Beschreibung: |
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein Schnittbildverfahren, das vor allem in der medizinischen Diagnostik zur anatomischen Darstellung von Struktur und Funktion der Gewebe und Organe im menschlichen Körper eingesetzt wird. Die MRT zeichnet sich durch hohe räumliche Detailauflösung und exzellenten Weichteilkontrast aus, wobei die Signalerzeugung durch eine Kombination aus starken Magnetfeldern und elektromagnetischen Hochfrequenz (HF)-Feldern erfolgt. In dieser Vorlesung für das 1. Semester wird eine umfassende Einführung zur MRT gegeben. Im Rahmen der Vorlesung werden die physikalischen Grundlagen und technische Ansätze dieser interdisziplinäreren Thematik vermittelt. In der zugehörigen Übung werden analytische Rechenaufgaben zu ausgewählten Kapiteln berechnet. Zudem werden numerische Simulationen im Zusammenhang mit den involvierten Magnetfeldern– insbesondere im Bereich der Hochfrequenzspulen durchgeführt.
Die Vorlesung beinhaltet die folgenden Themenstellungen. Ausgewählte Themen werden dann innerhalb der Übung weiter vertieft. 1. Einführung in die Magnetresonanztomographie (MRT) 2. MR-Physik, Signalerzeugung, Bildkontraste (Protonendichte, T1, T2) 3. Bildkodierung (Echo-Erzeugung, Rohdaten im k-Raum, Bildmatrix mittels FFT) 4. Grundlegende Sequenzen (Gradienten Echo, Spin Echo & Abwandlungen davon) 5. Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) 6. Sicherheitsaspekte und Bildartefakte 7. Hauptmagnetfeld (B0): Supraleitung, Abschirmung, Quench 8. Gradienten-Felder und -Spulen 9. Hochfrequenz (HF)-Feld (B1): SAR, HF-Spulen: Sende-(Tx)/Empfangs-(Rx)-Spulen 10. Herausforderungen der 7-Tesla Hochfeld-MRT 11. Wanderwellen-MRT
Zum Abschluss des Kurses können die Studierenden im Rahmen einer Exkursion zum Erwin L. Hahn Institut für MR-Bildgebung, Zeche Zollverein in Essen, das dortige 7-Tesla Hochfeld-MRT und die zugehörigen Forschungsarbeiten näher kennenlernen. |
Lernziele: |
Nach dem Besuch der Lehrveranstaltung sollen die Studierenden in der Lage sein: • die physikalischen Grundlagen der MRT zu erläutern • die Signalerzeugung, verschiedene Kontrastmechanismen, und Sequenzdiagramme zu erklären • den prinzipiellen technischen Aufbau und die Funktion einzelner Systemkomponenten zu skizzieren • grundlegende elektromagnetische Simulationen von HF-Spulen durchzuführen |
Literatur: |
Magnete, Spins und Resonanzen – Eine Einführung in die Grundlagen der Magnetresonanztomographie, Siemens AG, Medical Solutions, Bestellnr.: A91100-M2200-M705-1, 223 Seiten, http://www.healthcare.siemens.de
Magnete, Fluss und Artefakte – Grundlagen, Techniken und Anwendungen der Magnetresonanztomographie, Siemens AG, Medical Solutions, Druck-Nr. MR-07001.643.01.01.01, 149 Seiten, http://www.healthcare.siemens.de
Magnetic Resonance Imaging: Physical Principles and Sequence Design, 2nd Edition, Robert W. Brown, Y.-C. Norman Cheng, E. Mark Haacke, Michael R. Thompson, Ramesh Venkatesan ISBN: 978-0-471-72085-0, 1008 Seiten, June 2014, Wiley-Blackwell
The Basics of MRI, Joseph P. Hornak, 2004, http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/
Electromagnetic Analysis and Design in Magnetic Resonance Imaging, Jianming Jin ISBN: 9780849396939, 282 pages, 1998, CRC Press |