektieren durchgeführt;und in einem hyperpolarisierten Zustand befindliches gasförmiges Xenonwird somit daran gehindert, in die Umgebung zu entweichen, bevores von dem Probanden 1 eingeatmet ist, und wird mit einerim Wesentlichen konstanten Strömungsgeschwindigkeitund mit hoher Quantifizierbarkeit zugeführt, und das Einatmungsmaterial,beispielsweise Sauerstoff, wird dem Probanden 1 darüber hinauszuverlässigzugeführt,wobei hohe Sicherheit erzielt wird.
    [0127] Vieleganz unterschiedliche Ausführungsbeispieleder Erfindung könnenkonstruiert werden, ohne von dem Schutzumfang und dem Ziel der vorliegendenErfindung abzuweichen. Es ist selbstverständlich, dass die vorliegendeErfindung nicht durch die speziellen in der Beschreibung beschriebenenAusführungsbeispiele, sondernnur durch die Definition der Erfindung in den beigefügten Patentansprüchen beschränkt ist.
    (1) 1 Proband/Patient 3 Edelgaspolarisierungsvorrichtung 200 Magnetresonanz-Tomographievorrichtung 210 Maskenabschnitt 700 Magnetsystem 702 Hauptmagnetspulenabschnitt 706 Gradientenspulenabschnitt 708 Sendespulenabschnitt 710 HF-Spulenabschnitt 720 Liegenschlitten 730 Gradiententreiberabschnitt 740 Sendespulentreiberabschnitt 750 Datensammelabschnitt 760 Scan-Controllerabschnitt 770 Datenmanagementabschnitt 780 Displayabschnitt 790 Bedienungsabschnitt 800 Steuerungsverarbeitungsabschnitt
    (2) 3 Edelgaspolarisierungsvorrichtung 4 Zufuhrmittel 10 Polarisierungsabschnitt 20 Abscheiderabschnitt 21 Kryostat 30 Extraktionsabschnitt 40 Rohr 50 Gaszufuhrabschnitt 60 Edelgasauffangabschnitt 70 Glasrohr 100 Ofen 110 Zelle 120 Ventil 130 Fenster 140 Ventil 150 Ventil 160 Ventil 170 Ventil 180 Ventil 190 Nadelventil 210 Maskenabschnitt 262 Behälter 266 Röhre 272 Röhre 280 Ventil 300 Akkumulator 310 ThermostatischesBad 330 Flüssiger Stickstoff 320 Hebevorrichtung 510 Behälter 520 Ventil 600 Gasbeutel ☐☐☐☐☐☐ Zirkularpolarisierter Laser ☐☐☐1 MagnetfeldB1 ☐☐☐☐ MagnetfeldB2 ☐☐☐ Auslassins Freie ☐☐☐☐☐ Xenoneis ☐☐☐☐☐ Rubidium
    (3(A)) 1 Proband 210 Maskenabschnitt 220 Membran 250 Ventil 259 Regulierungsmittel 266 Röhre 270 Seitenwand 272 Röhre
    (3(B)) 1 Objekt 210 Maskenabschnitt 220 Membran 230 Schaumgummi 240 BeweglicherHebel 250 Ventil 251 Feder 259 Regulierungsmittel 260 Ventil 261 Anschlag 270 Seitenwand 290 Detektionssensor <- vomBehälter 262 <- zumGasbeutel 600
    (4(A)) 1 Objekt 220 Membran 240 BeweglicherHebel 250 Ventil 260 Ventil 270 Seitenwand <- vomBehälter 262 <- zumGasbeutel 600
    (4(B)) 1 Objekt 220 Membran 240 BeweglicherHebel 250 Ventil 260 Ventil 270 Seitenwand <- vomBehälter 262 <- zumGasbeutel 600
    (Fig.5(A))

    (5(B)) ☐☐☐☐☐ Empfindlichkeit ☐☐☐☐☐ Td(Zeitverzögerung) ☐☐☐ Δf (Abweichungvon der Resonanzfrequenz) ☐☐☐☐☐ Auflösungsphasensignal ☐☐☐☐ Gasphasensignal
    (6) 4 Zufuhrmittel 44 Durchflussmessgerät 210 Maskenabschnitt 262 Behälter 266 Röhre 280 Ventil -> zumScan-Controllerabschnitt 760 <- vomGasbeutel 600
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Edelgaspolarisierungsvorrichtung, zu der gehören: einPolarisierungsabschnitt, der dazu dient, ein in einem Gasgemischenthaltenes Edelgas in einen hyperpolarisierten Zustand zu versetzen; einExtraktionsabschnitt, der dazu dient, das Edelgas aus dem Gasgemischzu sublimieren, das Edelgas in fester Form zu extrahieren, und dasextrahierte feste Edelgas zu verdampfen; und ein Zufuhrabschnitt,der dazu dient, das verdampfte Edelgas mit einem Einatmungsmaterialzu mischen, und das Gas einem gegen die Außenluft abgeschlossenen Maskenabschnittzuzuführen,der die Atmungsorgane des Probanden bedeckt.
    [2] Edelgaspolarisierungsvorrichtung nach Anspruch 1,bei der das Einatmungsmaterial Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltendeLuft ist.
    [3] Edelgaspolarisierungsvorrichtung nach Anspruch 2,bei der der Maskenabschnitt eine Membran aufweist, die synchronmit der Atmung des Probanden verschoben wird.
    [4] Edelgaspolarisierungsvorrichtung nach Anspruch 3,bei der der Maskenabschnitt ein Ansaugventil des Typs Auf/Zu aufweist,um das verdampfte Edelgas und das Einatmungsmaterial im Innern aufzunehmen.
    [5] Edelgaspolarisierungsvorrichtung nach Anspruch 4,bei der das Ansaugventil einen Regulierungsabschnitt zum Regulierender Ansaugmenge des Edelgases und des Einatmungsmaterials aufweist.
    [6] Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystem, zudem gehören: eineEdelgaspolarisierungsvorrichtung, die dazu dient, einem Probandenein in einem hyperpolarisierten Zustand befindliches Edelgas zuzuführen, und eineMagnetresonanz-Tomographievorrichtung zum Akquirieren von Magnetresonanzdatenvon dem das Edelgas inhalierenden Probanden, wobei das Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystemdadurch gekennzeichnet ist, dass: die Edelgaspolarisierungsvorrichtungeinen Zufuhrabschnitt aufweist, der dazu dient, das mit einem Einatmungsmaterialgemischte Edelgas einem gegen die Außenluft abgeschlossenen Maskenabschnittzuzuführen,der die Atmungsorgane des Probanden bedeckt; der Zufuhrabschnitteinen Detektionssensor zum Detektieren der Atmung aufweist; und dieMagnetresonanz-Tomographievorrichtung einen Steuerungsverarbeitungsabschnittaufweist, um das Akquirieren oder basierend auf von dem Detektionssensorerfassten Atmungsdaten ein Optimieren von Parametern für das Akquirierendurchzuführen.
    [7] Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystem nachAnspruch 6, bei dem der Steuerungsverarbeitungsabschnitt das Akquirierensynchron mit dem in den Atmungsdaten angezeigten Einatmungs- oderAusatmungsvorgang durchführt.
    [8] Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystem nachAnspruch 7, bei dem der Steuerungsverarbeitungsabschnitt das Akquirierennach einer von der Synchronisation ausgehenden zusätzlichenZeitverzögerungdurchführt.
    [9] Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystem nacheinem der Ansprüche6 bis 8, bei dem der Steuerungsverarbeitungsabschnitt anhand derAtmungsdaten die Anzahl der Atemzüge zählt und basierend auf der Anzahlvon Atemzügendas Optimieren von Parametern durchführt.
    [10] Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebungssystem nachAnspruch 9, bei dem zu den Parametern der zum Erfassen der Magnetresonanzdatenzu verwendende Verstärkungsgradeines Verstärkersgehört.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-09-08| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110524 |
    2013-04-11| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20130101 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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