Bildgebung und Gerätekomponenten –Magnetresonanztomografie Teil II

Backen Sie gerne? Wenn ja, dann besitzen Sie bereits das Handwerkzeug um einen komplexen Teil der MRT-Theorie zu verstehen, den K-Raum. Hier das entsprechende Rezept mit folgenden Zutaten: Patient (Wasserstoffprotonen), Magnetfeld und Untersuchungsspule, Gradienten, Hochfrequenzimpuls, MRT-Bildrechner. Legen Sie Ihren Patienten mit passender Untersuchungsspule in das MRT. Schalten Sie den ersten Gradienten ein. Vorsicht, es wird laut! Im Anschluss senden Sie einen Hochfrequenzimpuls ein. Vorsicht, es wird warm! Nehmen Sie die Signale auf. Schon ist der Teig (Rohdaten) fertig. In einem Kuchenteig sind zwar alle Zutaten enthalten, trotzdem fehlt noch ein wichtiger Schritt, bevor Sie den fertigen Kuchen servieren können. Die Rohdaten enthalten zwar alle Informationen der MRT-Aufnahme, aber auch hier fehlt der entscheidende Schritt, um dem Radiologen ein fertiges Bild servieren zu können. Was für den Kuchen der Backofen ist, ist für die Rohdaten der K-Raum. Das Backergebnis wird von Einstellungen wie Temperatur, Umluft, Ober- und Unterhitze, usw. beeinflusst. Die Bildqualität wird z. B. durch die Füllung und Größe des K-Raums bestimmt. Die 3-teilige Artikelserie ”Magnetresonanztomografie Teil I–III“ soll dazu beitragen, Grundkenntnisse aufzufrischen und bereits vorhandenes Wissen zu vertiefen. In dieser Ausgabe erläutern die Autoren die Begriffe Ortskodierung, Gradientenspulen, K-Raum und Spin-Echo. In der nächsten Ausgabe wird ”Teil III: Sequenzen und Bildqualität“ das bereits Erlernte vertiefen und die Begriffe FLAIR, STIR, Gradientenecho, TSE, TOF, Signal-zu-Rausch-Verhältnis erklären.

Kernaussagen

• Die Ortskodierung erfolgt durch verschiedene Gradienten, die das Hauptmagnetfeld überlagern.

• Die so entstandenen lokalen Magnetfeldänderungen führen zu unterschiedlichen Präzessionsfrequenzen der Wasserstoffprotonen und ermöglichen dadurch die schichtselektive Anregung.

• Jedes Pixel ist nach der Ortskodierung anhand von Frequenz und Phase eindeutig zu charakterisieren.

• Die Fourier-Transformation ermöglicht es, ein Signal in Phasen- und Frequenzanteile zu zerlegen.

• Der K-Raum ist ein mathematischer Raum und dient als Zwischenspeicher der MRT-Signale.

• In einer Spin-Echo-Sequenz wird pro TR eine Zeile des K-Raums gefüllt.

• Die Peripherie des K-Raums enthält die Auflösungsinformationen des Bildes.

• Das Zentrum des K-Raums enthält die Kontrastinformationen des Bildes.

• Je mehr Zeilen im K-Raum gefüllt werden müssen, desto länger die Untersuchungszeit.

• Der 180°-Hochfrequenzimpuls einer Spin-Echo-Sequenz bewirkt eine Rephasierung der Spins und somit das Spin-Echo.

• Literatur

• 1 Fourier-Transformation. Im Internet: http://de.wikipedia.org/wiki/Fourier-Transformation Stand 09.10.2011
• 2 Hoa D, Micheau A, Gahide G et al. L'IRM pas à pas. Bloomington, MN: Campus Medica; 2007
• 3 McRobbie DW, Moore EA, Graves MJ, Prince MR. MRI: From Picture To Proton. Cambridge: Cambridge University Press; 2007
• 4 Catherine Westbrook, Carolyn KautRoth, John Talbot. MRI In Practice. Blackwell Publishing: 2005