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Original title:
Creation of Novel Pulses for Magnetic Resonance by Optimal Control 
Translated title:
Erzeugung neuartiger Pulse für magnetische Resonanz durch optimale Steuerung 
Year:
2011 
Document type:
Dissertation 
Institution:
Fakultät für Chemie 
Advisor:
Glaser, Steffen Johannes (Prof. Dr.) 
Referee:
Glaser, Steffen Johannes (Prof. Dr.); Haase, Axel (Prof. Dr.) 
Language:
en 
Subject group:
CHE Chemie 
Keywords:
NMR, MRI, Optimal Control, UR-, PP- shaped pulses 
Translated keywords:
NMR, MRI, Optimal Control, UR-, PP- shaped pulses 
Controlled terms:
Magnetische Resonanz; Pulsfrequenz Technik 
TUM classification:
CHE 244d; PHY 522d 
Abstract:
Considering the specific applications for high-field NMR spectroscopy and MRI this thesis introduce the optimal control methods. It is used to optimize robust broadband excitation pulses as a function of a defined linear phase dispersion, and a set of broadband universal rotation pulses optimized using symmetry principles which relax conservative limits on peak RF pulse amplitude for short time periods. Furthermore, it is used to optimize the relaxation-compensated and RF-inhomogeneity robust selective excitation pulses for short T1 and T2 relaxation equal to the pulse length. It also includes numerical approaches to create multiple spin coherence in multi-dimensional NMR experiments for Ising coupled three to six spins-1/2 with equal and unequal couplings, and a set of highly robust optimal controlled shaped pulses that are able to replace all hard pulses in pulse sequences consisting of 90° and 180° pulses for better performance. 
Translated abstract:
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung spezieller Anwendungen der Hochfeld-Magnetresonanz-Spektroskopie (NMR) und der Kernspintomographie (MRI). Dabei kommen auf der Kontrolltheorie basierende Methoden der numerischen Optimierung zum Einsatz.So wurden robuste, breitbandige Anregungspulse in Abhängigkeit einer definierten linearen Phase optimiert und eine Bibliothek von breitbandigen „Universal-Rotation“-Pulsen erstellt, die eine besonders kurze Pulsdauer und geringe RF Amplitude besitzen.Des Weiteren wurden robuste, relaxations-kompensierte selektive Anregunspulse für kurze T1- und T2-Zeiten optimiert. Für Ising-gekoppelte Systeme mit 3-6 Spin-1/2-Teilchen wurden Pulssequenzen zur Erzeugung von Mehrquantenkohärenzen numerisch optimiert. Außerdem wurde ein Satz von robusten Pulsen entwickelt, die jegliche 90° und 180° Pulse in konventionellen Sequenzen ersetzten können und zu verbesserter Leistung führen. 
Oral examination:
06.12.2011 
File size:
3514763 bytes 
Pages:
133 
Last change:
27.03.2012