Paralleles Senden
Unter parallelem Senden versteht man die Anregung des Kernspinsystems mit parallel angesteuerten, mehrkanaligen Sendespulen, auch parallele Anregung (parallel excitation, PEX) genannt. Ziel ist es, durch Ansteuerung der einzelnen Elemente eines Spulen-Arrays mit individuell gewählten Amplituden und Phasen die Feldverteilungen der magnetischen und elektrischen Hochfrequenzfelder ( B1 bzw. E1) für die jeweilige Anwendung zu optimieren. Neben Verfahren zur Homogenisierung (B1-Shimming) oder Fokussierung der NMR-aktiven B1-Komponente sind PEX-Verfahren zur gezielten Anregung von Magnetisierungsmustern mit frei wählbarer räumlicher Verteilung von zunehmender Bedeutung. Diese Techniken, häufig als Transmit-SENSE bezeichnet, basieren auf dem gleichzeitigen "Abspielen" individueller HF-Verläufe auf den einzelnen Spulen-Elementen, während das Gradientensystem eine 2- oder 3-dimensionale k-Raum-Trajektorie erzeugt. Diese Verfahren sind insbesondere für die Hoch- und Ultrahochfeld-MRT von Bedeutung.
Abb. 1: 4-kanaliges Sendesystem des 3-Tesla-MRT der PTB.
Abb. 2: Links: 4-Kanal-Kopfspule für parallele Anregungstechniken. Rechts: Computermodell der Spule mit Zylinderphantom für numerische Simulationen.
Bei den allermeisten heute existierenden Kernspintomographen ist für die Anregung des Kernspinsystems nur eine einkanalige Körperspule vorgesehen. Im Gegensatz dazu ist das 3-Tesla-MRT der PTB PEX-fähig. Dazu gehört ein kohärent betriebenes mehrkanaliges HF-System mit Frequenzerzeugung, Pulsmodulation, HF-Leistungsverstärkern, Sende/Empfangs-Umschaltern sowie mehrkanalige Sende/Empfangs-Spulensysteme.
In Zusammenarbeit mit Bruker Biospin MRI und der Universtät Freiburg konnte das Transmit-SENSE-Verfahren erstmals experimentell demonstriert werden1. Neben der Entwicklung neuartiger Messverfahren untersucht die Arbeitsgruppe auch die Verteilung der spezifischen Absorptionsrate (SAR) bei paralleler Anregung, um zukünftig auch bei diesen wesentlich komplexeren Verfahren die Patientensicherheit gewährleisten zu können.
Abb. 3: PEX: gezielte Anregung von Magnetisierungsmustern mit frei wählbarer räumlicher Verteilung, Phantomexperiment (oben), Anregung des Frontallappens im Gehirn (unten)
Literatur
P. Ullmann,S. Junge, M. Wick, F. Seifert, W. Ruhm, J. Hennig
Experimental analysis of parallel excitation using dedicated coil setups and simultaneous RF transmission on multiple channels
Magn Reson Med 54, 994-1001 (2005)
F. Seifert, G. Wübbeler, S. Junge, B. Ittermann, H. Rinneberg
Patient safety concept for multichannel transmit coils
J Magn Reson Imaging 26, 1315-21 (2007)
Kontakt
Frank Seifert© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2012-01-17, Webmaster Abteilung 8
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