Kippwinkel

Im thermischen Gleichgewicht liegt die Magnetisierung als Longitudinalmagnetisierung entlang des B₀-Feldes vor. Ein Hochfrequenzpuls erzeugt ein zusätzliches Magnetfeld (B₁), das senkrecht zu B₀ steht. Im rotierenden Bezugssystem führt dieses Feld zu einer Rotation der Magnetisierung. Der dabei entstehende Winkel zwischen ursprünglicher und gekippter Magnetisierung wird als Kippwinkel bezeichnet.

Der Kippwinkel hängt von der Stärke und Dauer des Hochfrequenzpulses ab:

$${\displaystyle \alpha =\gamma \cdot B_{1}\cdot t}$$

mit:

• ${\displaystyle \alpha }$ = Kippwinkel
• ${\displaystyle \gamma }$ = gyromagnetisches Verhältnis
• ${\displaystyle B_{1}}$ = Stärke des HF-Magnetfeldes
• ${\displaystyle t}$ = Pulsdauer

Je nach Sequenz werden unterschiedliche Kippwinkel verwendet:

• 90° → vollständige Überführung der Longitudinal- in Transversalmagnetisierung
• 180° → Inversion der Longitudinalmagnetisierung
• kleine Flipwinkel (< 90°) → typisch für Gradientenecho-Sequenzen

In der Praxis entspricht der tatsächlich erreichte Kippwinkel häufig nicht exakt dem eingestellten Wert. Ursachen sind unter anderem Inhomogenitäten des B₁-Feldes, Suszeptibilitätseffekte im Gewebe sowie Geometrie und Position des Patienten.

Der Kippwinkel ist ein zentraler Parameter der MRT, da er:

• die Größe der Transversalmagnetisierung bestimmt
• das Signalniveau beeinflusst
• maßgeblich den Bildkontrast steuert

Die gezielte Wahl des Kippwinkels ist ein wesentliches Element der Sequenzoptimierung.

Der sogenannte Ernst-Winkel beschreibt den Kippwinkel, bei dem bei gegebener T1-Relaxationszeit und Repetitionszeit (TR) das maximale Signal erreicht wird.

Bijan Fink

Peer reviewed am 18.03.2025 von Bijan Fink