Messung von Relaxationszeiten
Der Natriumkern ist im Gegensatz zum Wasserstoffkern ein Spin-3/2 Kern und weist insgesamt drei Energieübergänge auf. In wässriger Lösung misst man daher ein Signal mit mono-exponentiellem T2-Zerfall, bei Anwesenheit einer großen Zahl von Makromolekülen hingegen, aufgrund von quadrupolaren Wechselwirkungen, einen biexponentiellen Verlauf. Dies hat zur Folge, dass im Intrazellularraum des Gewebes der Relaxationsprozess biexponentiell ist (induziert durch die quadrupolaren Eigenschaften), im Extrazellularraum hingegen eine weitgehend monoexponentielle Relaxation stattfindet.
Gerade dieses etwas komplexere Relaxationsverhalten könnte in Zukunft genutzt werden, um die intrazellulären von den extrazellulären Signalanteilen zu trennen. Jedoch ist die Quantifizierung der Relaxationsparameter von Natrium (T1/T2) in-vivo aus mehreren Gründen schwierig. Einerseits sind die Natriumkonzentration und die NMR Sensitiviät im Vergleich zu der von Protonen um Größenordnungen kleiner (das Natriumsignal ist ca. 10000 mal schwächer als das von Protonen). Andererseits ist die transversale Relaxation äußerst kurz und führt zu einem raschen Signalzerfall nach der Anregung.
Ziel dieses Projektes ist es, im ersten Schritt die langsam relaxierenden Signalkomponenten im menschlichen Hirn hinsichtlich T1/T2-Relaxation zu quantifizieren und damit Rückschlüsse auf physiologische bzw. metabolische Prozesse zu ziehen. Im folgenden Schritt sollen dann auch die schnell relaxierenden Komponenten quantifiziert werden.
