Hogere veldsterktes

Paragraaf 1.6: Hogere veldsterktes, beter beeld! Fabel of feit?
“Het nieuwe systeem heet een ‘hoogveld systeem’, maar zo heette de 4.7 T ook toen we hem
kregen en dat is inmiddels wel achterhaald”, aldus Dijkhuizen. “Er is intussen ook al een
11.7 Tesla systeem, waarvan er hooguit een stuk of drie in de wereld staan. Maar dat systeem
is nog volop in de ontwikkelingsfase, dus daar wilden we niet voor kiezen. Bovendien is de
stap van 4.7 naar 9.4 T vergelijkbaar met een stap naar 11.7 T. Oftewel: de voordelen van het
hoge veld heb je nu ook al bij 9.4 Tesla. (…)”
Het wordt vaak gesuggereerd: hoe hoger de veldsterkste, hoe scherper en beter een MRI-scan
zou zijn. Toch is het maar zeer de vraag in hoeverre deze bewering klopt. In deze paragraaf
zullen we dit onderzoeken door te bekijken waar de scherpte van een MRI-scan van afhangt.
Bij een vaststaande temperatuur (gangbaar is 293 K ) en een bepaald volume zal het
rendement van het verhogen van de magnetische veldsterkte B0 slechts tot op een zekere
hoogte ook echt hoog zijn. De scherpte van een afbeelding is afhankelijk van de sterkte van
het door de ontvangstspoel ontvangen signaal. Volgens de neurologieafdeling van de Harvard
University is de sterkte van een MRI-signaal afhankelijk van drie parameters, namelijk:
-
De dichtheid van ‘nuttige’ protonen per volume-eenheid
T1 (tijdconstante die per weefsel verschilt)
T2 (tijdconstante die per weefsel verschilt)
Aangezien zowel de tijdconstante T1 als T2 enkel afhankelijk is van het type weefsel waarop
deze betrekking heeft, zal de eerste parameter, het aantal ‘nuttige’ protonen per volumeeenheid, de enige zijn die afhankelijk is van de veldsterkte B0 onder invloed waarvan het
lichaam van de patiënt gebracht wordt. Bij constante temperatuur en volume van het
desbetreffende voxel kan het protonenoverschot Z opgevat worden als een functie van B0 .
Z B0  
M  NA nZ
  B0
 h

M Mol  1  e k T

  B0
 h

 1  e k T
 







Het tegen elkaar uitzetten van beide grootheden levert een grafiek die vanaf een zekere
waarde van B0 nadert tot een asymptoot. Verhogen van de veldsterkte heeft al snel geen zin
meer, aangezien bijna het maximale aantal protonen zich dan al met het externe magnetisch
veld mee richt. Het rendement van verdere verhoging zou dan erg laag zijn.
Natuurlijk is er ter
verdediging voor het verhogen van
het externe magnetisch veld wel aan
te voeren dat er bijvoorbeeld betere
en meer typen contrastvloeistoffen
gebruikt kunnen worden bij de
verbetering van het beeld, maar
toch blijft in onze ogen de bewering
dat een hogere veldsterkte altijd
zorgt voor een beter beeld slechts
tot op zekere hoogte geldig.