An Introduction to the Physics and Function of Magnetic Resonance Imaging
E-Book, Englisch, Deutsch, 156 Seiten
ISBN: 978-3-540-27948-8
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)
Physik und Funktionsweise der Magnetresonanztomographie sind komplex und für den Nicht-Physiker nur schwierig nachzuvollziehen. Dennoch muss jeder, der diese Technik in der Praxis erfolgreich anwenden möchte, ihre Grundlagen verstehen. Dieses Buch erklärt prägnant und bestechend anschaulich das erforderliche physikalische und technische Basiswissen. Seit vier Auflagen ist dieses Konzept außerordentlich erfolgreich, und wird deshalb in der Neuauflage fortgeführt. Sämtliche Kapitel wurden aktualisiert. Das Thema kardiovaskuläre Bildgebung gewinnt immer mehr an Bedeutung. Diesem Sachverhalt wird durch ein entsprechendes Kapitel Rechnung getragen. Ein ausführliches Glossar dient dem schnellen Nachschlagen. Das Buch ist ein Muss für alle Ärzte, MTRAs und Studenten, die sich mit den Grundlagen der MRT vertraut machen wollen.
Zielgruppe
Medical doctors, medical-laboratory assistants and
students interested in MR imaging
Weitere Infos & Material
1;Vorwort zur 5. Auflage;6
2;Vorwort zur 1. Auflage;7
3;Inhaltsverzeichnis;8
4;Vorbemerkung;11
5;Abkürzungen;12
6;1 Spins und das MR-Phänomen;13
7;2 Relaxation;17
7.1;2.1 T1: Longitudinale Relaxation;17
7.2;2.2 T2/T2*: Transversale Relaxation;18
7.3;Literatur;20
8;3 Bildkontrast;21
8.1;3.1 Repetitionszeit TR und T1-Gewichtung;21
8.2;3.2 Echozeit TE und T2-Gewichtung;23
8.3;3.3 Sättigung bei kurzer Repetitionszeit;26
8.4;3.4 Pulswinkel (»Flip Angle«);27
8.5;3.5 Vorsättigung (»Presaturation«);27
8.6;3.6 Magnetisierungstransfer;27
8.7;Literatur;28
9;4 Schichtwahl und Ortskodierung;29
9.1;4.1 Dreidimensionale Ortskodierung;33
9.2;4.2 K-Raum;34
9.3;Literatur;35
10;5 Determinanten des Signal-zu-Rausch- Verhältnisses;37
10.1;5.1 Pixel, Voxel, Matrix;38
10.2;5.2 Schichtdicke und Bandbreite;38
10.3;5.3 Field-of-View und Matrix;40
10.4;5.4 Anzahl der Messungen;44
10.5;5.5 Bildparameter;44
10.6;5.6 Magnetfeldstärke;44
10.7;5.7 Spulen;44
11;6 Aufbau eines MR-Tomographen;47
11.1;6.1 Magnet;47
11.2;6.2 Gradientensystem;49
11.3;6.3 Hochfrequenzsystem;50
11.4;6.4 Computer;50
11.5;Literatur;50
12;7 Basis-Puls-Sequenzen;51
12.1;7.1 Spinecho (SE)-Sequenz;52
12.2;7.2 Outflow-Effekt;53
12.3;7.3 Mehrschichtaufnahme (»Multislice Imaging«);53
12.4;7.4 Inversion-Recovery (IR)-Sequenz;54
12.5;7.5 STIR-Sequenz (»Short TI Inversion Recovery«);55
12.6;7.6 FLAIR-Sequenz (»Fluid Attenuated Inversion Recovery«);55
12.7;7.7 Gradientenecho (GRE)-Sequenz;56
12.8;7.8 Mehrfache Echos (Multi-Echo-Sequenzen);58
13;8 Schnelle Pulssequenzen;59
13.1;8.1 Schnelle (Fast, FSE)- oder Turbo-Spinecho (TSE)-Sequenzen;59
13.2;8.2 Single-Shot-Fast-Spin-Echo (SSFSE)-Sequenz;60
13.3;8.3 Schnelle (Fast) oder Turbo-Inversion-Recovery (Fast STIR)-Sequenzen;61
13.4;8.4 Schnelle Gradientenecho (GRE)-Sequenzen;61
13.5;8.5 Echoplanare (EPI-) Sequenz;61
13.6;8.6 Hybridsequenz;62
13.7;8.7 Gradient and Spin Echo (GRASE)-Sequenz;63
13.8;8.8 Spiralsequenz;63
13.9;8.9 Echozeit und T2-Kontrast in schnellen Sequenzen;63
13.10;Literatur;63
14;9 Techniken zur Fettsuppression;65
14.1;9.1 Fettsuppression durch Nutzen der chemischen Verschiebung zwischen Wasser und Fett;65
14.2;9.2 Frequenz-selektive Fettsuppression;67
14.3;9.3 Short-TI Inversion Recovery (STIR);68
14.4;9.4 Spectral Presaturation with Inversion Recovery (SPIR);68
15;10 Parallele Bildgebung;69
15.1;10.1 Hintergrund;69
15.2;10.2 Prinzip der parallelen Bildgebung;69
15.3;10.3 Besondere Anforderungen;70
15.4;10.4 Anwendungsbereich;71
15.5;Literatur;72
16;11 Kardiovaskuläre Bildgebung;73
16.1;11.1 Angiographie;73
16.2;11.2 Perfusionsbildgebung;87
16.3;11.3 Diffusions-Bildgebung;88
16.4;11.4 Der BOLD-Effekt in der funktionellen Hirnbildgebung;91
16.5;11.5 Bildgebung am Herzen;93
16.6;11.6 Herzbildgebung mit SSFP-Sequenzen;94
16.7;11.7 Myokardperfusionsbildgebung;95
16.8;11.8 Späte Signalverstärkung: »Late-Enhancement«;96
16.9;11.9 Nachweis pathologisch hoher Eisenkonzentrationen im Herzmuskel;97
17;12 MR-Kontrastmittel;99
17.1;12.1 Chemische Struktur;102
17.2;12.2 Relaxivität;104
17.3;12.3 Pharmakologische Eigenschaften;106
17.4;12.4 Ausblick;114
17.5;Literatur;118
18;13 Artefakte im MR-Bild;119
18.1;13.1 Bewegungs- und Flussartefakte (»Ghosting«);119
18.2;13.2 Phase Wrapping;121
18.3;13.3 Chemische Verschiebung (»Chemical Shift«);122
18.4;13.4 Suszeptibilität;124
18.5;13.5 Trunkationsartefakt;124
18.6;13.6 Magic Angle;125
18.7;13.7 »Eddy Currents«;125
18.8;13.8 Partialvolumenartefakte;125
18.9;13.9 Inhomogene Fettsuppression;125
18.10;13.10 Linienartefakte (»Zipper-Like Artifacts«), Radiofrequenzstörung;126
18.11;13.11 »Criss-Cross«- oder »Herring-Bone«-Artefakte, Datenfehler;126
19;14 Hochfeld-MRI;127
19.1;14.1 Gewebekontrast;128
19.2;14.2 Suszeptibilität;128
19.3;14.3 Chemische Verschiebung;128
19.4;14.4 Hochfrequenz (HF)-Absorption;128
20;15 Sicherheit und Risiken;131
20.1;Literatur;133
21;Glossar;135
22;Stichwortverzeichnis;153
8.6 Hybridsequenz (S. 50-51)
Mehrere Puls-Sequenz-Techniken bestehen aus einer Kombination, oder einem »Hybrid«, von SE- und GRE-Methoden. Dazu gehören Bildgebung mit Gradienten-und-Spinecho (GRASE)-Sequenzen sowie die Bildgebung mit Spiralsequenzen.
8.7 Gradient and Spin Echo (GRASE)-Sequenz
Die GRASE-Sequenz besteht aus einer Kombination von FSE- und einer EPI-Sequenz. Mit einer Serie von 180°-Impulsen werden mehrere Spin Echos erzeugt (wie bei FSE), aber pro Echo erfolgen durch Hin- und Herschalten des Frequenzgradienten mehrere Messungen (wie bei EPI). Durch die bessere Ausnutzung der zeitraubenden 180°-Impulse ist diese Sequenz noch schneller als eine FSE Sequenz. Trotzdem verschlechtert sich die Bildqualität nicht, denn der Signalabfall erfolgt mit T2 und nicht mit T2*, und auch das Kontrastverhalten bleibt erhalten, wie wir dies von den konventionellen SE-Sequenzen her kennen.
8.8 Spiralsequenz
Bei Spiralsequenzen wird der K-Raum spiralförmig gefüllt. Grundlage der Spiralsequenzen sind GRE-Sequenzen, welche mit zwei oszillierenden Gradienten kombiniert werden. Spiralsequenzen scheinen ihr Potenzial vor allem in der Echtzeitbildgebung des Herzens zu haben.
8.9 Echozeit und T2-Kontrast in schnellen Sequenzen
Bei den konventionellen SE- und GRE-Sequenzen wird nur ein Echo pro Anregung erzeugt. Schlussendlich haben alle Echos, die zum Aufbau eines Bildes gemessen wurden, die gleiche Echozeit und somit die gleich starke T2-Gewichtung. So ein Bild hat deshalb eine genau definierte T2-Gewichtung.
Bei den schnellen Techniken FSE und EPI ist das anders. Mit jeder Anregung werden ja mehrere Echos erzeugt, die unterschiedliche Echozeiten und deshalb verschieden starke T2-Gewichtungen haben. In einem solchen Bild kommen also mehrere T2-Gewichtungen vor. Darum bestimmen wir eines dieser Echos als dasjenige, das hauptsächlich den T2- Kontrast beeinflussen soll (in . Abb. 34 ist es das dritte von vier Echos). Seine Echozeit nennen wir effektive Echozeit (effektives TE), müssen uns aber immer bewusst sein, dass der T2-Kontrast nicht ausschließlich von dieser, sondern auch noch von anderen Parametern bestimmt wird.
Technisch erreichen wir das, indem wir die Messung so planen, dass das gewünschte Echo in die Mitte des K-Raumes ( Kap. 4) zu liegen kommt. Die dort gespeicherten Daten beeinflussen nämlich den Bildkontrast am stärksten.
