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Questions and Answers
Was entsteht, wenn man die inverse Fouriertransformation anwendet?
Was entsteht, wenn man die inverse Fouriertransformation anwendet?
- Ein Bild aus Pixelinformationen (correct)
- Ein Signal im Frequenzbereich
- Ein Schnittbild aus Rauschdaten
- Eine Audioaufnahme
Welche Art von Magneten wird meist in modernen MRT-Geräten verwendet?
Welche Art von Magneten wird meist in modernen MRT-Geräten verwendet?
- Resistive Magnete
- Supraleitende Magnete (correct)
- Ferromagnetische Materialien
- Permanentmagnete
Was bezeichnet der Wert 1,5 T in Bezug auf MRT-Geräte?
Was bezeichnet der Wert 1,5 T in Bezug auf MRT-Geräte?
- Die Größe des Patienten
- Die Stärke des Gradientenfeldes
- Die Stärke des Grundmagnetfeldes (correct)
- Die Auflösung des Bildes
Wie kodiert der äußere Bereich des k-Raums Informationen?
Wie kodiert der äußere Bereich des k-Raums Informationen?
Was ist der Zweck eines Faraday‘schen Käfigs in MRT-Geräten?
Was ist der Zweck eines Faraday‘schen Käfigs in MRT-Geräten?
Welche der folgenden Komponenten ist nicht Teil eines MRT-Geräts?
Welche der folgenden Komponenten ist nicht Teil eines MRT-Geräts?
Wie wirkt sich ein höheres B0-Magnetfeld auf den Magnettyp aus?
Wie wirkt sich ein höheres B0-Magnetfeld auf den Magnettyp aus?
Welcher Bereich im k-Raum ist entscheidend für die Bildkontraste?
Welcher Bereich im k-Raum ist entscheidend für die Bildkontraste?
Welche Aussage zu T1- und T2-Relaxation in der MRT ist korrekt?
Welche Aussage zu T1- und T2-Relaxation in der MRT ist korrekt?
Was beschreibt am besten den Begriff 'MRT-Sequenz'?
Was beschreibt am besten den Begriff 'MRT-Sequenz'?
Wie wird die Ortskodierung in der MRT ermöglicht?
Wie wird die Ortskodierung in der MRT ermöglicht?
Welche der folgenden Aussagen zu T1- und T2-gewichteten Bildern ist falsch?
Welche der folgenden Aussagen zu T1- und T2-gewichteten Bildern ist falsch?
Was ist eine mögliche Folge einer unzureichenden Ortskodierung in der MRT?
Was ist eine mögliche Folge einer unzureichenden Ortskodierung in der MRT?
Welche Aussage zur Variation von TR und TE ist zutreffend?
Welche Aussage zur Variation von TR und TE ist zutreffend?
Welches Signal wird in der MRT hauptsächlich analysiert?
Welches Signal wird in der MRT hauptsächlich analysiert?
Was bedeutet eine hohe T1-Relaxation in der Bilddarstellung?
Was bedeutet eine hohe T1-Relaxation in der Bilddarstellung?
Welche der folgenden Aussagen beschreibt ein Hauptmerkmal der Magnetresonanztomographie (MRT) im Vergleich zur Computertomografie (CT)?
Welche der folgenden Aussagen beschreibt ein Hauptmerkmal der Magnetresonanztomographie (MRT) im Vergleich zur Computertomografie (CT)?
Was beschreibt die Larmor-Frequenz im Kontext der Magnetresonanztomographie?
Was beschreibt die Larmor-Frequenz im Kontext der Magnetresonanztomographie?
Welches der folgenden Gewebe wird typischerweise am besten durch die MRT dargestellt?
Welches der folgenden Gewebe wird typischerweise am besten durch die MRT dargestellt?
Welche Aussage ist falsch hinsichtlich der Ionisierungsstrahlung und deren Wirkung auf den Menschen?
Welche Aussage ist falsch hinsichtlich der Ionisierungsstrahlung und deren Wirkung auf den Menschen?
Was ist eine Einschränkung der Computertomografie (CT)?
Was ist eine Einschränkung der Computertomografie (CT)?
Wie wirken sich elektrische Impulse hoher Frequenz auf die Atomkerne im MRT aus?
Wie wirken sich elektrische Impulse hoher Frequenz auf die Atomkerne im MRT aus?
Welcher der folgenden Aspekte ist kein Vorteil der Magnetresonanztomographie?
Welcher der folgenden Aspekte ist kein Vorteil der Magnetresonanztomographie?
Was passiert mit den Spins der Atomkerne, wenn ein starkes äußeres Magnetfeld angelegt wird?
Was passiert mit den Spins der Atomkerne, wenn ein starkes äußeres Magnetfeld angelegt wird?
Was bewirkt der z-Gradient in der Schichtselektion?
Was bewirkt der z-Gradient in der Schichtselektion?
Wie erfolgt die Frequenzkodierung in der selektierten Schicht?
Wie erfolgt die Frequenzkodierung in der selektierten Schicht?
Welche Rolle spielt der Phasenkodiergradient?
Welche Rolle spielt der Phasenkodiergradient?
Welche Rolle spielt der Phasenkodiergradient in der Bildgebung?
Welche Rolle spielt der Phasenkodiergradient in der Bildgebung?
Was passiert nach dem Abschalten des Phasenkodiergradienten?
Was passiert nach dem Abschalten des Phasenkodiergradienten?
Wie können die unterschiedlichen Frequenzen im Auslesesignal verarbeitet werden?
Wie können die unterschiedlichen Frequenzen im Auslesesignal verarbeitet werden?
Wie ist der k-Raum strukturiert?
Wie ist der k-Raum strukturiert?
Welche Information ist nach der Schichtselektion noch nicht vorhanden?
Welche Information ist nach der Schichtselektion noch nicht vorhanden?
Welche Ausgangsbedingung ist für einen HF-Impuls erforderlich?
Welche Ausgangsbedingung ist für einen HF-Impuls erforderlich?
Was wird in den Spalten des k-Raums eingetragen?
Was wird in den Spalten des k-Raums eingetragen?
Was findet nach der Frequenzkodierung statt?
Was findet nach der Frequenzkodierung statt?
Welche Transformation wird zur Rekonstruktion eines Schnittbilds verwendet?
Welche Transformation wird zur Rekonstruktion eines Schnittbilds verwendet?
Was zeigt die Zeilenrichtung im k-Raum an?
Was zeigt die Zeilenrichtung im k-Raum an?
Was geschieht mit den Spins in der selektierten Schicht, nachdem der Schichtselektionsgradient angelegt wurde?
Was geschieht mit den Spins in der selektierten Schicht, nachdem der Schichtselektionsgradient angelegt wurde?
Wie werden die Signalanteile im k-Raum dargestellt?
Wie werden die Signalanteile im k-Raum dargestellt?
Warum ist die Phasenkodierung im Bildgebungsprozess wichtig?
Warum ist die Phasenkodierung im Bildgebungsprozess wichtig?
Welche Bedingung muss für den Supraleitungseffekt in MRT-Geräten erfüllt sein?
Welche Bedingung muss für den Supraleitungseffekt in MRT-Geräten erfüllt sein?
Welche Funktion haben Shimspulen in einem MRT-Gerät?
Welche Funktion haben Shimspulen in einem MRT-Gerät?
Was passiert beim Quench-Effekt in einem MRT-Gerät?
Was passiert beim Quench-Effekt in einem MRT-Gerät?
Welche Spulen sind für die Ortskodierung im MRT-Bild verantwortlich?
Welche Spulen sind für die Ortskodierung im MRT-Bild verantwortlich?
Wozu dienen HF-Spulen im MRT?
Wozu dienen HF-Spulen im MRT?
Welche Gefahr besteht, wenn die Temperatur im Kühlsystem eines MRT-Gerätes ansteigt?
Welche Gefahr besteht, wenn die Temperatur im Kühlsystem eines MRT-Gerätes ansteigt?
Was ist ein potenzielles Ergebnis von Inhomogenitäten im Grundmagnetfeld?
Was ist ein potenzielles Ergebnis von Inhomogenitäten im Grundmagnetfeld?
Welcher Aspekt der Funktionalität von MRT-Geräten ist am kritischsten zu überwachen?
Welcher Aspekt der Funktionalität von MRT-Geräten ist am kritischsten zu überwachen?
Die Anwendung eines __________-Impulses führt dazu, dass die Spins der Atomkerne zur Kreiselbewegung angeregt werden.
Die Anwendung eines __________-Impulses führt dazu, dass die Spins der Atomkerne zur Kreiselbewegung angeregt werden.
Die T2-Relaxation beschreibt den Verlust der __________ der Spins nach dem Ausschalten des Hochfrequenzimpulses.
Die T2-Relaxation beschreibt den Verlust der __________ der Spins nach dem Ausschalten des Hochfrequenzimpulses.
Der __________-Gradient in der MRT wird verwendet, um die Schichtselektion durchzuführen.
Der __________-Gradient in der MRT wird verwendet, um die Schichtselektion durchzuführen.
Die Frequenzkodierung erfolgt durch den __________-Gradienten, der das Magnetfeld in der x-Richtung verändert.
Die Frequenzkodierung erfolgt durch den __________-Gradienten, der das Magnetfeld in der x-Richtung verändert.
Was passiert bei der Anwendung eines Hochfrequenzimpulses in der MRT?
Was passiert bei der Anwendung eines Hochfrequenzimpulses in der MRT?
Welcher Magnetentyp wird in modernen MRT-Geräten hauptsächlich verwendet?
Welcher Magnetentyp wird in modernen MRT-Geräten hauptsächlich verwendet?
Was beschreibt der Begriff "Larmor-Frequenz" in der MRT?
Was beschreibt der Begriff "Larmor-Frequenz" in der MRT?
Welche Aussage zur T1-Relaxation ist korrekt?
Welche Aussage zur T1-Relaxation ist korrekt?
Welche der folgenden Aussagen über den k-Raum ist korrekt?
Welche der folgenden Aussagen über den k-Raum ist korrekt?
Beschriftung benennen
Beschriftung benennen
Beschriftung
Beschriftung
Flashcards
Magnetresonanztomographie (MRT)
Magnetresonanztomographie (MRT)
Eine bildgebende Technik, die Magnetfelder und Radiowellen verwendet, um detaillierte Bilder vom Inneren des Körpers zu erstellen.
Computertomographie (CT)
Computertomographie (CT)
Eine Technik, die Röntgenstrahlen nutzt, um Bilder des Körpers zu erzeugen. Diese Technik kann schnell und präzise sein, aber hat den Nachteil einer Strahlenbelastung.
Spin (in Bezug auf Atomkerne)
Spin (in Bezug auf Atomkerne)
Die Eigenschaft bestimmter Atomkerne, einen Eigendrehimpuls zu besitzen, der sie zu winzigen Magneten macht. Dieser Spin ist die Grundlage der Magnetresonanztomographie.
Präzessionsbewegung
Präzessionsbewegung
Die Bewegung eines Atomkerns im Magnetfeld, die durch die Einwirkung eines elektromagnetischen Impulses verursacht wird. Diese Bewegung hat eine charakteristische Frequenz.
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Larmor-Frequenz
Larmor-Frequenz
Die Frequenz, mit der sich ein Atomkern in einem Magnetfeld präzessiert. Diese Frequenz ist abhängig vom angelegten Magnetfeld.
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Ungeordnete Spins
Ungeordnete Spins
Die Eigenschaft, dass sich die Spins im Normalzustand ungeordnet in Bewegung befinden. Im MRT richtet ein starkes Magnetfeld die Spins parallel oder antiparallel aus.
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Funktionelles MRT (fMRT)
Funktionelles MRT (fMRT)
Ein Teil des MRT-Verfahrens, der die Funktion von Geweben untersuchen kann. Es ermöglicht zum Beispiel die Darstellung der Aktivität des Gehirns.
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Magnetresonanztomographie (MRT)
Magnetresonanztomographie (MRT)
Eine bildgebende Technik, die verwendet werden kann, um detaillierte Bilder von Weichteilen zu erstellen. Sie bietet gegenüber der CT eine verbesserte Darstellung und Unterscheidbarkeit von Weichteilen.
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Pulswiederholzeit (TR)
Pulswiederholzeit (TR)
Die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen in der MRT.
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Echozeit (TE)
Echozeit (TE)
Die Zeit, die verstreicht, bis das Signal nach einem Puls gemessen wird. Das Signal sollte stark sein.
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T1-gewichtete Bilder (T1w)
T1-gewichtete Bilder (T1w)
MRT-Bilder, die die T1-Relaxation von Geweben hervorheben.
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T2-gewichtete Bilder (T2w)
T2-gewichtete Bilder (T2w)
MRT-Bilder, die die T2-Relaxation von Geweben hervorheben.
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MRT-Sequenz
MRT-Sequenz
Die spezifische Kombination von Radiofrequenzpulsen, die in einem MRT-Gerät verwendet wird, um ein bestimmtes Bild zu erzeugen.
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Ortskodierung
Ortskodierung
Der Prozess, der Informationen über die Position von Wassermolekülen im Körper liefert.
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Schichtselektionsgradient
Schichtselektionsgradient
Ein Magnetfeldgradient, der entlang der z-Achse angelegt wird und die Larmorfrequenz von Wasserstoffatomen in Abhängigkeit ihrer Position auf der z-Achse verändert.
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HF-Impuls
HF-Impuls
Ein HF-Impuls, der auf die Wasserstoffatome in der selektierten Schicht emittiert wird. Dieser Impuls regt die Spins der Wasserstoffatome an und erzeugt ein messbares Signal.
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Frequenzkodiergradient
Frequenzkodiergradient
Ein Magnetfeldgradient, der während der Aufnahme des Signals senkrecht zum Schichtselektionsgradienten angelegt wird. Dieser Gradient verändert die Larmorfrequenz in x-Richtung und ermöglicht so die Lokalisation des Signals entlang der x-Achse.
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Phasenkodiergradient
Phasenkodiergradient
Ein Magnetfeldgradient, der vor dem Frequenzkodiergradienten entlang der y-Achse angelegt wird. Dieser Gradient beeinflusst die Phase des Signals und ermöglicht die Lokalisation des Signals entlang der y-Achse.
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Fouriertransformation
Fouriertransformation
Die Anwendung der Fouriertransformation auf das aufgenommene Signal ermöglicht die Umwandlung des Signals in ein Bild.
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Trennung der Signale
Trennung der Signale
Die Frequenzkodierung ermöglicht die Trennung der Signale aus verschiedenen Positionen in x-Richtung, da unterschiedliche Frequenzen im Signal unterschiedliche Positionen repräsentieren.
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Phasenkodiergradient: Wirkung
Phasenkodiergradient: Wirkung
Der Phasenkodiergradient führt zu einer linearen Veränderung der Präzessionsfrequenz und -phase der Spins entlang des Gradienten.
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Phasenkodierung: Dauer
Phasenkodierung: Dauer
Die Phasenverschiebung der Spins bleibt nach dem Abschalten des Gradienten für kurze Zeit erhalten.
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k-Raum
k-Raum
Eine zweidimensionale Matrix, in die MRT-Signale eingelesen werden.
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k-Raum: Spalten
k-Raum: Spalten
Die Echodaten werden sortiert nach der empfangenen Larmorfrequenz in die Spalten des k-Raums eingetragen.
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k-Raum: Zeilen
k-Raum: Zeilen
Die Signalanteile werden sortiert nach den jeweiligen Phasen in jeder Spalte des k-Raums eingetragen.
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k-Raum: Information
k-Raum: Information
Die Frequenzinformationen sind im k-Raum in Zeilenrichtung, die Phaseninformationen in Spaltenrichtung enthalten.
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Schnittbild-Rekonstruktion
Schnittbild-Rekonstruktion
Ein MRT-Schnittbild wird durch eine inverse 2D-Fouriertransformation aus den Daten im k-Raum rekonstruiert.
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Inverse Fouriertransformation
Inverse Fouriertransformation
Die inverse Fouriertransformation wandelt Frequenz- und Phaseninformationen in Ortsinformationen um, wodurch ein Bild entsteht.
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Zentrum des k-Raums
Zentrum des k-Raums
Die Daten im Zentrum des k-Raums repräsentieren die grobe Struktur und den Kontrast des Bildes.
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Äußerer Bereich des k-Raums
Äußerer Bereich des k-Raums
Die Daten im äußeren Bereich des k-Raums tragen die Information für Details, Ränder und Strukturen in einem Bild.
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Tesla (T)
Tesla (T)
Die Stärke des Magnetfeldes wird in Tesla (T) gemessen. Je höher die Tesla-Zahl, desto stärker das Magnetfeld.
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Supraleitende Magnete
Supraleitende Magnete
Supraleitende Magnete ermöglichen die Erzeugung starker Magnetfelder, die für hochauflösende MRT-Bilder notwendig sind.
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Faraday‘scher Käfig
Faraday‘scher Käfig
Ein Faraday‘scher Käfig schützt den MRT-Raum vor Störungen und umgekehrt.
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MRT-System
MRT-System
Der Patiententisch, Spulensysteme und der Magnet sind die wichtigsten Teile des MRT-Systems.
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Magnetentypen
Magnetentypen
Je nach Art des MRT-Geräts können verschiedene Magnetentypen verwendet werden. Die Wahl des Typs hängt von der benötigten Feldstärke ab.
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Quench
Quench
Ein Zustand, der auftritt, wenn Kühlmittel wie flüssiges Helium in einem MRT-System verloren geht, was zu einem plötzlichen Anstieg des ohmschen Widerstands führt, zu extrem hohen Temperaturen und Drücken und potenziell zur Zerstörung des Geräts führt.
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Shim-Spulen
Shim-Spulen
Spulen, die im MRT-System verwendet werden, um das Magnetfeld zu verbessern und somit die Bildqualität zu steigern.
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Gradientenspulen
Gradientenspulen
Spulen, die lineare, ansteigende Magnetfelder erzeugen, die dem Grundmagnetfeld überlagert werden. Sie werden für Schichtselektion und Ortskodierung verwendet.
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HF-Spulen
HF-Spulen
Spulen, die sowohl HF-Felder senden als auch die resultierenden Signale empfangen. Sie sind essentiell für die Erzeugung des MRT-Bildes.
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Medizinische Informatik - Wintersemester 2024/25 - Teil 10
- Thema: Bildgebende Verfahren, insbesondere Magnetresonanztomographie (MRT)
Computertomographie (CT)
- Nachteile: Weiches Gewebe ohne großen Kontrast, Strahlenbelastung.
- Strahlenbelastung:
- Natürlich: 2,0-3,0 mSv/a (Höhe über NN)
- Transatlantikflug: ca. 0,1 mSv/Flug
- Röntgenaufnahme: ca. 0,2 mSv/Aufnahme
- CT: 5,0-20,0 mSv/Aufnahme
- Letale Dosis:
- Nach 30 Tagen: 5.000 mSv (5 Sv)
- Unmittelbar: 80.000 mSv (80 Sv)
- Chernobyl: z.T. 200 Sv/h
Magnetresonanztomographie (MRT)
- Technik: Bildgebende Diagnosetechnik, verbesserte Darstellung und Unterscheidbarkeit von Weichgeweben.
- Vorteile: Reduzierte Patientenbelastung, keine Röntgenstrahlung, Echtzeiteinsatz (z.B. fMRT).
MRT-Funktionsprinzip
- Spin: Atomkerne mit ungerader Protonen- oder Neutronenzahl verfügen über einen Eigendrehimpuls, den Spin. Diese werden zu winzigen Magneten.
- Wasserstoffatom: Geeignetster Atomkern für Bildgebung.
- MRT-Vorteile: Sehr genaue und differenzierte Darstellungen von wasserhaltigen Geweben wie inneren Organen, Gelenkknorpel, Meniskus, Rückenmark und Gehirn.
- Normalzustand: Spins in Materie sind ungeordnet.
- Magnetfeld: Starkes äußeres Magnetfeld richtet die Atomkerne parallel/antiparallel zu den Feldlinien aus.
- Präzessionsbewegung: Störung der Ordnung durch Hochfrequenzimpuls (HF-Impuls) verursacht Kreiselbewegung um die Feldlinien.
- Larmor-Frequenz: Frequenz dieser Bewegung.
- Transversalmagnetisierung: HF-Impuls verschiebt die längs des Magnetfelds ausgerichteten Kernspins kurzzeitig senkrecht zum Feld.
- T1-Relaxation: Spins kehren in Richtung des äußeren Magnetfelds zurück, Energie wird an die Umgebung abgegeben; abhängig von wärmeleitenden Eigenschaften des Gewebes.
- T2-Relaxation: Verlust der Phasenkohärenz der Atomkerne, Energie wird abgegeben, Gewebe mit langer T2-Zeit erscheinen heller.
- Zeitwerte: T1-Typische Werte: ½ - Sekunden, T2-Typische Werte:hunderte von ms.
MRT-Geräteparameter
- T1- und T2-Relaxation: Treten zu unterschiedlichen Zeiten auf.
- Parameter: Pulswiederholzeit (TR) und Echozeit (TE) zur Steuerung der T1- oder T2-Betrachtung.
- T1- und T2-gewichtete Bilder: T1-gewichtete Bilder zeigen Gewebe mit schneller Wärmeleitfähigkeit heller; T2-gewichtete Bilder zeigen Gewebe mit langsamer Wärmeleitfähigkeit heller.
- Kontrastvariationen: Variation von TR und TE liefert MRT-Aufnahmen mit unterschiedlichen Kontrastverteilungen für Gewebe.
- MRT-Sequenz: Bezeichnung für die elektromagnetische Pulssequenz.
Ortskodierung
- z-Gradient: Erstellt ein homogenes Grundmagnetfeld entlang der z-Achse, für Schichtselektion
- x-Gradient: Benötigt für Frequenzkodierung, überlagert Grundmagnetfeld und erzeugt unterscheidbare Frequenzen.
- y-Gradient: Benötigt für Phasenkodierung.
- k-Raum: Zweidimensionale Matrix, die Echodaten nach Frequenzen und Phasen sortiert.
- Fourier-Transformation: Mathematische Methode, um aus den kodierten Signalen im k-Raum ein Bild zu erstellen.
Zusammenfassung
- Bildgebung: MRT nutzt Magnetfelder zur detaillierten Bildgebung von Geweben.
- Parameter: TR und TE steuern Bildkontraste, Gradienten steuern Ortskodierung.
- Signale: Diese werden zur Bildrekonstruktion im k-Raum/Fourier-Raum verwendet.
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