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W.GRÜNDER Relaxation Basis-Impulsprogramme W.GRÜNDER Nur zur internen Verwendung durch Teilnehmer an der Wahlfachvorlesung 1 Methoden der NMR-Bildgebung.

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2 W.GRÜNDER Relaxation Basis-Impulsprogramme

3 W.GRÜNDER Nur zur internen Verwendung durch Teilnehmer an der Wahlfachvorlesung 1 Methoden der NMR-Bildgebung und Spektroskopieder Universität Leipzig im WS 2004/2005 Enthält nur einige Basis-Folien der im Rahmen des Vorlesungszyklus erstellten Powerpoint –Präsentationen und ist lediglich zur Wiederholung bzw. Vertiefung des in den Vorlesungen vermittelten Wissens und zur Vorbereitung der Abschlußprüfung gedacht. Änderungen, Ergänzungen, Kopien, anderweitige (auch teilweise) Veröffentlichung sowie Weitergabe an Dritte nur mit ausdrücklicher Genehmigung des Autors ! Hinweise/ Kritiken zu Inhalt und Gestaltung an: Prof. Dr. W. Gründer, Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Stand: Januar 2005

4 W.GRÜNDER NMR - Relaxation T1T1 T2T2 freies Wasser kleine Moleküle, hohe Beweglichkeit gebundenes Wasser große Moleküle, langsame Bewegung T 1 /T 2 1/T c kalt warm 1/T 1 = C [ τ c /1+ω 0 τ c ) +2 τ c /(1+4 ω 0 2 τ c 2 )] τ c = 4πηa³/3kT (Wasser bei 20 0 C: τ c = s) weiches Gewebe

5 W.GRÜNDER T1 [ms] 1.5 T T T2 [ms] graue Substanz. weißeSubstanz. CSF Ödem Meningiom Gliom Astrozytom versch. Tumoren Gewebe Relaxationszeiten von Hirn-Gewebe PD = ρ [rel] ? - - -

6 W.GRÜNDER Das Spin-Echo x y TE/2 x y x y π/2-Impuls π- Impuls Spin-Echo

7 W.GRÜNDER Magnet B0B0 Lage des B o - / B 1 -Felds im SL-Magnet B1B1 B0B0 HF- Spule HF-(B 1 )Spule B1B1

8 W.GRÜNDER TE TR Spin-Echo-Experiment (SE) Über die experimentellen Parameter Echozeit (TE) und Wiederholzeit (TR) ist der Gewebekontrast variierbar S = K * ρ * ( 1 – exp{ - TR/ T 1 }) * exp { -TE/T 2 }

9 W.GRÜNDER Multi-Echo-Experiment (MSE) S = K * ρ * ( 1 – exp{ - TR/ T 1 }) * exp { -TE/T 2 } TR TE exp (-t/T 2 ) exp (-t/T 2 * ) Abfall der Echo-Einhüllenden mit T 2 Abfall der Freien Induktion mit T 2 *

10 W.GRÜNDER T1-Relaxation von Hirn-Gewebe mit Berücksichtigung der Protonendichte S = ρ [1 – exp(- TR/ T 1 )]

11 W.GRÜNDER Spin-Echo-Kontraste: die Wiederholzeit TR

12 W.GRÜNDER T1-Relaxation von Hirn-Gewebe mit Berücksichtigung der Protonendichte PD T1 bestimmt K ontrast: T1-Wichtung kaum Einfluß von T1 nur Einfluß von PD und T2 : PD- oder T2-Wichtung

13 W.GRÜNDER T2-Relaxation von Hirn-Gewebe ohne Berücksichtigung der PD S = exp (- TE / T 2 )

14 W.GRÜNDER mit Berücksichtigung der PD T2-Relaxation von Hirn-Gewebe S = ρ * exp (- TE / T 2 )

15 W.GRÜNDER Spin-Echo-Kontraste: die Echozeit TE

16 W.GRÜNDER Kontrast durch gewebespezifische Relaxation Longitudinale Relaxation T1 transversale Relaxation T2 TR M z S Gewebe1 2 lange TE Gewebe 2 Gewebe 1 TRTE kurze mittlere

17 W.GRÜNDER Spin-Echo-Kontraste: Einfluß von TR und TE mit Berücksichtigung der PD TR TE T1-Relaxation T2- Relax, Signal

18 W.GRÜNDER TR / 10 ms Spin-Echo-Kontrast von Hirn-Gewebe TE / ms

19 W.GRÜNDER Anteil der T2-Relaxation bei TR=1s (Meningiom) TE kurz TE lang

20 W.GRÜNDER TE TR Spin-Echo-Kontraste T2 T1 PD/ Rho 50

21 W.GRÜNDER Spin-Echo-Kontraste TE TR T2 T1 PD 50 SE: 2500/20 SE: 500/20 SE: 2500/90 SE: 500/90

22 W.GRÜNDER Spin-Echo- Kontraste Meningiom TE TR T2 T1 PD/ ρ 50 SE: 500 / 20 SE: 500 / 90 SE: 2500 / 20 SE: 2500 / 90 T1 PDT2 T1/T2

23 W.GRÜNDER Klinische Diagnostik: Meningiom T1-BildT2-Bild Parameter-Bilder T1T2

24 W.GRÜNDER Parameter-Bilder

25 W.GRÜNDER Inversion-Recovery-Experiment TE/2 π/2-Impuls π- Impuls Spin-Echo TI x y π- Impuls TE /2 x y z M0M0 x Zeit TR 3 Parameter zur Beeinflussung des Kontrasts: TI, TE, TR

26 W.GRÜNDER Inversion-Recovery-Experiment (IR) mit Berücksichtigung der Phasen-Richtung

27 W.GRÜNDER Inversion-Recovery-Experiment (IR) methodenbestimmte Kontrastparameter: Inversionszeit (TI ) Echozeit (TE) Wiederholzeit (TR) S = K * ρ * ( 1 – 2exp{ - TI/ T 1 }) ( 1 – exp{ - TR/ T 1 }) * exp { -TE/T 2 } TE TR TI ππππ/ 2

28 W.GRÜNDER Inversion-Recovery-Experiment 1.5T 0.5T

29 W.GRÜNDER TITE Inversion-Recovery-Experiment T2 TI - Kontrast

30 W.GRÜNDER Inversion-Recovery-Experiment (IR) ohne Berücksichtigung der Phase

31 W.GRÜNDER Inversion-Recovery-Experiment (IR) : normales Hirn

32 W.GRÜNDER Inversion-Recovery-Experiment : TE-Einfluß MCA-Infarkt

33 W.GRÜNDER Inversion-Recovery-Experiment norm. Mamma


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