Hallo Experten,
ich würde gern die Spannung die bei der Induktion entstehen von micro MRI für die T1, T2 Zeit ausrechen für meine Master-arbeit ausrechnen.
Wie kann ich das machen?
Geht das mit der Larmorfrequenz?
Ich will damit dann eine Gleichung erstellen, die später dann alle Faktoren (insbesondere die Limits (Entropie, inhomogenes Magnetfeld,…)) berücksichtigt.
Gibt es vll solche schon?
Ich wäre Dankbar für jede Hilfe
Lg,
Chris
Hallo,
leider kann ich dir beim Thema MRI nicht weiterhelfen, eher bei Bio-NMR
Gruß
Martin
Sorry,
ich verstehe nicht mal die Frage richtig. Da kann ich nicht weiterhelfen.
Marcel
Hallo Marcel,
Sorry vielleicht hab ich´s ein bischen schlecht erklärt.
Ich glaub ich weiß jetzt auch schon wie´s funktioniert.
Man kann die Spannung erzeugt durch den Kernspin für T1 oder T2 mit der Formel Spannung = dM/dt messen.
Wobei dt = die Zeit ist und M von den Formeln von Wiki kommt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetresonanztomographie
Kapitel: Spin-Gitter-Relaxation (Längsrelaxation T1) oder
Spin-Spin-Relaxation (Querrelaxationzeit T2)
Jedoch hätte ich dazu eine Frage. Stimmt die Annahm, dass wann c = 1 (Sättigung) ist sich alle H kerne in die T1 oder T2 relaxation drehen?
Lg,
Chris
Hallo Chris.
ich würde gern die Spannung die bei der Induktion entstehen
von micro MRI für die T1, T2 Zeit ausrechen für meine
Master-arbeit ausrechnen.
Wie kann ich das machen?Geht das mit der Larmorfrequenz?
Ich will damit dann eine Gleichung erstellen, die später dann
alle Faktoren (insbesondere die Limits (Entropie, inhomogenes
Magnetfeld,…)) berücksichtigt.
Gibt es vll solche schon?
Die bei der NMR induzierte Spannung laesst sich schreiben als
U_ind = - d/dt Integral[B\_1^ M\_xy dV]
Dabei ist B_1^ der Vektor der Flussdichte an einem Ort, wenn in der Empfangsspule ein Einheitsstrom fliessen wuerde und M_xy ist der Vektor der praezedierenden Transversalmagnetisierung.
Die gesamte Magnetisierung kann geschrieben werden als:
M_0 = ( n * gamma^2 * h_quer^2 * B_0 * I * (I+1) ) / ( 3 k T )
Wieviel davon transversal vorliegt, haengt dann von der Praeparation (der Messsequenz) ab.
Gute Literatur zu dem Thema sind die Buecher:
Haacke: Magnetic Resonance Imaging - Physical Principles and Sequence Design
Abragam: The Principles of Nuclear Magnetism
Oder auch die Paper:
Hoult: The NMR Receiver - A Description and Analysis of Design. Prog NMR Spect, 12(1):41-77, 1978
Hoult, Richards: The signal-to-noise ratio of the nuclear magnetic resonance experiment. J Magn Reson, 24(1):71-85, 1976
Viele Gruesse,
Volker
?? Spannung die bei der Induktion entstehen ??
Ich versteh die Frage nicht …
Was ist das Thema der Arbeit ?
Gruss
Hallo Volker.
Danke für die AW, die hat mir geholfen.
Ich würde gern die limits von micro MRI beschreiben, wieso ist die Auflösung von micro MRI nicht größer als bisher 3 micrometer (10^12 H-atomen).
Welche Faktoren, sollte ich da auf jedenfall in die Arbeit anschaulich (Formeln, Diagrammen) einbauen?
Ich hab schon an die
Wie kann ich die Limits noch mehr aufschlüsseln?
Danke und liebe Grüße,
Chris
Hallo Chris,
sorry ich bin Praktiker und das mit den Formeln ist laaange her. Bei der ersten Frage hab ich drum erstmal gar nix verstanden. Nun wird es etwas klarer, wobei mir einige Dinge noch durcheinander gehen.
Man kann die Spannung erzeugt durch den Kernspin für T1 oder
T2 mit der Formel Spannung = dM/dt messen.
Änderung der Magnetfeldstärke pro Zeit? Das klingt wie das ganz allgemeine Induktionsgesetz. So weit ok. Nur mit T1 bzw. T2 bezeichnet man die jeweiligen „Halbwertszeiten“ bezogen auf die zwei (longitudinal/transversal) Relaxationsmechanismen.
Jedoch hätte ich dazu eine Frage. Stimmt die Annahm, dass wann
c = 1 (Sättigung) ist sich alle H kerne in die T1 oder T2
relaxation drehen?
??? Hier verstehe ich wieder Bahnhof.
Wenn man einen Kern mit einem kernmagnetischen Moment in ein Magnetfeld bringt, dann richtet sich ein (sehr wenig) größerer Teil der Kerne parallel zum Magnetfeld aus - was dem energieärmeren Zustand entspricht. Der Anteil läßt sich auch Ausrechnen, war was mit Boltzmann Statistik und geht die Energiedifferenz zwischen den zwei (bei I=1/2, sonst wieder komplizierter) Zuständen und die thermische Energie mit ein. Frag mich aber nicht nach der Formel.
Das Maximum, was du jetzt durch Zuführen der genau richtigen Energiequanten (quantenechanischer Vorgang) von außen erreichen kannst, ist eine Invertierung dieses Zustandes, sprich Du hast jetzt genauso viel mehr Kerne quasi antiparallel ausgerichtet wie es vorher im Ruhezustand parallel waren.
Das wäre dann der Sättigungszustand. Und das sind dann mitnichten alle Kerne. Bei den üblichen erreichbaren Magnetfeldstärken so um 10 Tesla bewegt sich der Überhang im grob im ppm Bereich, wenn mich mein Gedächtnis jetzt nicht täuscht. Drum brauchts ja auch starke Magnetfelder und empfindliche Instrumente.
Hoffe diese Ausführungen helfen etwas weiter.
Gruß,
Marcel
Hallo Thilo.
Das Thema ist limits of micro MRI, welche Faktoren sind ausschlaggebend, dass man im micro MRI nicht eine höhere Auflösung als 10^12 H -atome also 3 micrometer messen kann?
Die Spannung soll die Signalstärke sein. Wobei ich auf zwei Lsg gestoßen bin.
Die erste durch die AW von Volker und die zweite durch die Formel auf wikipedia kombiniert mit U = dM/dt Integral von einen Zeitpunkt zum zweiten.
Ich würde gern mehrere Limits in der Arbeit diskutieren, anschaulich präsentieren.
Welche Faktoren sollte ich noch einbauen.
Im Moment hab ich:
Welche Limits Berechnungen, Formeln, Diagramme währen noch interessant?
Danke und liebe Grüße,
Chris
Aha, das ist spannend, wird inzwischen manchmal als Magnet-Resonanz-Mikroskopie diskutiert.
(bzw. magnetic resonanz microscopy -> Googeln)
Die genannte Grenze der Auflösung ist, soweit ich weiss, nicht durch „harte“ Parameter bestimmt, sondern im jeweils konkreten Fall durch ganz unterschiedliche Randbedingungen.
Entsprechend kann man dem Problem nicht durch blosse Formeln beikommen.
Ich schätze aus Deiner Ausdrucksweise, dass Du nicht Naturwissenschaftler bist.
Vielleicht hilft Dir folgendes als Kontext:
Vorab:
Ich nehme an, mit „Spannung“ meinst Du die in der Empfängerspule erreicbare Amplitude des Echosignals.
Das ist irrelevant: Wir können sehr empfindlich messen.
Relevant ist nur die Stärke des Signals IM VERGLEICH zum Rauschen und zu Störsignalen.
Hier gibt es einerseits den (im Prinzip) thermischen Hintergrund aus dem (Micro-)Volumen, das gemessen werden soll und den Hintergrund, der fälschlich aus dem (natürlich viel grösseren) umgebenden Volumen eingebracht wird.
Das thermische Signal ist gegeben, die Störung sowohl des „selektierten“ Volumens als auch der Umgebung durch thermisch induzierte Inhomogenitäten lässt sich auch kaum beeinflussen.
Da das Signal, dass man von einer bestimmten Menge Protonen (i.e. H-Atomen) erhalten kann begrenzt ist (mehr als den Spin umdrehen, kann man ja nicht 
) ist die zwingende logische Schlussfolgerung, zunächst dass eine Auflösungsgrenze existiert.
Aber:
Wir können z.B. einen Lock-In Mechanismus verwenden, der bei vielfacher(!) Wiederholung der Messung auch noch Signale erfasst, die weit(!) unterhalb des Hintergrundrauschens liegen.
Wir können das statische Feld auf 21 Tesla (derzeit) treiben.
Wir können (Stichwort Mikroskopie) Störsignal loswerden indem wir nicht ein Volumen sondern nur einen Dünschnitt anschauen.
Oder im Kryostaten arbeiten (4°K oder noch tiefer) und das thermische Rauschen loswerden und gleichzeitig ein Vielfaches an Signal durch drastische Verlängerung der Decay time erreichen … usw. usw.
Manche Proben kann man bearbeiten, schneiden kühlen, lebende Mäuse eher nicht …
Wenn es in Deinen Kontext passt, würde ich nur grob erklären, dass es überhaupt eine Grenze gibt und dann eher recherchieren, mit welchen Tricks die Arbeitsgruppen und Hersteller jetzt und in Zukunft diese Grenzen zu überwinden(!) versuchen.
Abhängig von den für verschiedenen Untersuchungsobjekte jeweils sehr unterschiedlichen Randbedingungen…
Wäre dann aber eine eher praktisch orientierte Arbeit.
Gruss,
Thilo
Welche Faktoren, sollte ich da auf jedenfall in die Arbeit
anschaulich (Formeln, Diagrammen) einbauen?
Ich hab schon an die
- magenetic suceptibility,
- ein Diagram wo ich °C mit Tesla vergleiche wobei die
Magnetisierung des Samples abnimmt,- Spannungsvergleich wenn alle Spins sich ausrichten oder nur
einige wie im Normalfall,…Wie kann ich die Limits noch mehr aufschlüsseln?
Bei dem Spannungsvergleich sollte MRI an hyperpolarisierten Proben zumind. erwaehnt werden, da diese statt der bei Raumtemp. herrschenden Polarisation im ppm-Bereich durchaus etliche 10% erreichen kann (d.h., damit wird der Spannungsvergleich weniger hypothetisch, sondern ganz real).
Ein weiteres wichtiges Limit bei der Mikroskopie ist nicht nur die Signalstaerke, sondern auch die (Selbst-)Diffusion in der Probe. Ich kann vielleicht nominell eine Aufloesung von 3 um erreichen, aber wenn die Diffusion in der Probe in der Zeit der Messung 10 um (z.B.) betraegt, ist der nominelle Wert Humbug…
Ausserdem sind natuerlich auch die Gradienten eine Limitation. Fuer hohe Aufloesungen benoetigt man auch sehr hohe Gradientenstaerken, die oft auch (s. voriger Punkt) sehr schnell geschalten werden muessen. Hier sind 1-2 T/m noch „handelsueblich“, drueber wird auch da die Luft recht duenn…
Viele Gruesse,
Volker