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butterfliege
Anmeldungsdatum: 29.12.2009
Beiträge: 18
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 butterfliege Verfasst am: 11. Feb 2010 10:02 Titel: MRT rotierendes Koordinatensystem |
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Ich beschäftige mich gerade mit dem MRT.
Und mir fehlt eine Formulierung, warum man beim RF-Impuls in ein rotierendes Koordinatensystem transformiert.
die spins rotieren ja, aber wieso redet man vom rotierenden RF-Puls?
das ist mir nicht ganz klar.
MfG |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Feb 2010 13:31 Titel: |
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Im rotierenden Bezugssystem legt man ja eine Weile lang ein Magnetfeld in x-Richtung an, um die Spins ein Stück weit herunterpräzedieren zu lassen und damit ein Stück weit herunterzuklappen.
So einen (im Laborsystem linear schwingenden) rf-Puls kann man zerlegen in zwei gegeneinander rotierende Komponenten, von denen macht die mitrotierende Komponente den allergrößten Effekt (nämlich besagtes mitrotierende Magnetfeld, das die Spins herunterklappt), und die entgegengesetzt rotierende Komponente macht im Vergleich dazu nur einen kleinen Effekt.
Hilft dir so etwas in aller Kürze schon weiter?
Oder magst du mal genauer erzählen, was du bisher schon über die Funktionsweise der Magnetresonanztomografie gelernt und verstanden hast, und an welcher Stelle du konkret noch nachdenkst? |
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butterfliege
Anmeldungsdatum: 29.12.2009
Beiträge: 18
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| butterfliege Verfasst am: 11. Feb 2010 20:03 Titel: |
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ja das hilft mir schon etwas weiter.
Also ich habe im MRT RF-Anregung behandelt, änderung der magnetisierung mit der zeit, relaxation, inversion-recovery, gradienten-echo, signal-orts-zuweisung.
ich glaube, bei mir hakt es momentan an der vorstellungskraft.
Wir hatten das auch aufgespalten in der Vorlesung, mit dem ergebnis, dass wir eben ein signal an der x-achse des rotierenden systems haben.(wir hatten die herleitung auf B bezogen)
Wieso ist es denn unbedingt erforderlich ins rotierende Koordinatensystem zuwechseln, dieser sinn will mir einfach gerade nicht klar werden. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Feb 2010 20:12 Titel: |
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Es ist eben viel einfacher, das ganze im rotierenden Koordinatensystem zu betrachten. (Dann wird einem gedanklich nicht so schwindlig vom vielen Drehen  ).
Wenn man unbedingt mag, dann könnte man das sicher auch auf die harte Tour versuchen und alles nur im Laborsystem hinschreiben. Das fände ich allerdings viel komplizierter 
Was weißt du bisher schon über die konkrete detaillierte Beschreibung des grundlegenden Vorgangs, wie so ein Magnetisierungspfeil, der in z-Richtung zeigt, von einem rf-Puls nach unten geklappt wird? Wie würdest du zum Beispiel einen ganz gewöhnlichen  -Puls im Detail beschreiben und erklären? |
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butterfliege
Anmeldungsdatum: 29.12.2009
Beiträge: 18
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| butterfliege Verfasst am: 11. Feb 2010 20:29 Titel: |
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ok, weils einfach ist...
mein problem ist meistens, dass ich zu kompliziert denke - obwohl die Lösung auf der Hand liegt...
naja ich habe ein stat. Magnetfekd B0, aufgrund des Drehmoment, das auf die Kerne wirkt und des Spins > präzedieren sie, also drehimpulsorientierung des kerns dreht sich um die richtung des magnetfeldes. ( bei B0 in z-richtung)
durch einen 90°-Puls erfolgt ein Umklappen der Spins in x-y-Ebenne (Transversalmagnetisierung), wodurch eine Spin-dephasierung erfolgt. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Feb 2010 22:17 Titel: |
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Mal Schritt für Schritt:
| butterfliege hat Folgendes geschrieben: |
naja ich habe ein stat. Magnetfekd B0, aufgrund des Drehmoment, das auf die Kerne wirkt und des Spins > präzedieren sie, also drehimpulsorientierung des kerns dreht sich um die richtung des magnetfeldes. ( bei B0 in z-richtung)
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Einverstanden. Und zuvor, beim Anlegen des Magnetfeldes B_0, wurde eine Magnetisierung in z-Richtung erzeugt. Wir haben jetzt also einen Pfeil (einen Bloch-Vektor), der in z-Richtung zeigt.
| Zitat: |
durch einen 90°-Puls erfolgt ein Umklappen der Spins in x-y-Ebenne (Transversalmagnetisierung)
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Einverstanden. Meine Frage war: Wieviel hast du schon im Detail darüber verstanden, was so ein 90°-Puls ganz genau ist, und wie genau er es bewirkt, dass der Pfeil (der Bloch-Vektor, die Spins) in die x-y-Ebene herunterklappt?
| Zitat: |
, wodurch eine Spin-dephasierung erfolgt. |
Die erfolgt erst danach. Ich würde sagen, die wollen wir erstmal hier nicht auch noch mitbetrachten. |
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butterfliege
Anmeldungsdatum: 29.12.2009
Beiträge: 18
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| butterfliege Verfasst am: 12. Feb 2010 12:38 Titel: |
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weiß nicht genau worauf du hinaus willst.
die Bloch-Gleichungen beschreiben ja die zetiliche Veränderung der Magnetisierung.
die wiederung von der Pulsdauer meines RF-Pulses abhängt- |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. Feb 2010 14:09 Titel: |
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Die Bloch-Gleichungen sind ja bereits die volle mathematische Beschreibung dessen, was da passiert.
Ich dachte erstmal eher vor allem an Überlegungen wie (das oben bereits angedeutete):
Ein rf-Puls hat den Zweck, im mit den Spins mitrotierenden Bezugssystem für eine Zeitlang ein Magnetfeld in x-Richtung anzulegen, um das die Spins prädezieren. Das klappt die Spins herunter.
Sind solche Überlegungen in Worten in etwa das, was du glaubst, an Verständnis noch zu benötigen, um ein gutes Verständnis davon zu bekommen, warum es so praktisch ist, ins rotierende Bezugssytem zu gehen? |
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butterfliege
Anmeldungsdatum: 29.12.2009
Beiträge: 18
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| butterfliege Verfasst am: 12. Feb 2010 14:21 Titel: |
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ja genau:) |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. Feb 2010 14:53 Titel: |
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Und, was meinst du, wie weit du solche Überlegungen bisher schon nachvollzogen hast?
Magst du mal versuchen, mit solchen Worten und Überlegungen im Detail selbst zu formulieren, was bei einem -Puls passiert? |
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butterfliege
Anmeldungsdatum: 29.12.2009
Beiträge: 18
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| butterfliege Verfasst am: 12. Feb 2010 17:22 Titel: |
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Durch einen 90°-Puls rotiert der Bloch-Vektor(Magnetisierung) nicht mehr entlang des B0-Feldes, sondern in der x-y-Ebene. Und zwar muss man den Puls im richtigen Moment abschalten. Man zwingt sie sozusagen auf höhere Energiezustände, da die potentielle Energie beim präzidieren in Richtung des stationären Magnetfeldes kleiner ist als gegen die Richtung.
Nun kommt es zu einer Spin-Dephasierung, da sozusagen die "schnelleren Vektoren" vor den langsameren sind. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. Feb 2010 19:46 Titel: |
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| butterfliege hat Folgendes geschrieben: | Man zwingt sie sozusagen auf höhere Energiezustände, da die potentielle Energie beim präzidieren in Richtung des stationären Magnetfeldes kleiner ist als gegen die Richtung.
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Ja, das könnte man so sagen. Genaugenommen ist der Zustand, in den man die Spins mit so einem Pi-Halbe-Puls überführt, die kohärente Überlagerung des Zustands "Spin in z-Richtung" mit dem (energietisch höher liegenden) Zustand "Spin in -z-Richtung".
| Zitat: |
Nun kommt es zu einer Spin-Dephasierung, da sozusagen die "schnelleren Vektoren" vor den langsameren sind. |
Das passiert ja dann erst nach dem Puls, und auch nur dann, wenn die verschiedenenen Spins sich unterschiedlich schnell drehen, weil zum Beispiel die Magnetfelder an den verschiedenen Orten der Spins unterschiedlich groß sind, oder weil die Spins verschiedene Spins mit unterschiedlichen Präzessionsfrequenzen sind.
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Mit den Aussagen, die du hier erwähnst, bin ich also einverstanden. Ich glaube, du hast auch schon ein bisschen ein besseres Verständnis vom Sachverhalt deiner ursprünglichen Frage gewonnen.
Magst du, falls sich noch irgendwelche weiteren konkreten Fragen ergeben, am besten konkret danach fragen? Vielleicht schaust du ja zum tieferen Verständnis auch gerne nochmal in gut geschriebene Lehrbücher dazu; kennst du zum Beispiel schon Klassiker wie Abragam oder Slichter, oder auch diverse neuere Bücher zum Thema MRT mit gut geschriebenen einleitenden Kapiteln? |
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butterfliege
Anmeldungsdatum: 29.12.2009
Beiträge: 18
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| butterfliege Verfasst am: 13. Feb 2010 17:31 Titel: |
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danke erst einmal für deine Hilfe!
Melde mich wieder bei konkreten Problemen. |
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butterfliege
Anmeldungsdatum: 29.12.2009
Beiträge: 18
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| butterfliege Verfasst am: 13. Feb 2010 18:04 Titel: |
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hab da auch gleich eine Frage.
und zwar zum Gradienten-Echo
beim Gradienten-Echo:
zuerst lege ich einen Puls an mit einem kleineren Winkel als 90°
dann lege ich einen negativen x-Gradienten an, um die Spins zu dephasieren.
-hier meine ersten Fragen. in welchem Bereich ist der Gradient denn stärker, also weiß meint man genau mit negativ?
so dann ist ein positiver x-Gradient nötig, damit ich eine Rephasierung bekomme für mein Echo-Signal.
Und noch mal zum Spin-Echo
-nach dem 90°-Puls, entsteht die Dephasierung durch die Spin-Spin-Ralxation, richtig? Wir haben uns aufgeschrieben, dass ein 2. 180°-Impuls erforderlich ist, da T2 aufgrund der Feldinhomohenitäten direkt zu messen ist. Durch den 180°-Puls bekomme ich ja die Rephasierung und somit mein Spin-Echo. Kann ich also generell nach einem 90°-Puls kein Echo messen? |
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butterfliege
Anmeldungsdatum: 29.12.2009
Beiträge: 18
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| butterfliege Verfasst am: 13. Feb 2010 18:16 Titel: |
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und beim Gradienten bei der Schichtselektion.
Hierbei schalte ich während eines Pulses ein Gradient in z-Richtung.Dadurch habe ich in jeder z-Ebende verschiedene Frequenzen und es klappen nur die um, die die entsprechende Frequenz haben.
so dann komme ich zur Frequenzkodierung
hier benutze ich wieder einen x-Gradient, was ist der unterschied zum Gradientenecho? Das der Gradient nicht negativ ist?
So ich glaub, das reicht erstmal... |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Feb 2010 22:10 Titel: |
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| butterfliege hat Folgendes geschrieben: | hab da auch gleich eine Frage.
und zwar zum Gradienten-Echo
beim Gradienten-Echo:
zuerst lege ich einen Puls an mit einem kleineren Winkel als 90°
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Das ist erstmal nicht entscheidend, das darf im Prinzip auch einfach ein pi-Halbe-Puls sein.
| Zitat: |
dann lege ich einen negativen x-Gradienten an, um die Spins zu dephasieren.
-hier meine ersten Fragen. in welchem Bereich ist der Gradient denn stärker, also weiß meint man genau mit negativ?
so dann ist ein positiver x-Gradient nötig, damit ich eine Rephasierung bekomme für mein Echo-Signal.
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Beim ersten Gradienten ist das Magnetfeld am einen Ort stärker als am anderen (so dass die Spins am einen Ort schneller kreiseln als am anderen).
Beim zweiten Gradienten ist das Magnetfeld am anderen Ort stärker als am einen (so dass die Spins, die vorher die schnelleren waren, nun die langsameren waren).
Man könnte also auch zuerst einen positiven Gradienten anlegen und danach einen negativen, das würde ebenso refokussieren.
(positiver Gradient wäre dB/ds > 0, und mit s meine ich dabei die Raumachse, die einen in dem Zusammenhang interessiert. Ob positiv oder begativ ist also weniger wichtig als darauf zu achten, dass die beiden Gradienten jeweils entgegengesetzt gerichtet sind.)
| Zitat: |
Und noch mal zum Spin-Echo
-nach dem 90°-Puls, entsteht die Dephasierung durch die Spin-Spin-Ralxation, richtig? Wir haben uns aufgeschrieben, dass ein 2. 180°-Impuls erforderlich ist, da T2 aufgrund der Feldinhomohenitäten direkt zu messen ist. Durch den 180°-Puls bekomme ich ja die Rephasierung und somit mein Spin-Echo. Kann ich also generell nach einem 90°-Puls kein Echo messen? |
Wenn die Spins aufgrund von Feldinhomgenitäten dephasieren (die nicht geordnet als Magnetfeldgradient angelegt werden), hat man auch wieder schnellere und langsamer kreiselnde Spins. Nur kann man diesmal nicht die Feldinhomogenitäten "umdrehen", weil man die ja hier nicht selbst erzeugt hat.
Statt dessen dreht man die Reihenfolge der Spins um, also die Orte, an denen sich die Spins in ihrem Wettlauf befinden: Diejenigen, die vor dem 180°-Puls am schnellsten waren, sind auch nach dem 180°-Puls wieder am schnellsten, aber sie werden durch den 180°-Puls von der Spitze des "Wettläufer-Feldes" ans Ende zurückversetzt, während die langsamsten vom Ende an die Spitze gesetzt werden. Nach der Rephasierungszeit sind sie dann also alle wieder "gleichauf" und haben wieder dieselbe Phase.
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Aber so etwas erzählt zu bekommen, ist nur das eine, es selbst nachzuvollziehen, das andere.
Kannst du dir Skizzen mit Pfeilen für die Spins darin malen, mit denen du grafisch nachvollziehen und aufmalen kannst, was ich da erzählt habe? Magst du diese Skizzen gerne mal hier zeigen?
Zuletzt bearbeitet von dermarkus am 13. Feb 2010 22:15, insgesamt 3-mal bearbeitet |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Feb 2010 22:13 Titel: |
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| butterfliege hat Folgendes geschrieben: | und beim Gradienten bei der Schichtselektion.
Hierbei schalte ich während eines Pulses ein Gradient in z-Richtung.Dadurch habe ich in jeder z-Ebende verschiedene Frequenzen und es klappen nur die um, die die entsprechende Frequenz haben.
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Klingt gut
| Zitat: |
so dann komme ich zur Frequenzkodierung
hier benutze ich wieder einen x-Gradient, was ist der unterschied zum Gradientenecho? Das der Gradient nicht negativ ist?
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Hier legst du den x-Gradienten während des Auslesens des FID an, das heißt, du weißt, wenn ein Spin bei einer bestimmten Frequenz kreiselt, dann kennst du dementsprechend seine x-Koordinate im Raum. |
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