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Effekte von piezoelektrischen Motoren in einem 1,5-Tesla-Hochfeld-Magnetresonanztomographen (MRT)
Wendt, O.; Oellinger, J.; Lüth, T. C.; Felix, R.; Boenick, Ulrich
Dieser Beitrag zeigt die Ergebnisse einer experimentellen Untersuchung mit zwei unterschiedlich aufgebauten Piezomotoren in einem geschlossenen 1,5-Tesla-Hochfeld-Magnetresonanztomographen. Im Vordergrund standen die funktionelle Überprüfung dieser Motoren innerhalb des MRT und die Ermittlung des Störeinflusses auf die Bildgebung. Zur differenzierten Abschätzung der Störeinwirkungen wurden die Motoren im passiven (stromlos) und im aktiven (stromführend) Zustand während des Scanbetriebes eingesetzt. Gescannt wurde mit drei unterschiedlichen Sequenztypen (Spin-Echo (SE), Gradienten-Echo (GE), Echo-Planar-Imaging (EPI)). Zur Darstellung der Artefakte wurde ein mit Gd-Mn-Losung gefüllter Kunststoffbehälter verwendet, zu dem die zu untersuchenden Motoren während der Versuchsdurchführung in definiertenAbstanden parallel verschoben wurden.Die Ergebnisse sind, daß die untersuchten Motoren keine funktioneilen Einschränkungen im Magnetfeld des MRT zeigten, jedoch in Abhängigkeit vom Motortyp, Meßabstand und Motorzustand unterschiedlich große Störungen in den Schnittbildern verursacht wurden. So zeigen die Ergebnisse, daß ein stromfreier Motor, in nächster Nähe zum Meßobjekt plaziert, hauptsächlich Artefakte aufgrund seiner Materialeigenschaften hervorruft. Ein strombetriebener Piezomotor dagegen führt in nächster Nähe zum Meßobjekt zu stark verrauschten Schnittbüdern, die erst bei Entfernungen ab ca. 1 m vom Meßobjekt wieder normale Abbildungsqualitäten annehmen. Ein Motorbetneb innerhalb des MRT ist deshalb nur während der Scanpausen zu empfehlen. Er liefert dann unter Berücksichtigung motorspezifischer Mindestabstände zum Meßobjekt auch artefaktefreie Bilder. Hinsichtlich der drei verwendeten Sequenzen konnte festgestellt werden, daß die SE-Sequenz die störunempfindlichste und die EPI-Sequenz die störanfälligste war. Eine nur geringe Differenz zur SE-Sequenz, hinsichtlich der ermittelten Signal-Rausch-Verhältnisse, zeigte die verwendete GE-Sequenz, die aufgrund ihrer wesentlich kürzeren Scanzeiten als die effektivste Sequenz angesehen werden kann.
Purpose: This paper presents the results of an experimental investigation with two different rotatorypiezomotors in a closed 1.5 Tesla high-field MRI. The focus of the investigation was on testing the functionality of these motors within the MRI and to determining the image interference they caused. Materials and Methods: To obtain a differentiated estimate of the interference the motors were tested in both the passive (turned off, i.e. without current flow) and active (turned on, i.e. with ,current flow) state during MRI scanning. Three different types of sequences were used for the test: Spin-Echo (SE), Gradient-Echo (GE) and Echo-Planar Imaging (EPI). A plastic container filled with a gadolinium-manganese solution was used for representation of the artefacts. Themotors investigated were placed parallel to the container at predetermined distances during the expenment. Results and Conclusions: The results show that the motors investigated suffered no functional limitations in the magnetic field of the MRI but, depending on the type of motor, the measurement distance and the state of the motor, the motors had different effects on the sequence images. A motor in the off-state placed immediately next to the object to be measured mainly causes artefacts because of its material properties. If, on the other hand, the piezomotor is in the on-state images with strong noise result when the motor is immediately next to the object being measured.The images regain their normal quality when the motor is approximately, at a distance of 1m from the object being investigated. Driving the motor inside the MRI, therefore, is only to be recommended during the pauses in scanning: this delivers artefact-free images if minimal, motor-specific distances are kept to. With regard to the three different types of sequences it was determined that the SE sequence was the least sensitive and the EPI sequence the most sensitive to ·disturbance. The GE sequence showed only minimal differences to the SE sequence with regard to signal-to-noise ratios. Since it requires considerably shorter scan-times it can be considered to be the most effective type of sequence under these conditions.
Published in: Biomedical engineering = Biomedizinische Technik, 10.1515/bmte.2000.45.1-2.20, De Gruyter
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