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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter June 11, 2008

A robust optical respiratory trigger for small rodents in clinical whole-body MR systems / Ein robuster optischer Atemtrigger für Kleinsäuger in klinischen Ganzkörper-MR-Scannern

Karl-Heinz Herrmann, Enrico Wagner, Andreas Deistung, Ingrid Hilger and Jürgen R. Reichenbach
From the journal


An increasing number of animal experiments are currently conducted on clinical MR systems. Motion artefacts due to breathing can become quite apparent, in particular with abdominal examinations. These artefacts can be reduced by using a triggered acquisition. However, the built-in detectors in human whole-body scanners are usually not sensitive enough to detect the tiny movements of small rodents. Therefore, a sensitive optical motion detector was developed together with a simple, robust analogue circuit. This circuit converts the original optical signal into an electrical one, compensates slow drifts and offsets, and finally generates a transistor-transistor logic trigger signal as input for the clinical whole-body magnetic resonance scanner. The trigger was successfully applied in mouse experiments.


Tierexperimente werden immer häufiger auch an klinischen Ganzkörper-Magnetresonanz (MR)-Systemen durchgeführt. Gerade bei abdominellen Untersuchungen verursacht die Atembewegung der Kleinsäuger jedoch oft Bewegungsartefakte in den MR-Bildern. Diese Bewegungsartefakte können durch Triggerung der MR-Messung auf die Atembewegung deutlich reduziert werden. Allerdings sind die in den Scannern integrierten Atemdetektorsysteme in der Regel zu unempfindlich für Kleinsäuger, wie Mäuse oder Ratten. Daher wurde ein empfindlicher optischer Bewegungssensor zusammen mit einer einfachen, robusten Analogschaltung entwickelt. Diese Schaltung wandelt das optische Signal in ein elektrisches um, kompensiert langsame Drifts und Offsetspannungen und generiert ein Transistor-Transistor-Logic-Signal zur Triggerung des MR-Scanners. Der Trigger wurde erfolgreich an Mäusen getestet.

Corresponding author: Dr. Karl-Heinz Herrmann, AG Medizinische Physik, Institut für interventionelle und diagnostische Radiologie, Universitätsklinikum Jena, Philosophenweg 3, 07743 Jena, Germany Phone: +49-3641-935365 Fax: +49-3641-935081

Received: 2007-8-10
Accepted: 2008-2-25
Published Online: 2008-06-11
Published in Print: 2008-06-01

©2008 by Walter de Gruyter Berlin New York

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