of 42/42
IM5 - 1 Rezonanta magnetica nucleara (II)

Rezonanta magnetica nucleara (II) - users.utcluj.rousers.utcluj.ro/~simona/im/im5.pdf · Rezonanta magnetica nucleara (II) IM5 - 2 Interactiunea dintre undele RF si protoni. IM5 -

  • View
    42

  • Download
    2

Embed Size (px)

Text of Rezonanta magnetica nucleara (II) - users.utcluj.rousers.utcluj.ro/~simona/im/im5.pdf · Rezonanta...

  • IM5 - 1

    Rezonanta magnetica nucleara

    (II)

  • IM5 - 2

    Interactiunea dintre undele RF si protoni

  • IM5 - 3

    Constante de relaxare

    • Constanta de relaxare longitudinala T1 – timpul necesarca magnetizarea longitudinala Mz sa revina la valoarea de63% din valoarea initiala, dupa ce s-a aplicat un implus de90°

    • Constanta de relaxare transversala T2 – atenuareaoscilatiei libere datorata interactiunii spin-spin; esteexponentiala si este tipica fiecarui element

    • T1 > T2

  • IM5 - 4

    Relaxarea longitudinala T1• magnetizarea longitudinala Mz paralela cu B0 -

    tranzitia protonilor intre nivelurile energetice de la E1la E2 (paraleli->antiparaleli) si revenirea de la E2 la E1

    • excitarea prin impuls de RF de 90 -> absorbtie de

    energie, disparitia Mz - stare instabila

    • incetarea impulsului = revenirea la starea stabila, Mzcreste progresiv, are loc relaxarea longitudinala

    (relaxare spin-retea, relaxare T1)

  • IM5 - 5

    Relaxarea longitudinala T1

    - relaxarea longitudinala creste cu cresterea lui B0

  • IM5 - 6

    Relaxarea longitudinala T1• variaza cu structura moleculara: este mai lung pentru

    lichide comparativ cu solidele (500 – 1000 ms)

    • relaxarea spin–retea este cu atat mai eficace cu cat

    frecventa coliziunilor este mai apropiata de frecventa de

    rezonanta Larmor

    • este mai scurt in tesuturile grasoase - molecule mari, lente

    • este mai lung in apa – molecule mici, rapide

    • cu cat lichidul este mai pur cu atat T1 creste; prezenta

    proteinelor in lichid scurteaza T1• infiltratia hidrica in tesut (tumoare, edem, infarct)

    prelungeste T1• Secvente ponderate in T1

  • IM5 - 7

    Relaxarea transversala T2• magnetizarea transversala Mxy perpendiculara pe B0 -

    sincronizarea si defazarea spinilor

    • excitarea prin impuls de RF de 90 -> aparitia Mxyprin sincronizarea spinilor

    • incetarea impulsului -> defazarea rapida a protonilor

    (pierderea coerentei de faza a protonilor), Mxydescreste rapid, are loc relaxarea transversala

    (relaxare spin-spin, relaxare T2)

  • IM5 - 8

    Relaxarea transversala T2

    - relaxarea transversala nu depinde de B0

  • IM5 - 9

    Relaxarea transversala T2• relaxarea spin–spin este consecinta interactiunii

    protonilor intre ei datorita neomogenitatii campului

    magnetic de origine moleculara

  • IM5 - 10

    Relaxarea transversala T2• fenomenul de relaxare transversala nu implica schimburi

    de energie

    • variaza cu structura moleculara: este mai lung pentru

    lichide comparativ cu solidele sau tesuturile formate din

    molecule mari (50 - 100 ms)

    • este mai lung in apa – molecule mici, rapide produc o

    anulare a campurilor locale -> absenta “relativa” a micilor

    campuri magnetice locale care favorizeaza rel. trans.

    • este mai scurt in solide sau in cazul moleculelor mari

    • infiltratia hidrica in tesut (tumoare, edem, infarct)

    prelungeste T2• Secvente ponderate in T2

  • IM5 - 11

    Semnalul de precesiune libera (FID)

  • IM5 - 12

    Notiunea de T2*

    • la nivel macroscopic B0 este

    omogen -> descrestere FID dupa

    o curba descrescatoare in T2

    • la nivel microscopic insa exista o

    serie de neomogenitati de camp

    B0 de origine instrumentala sau

    proprie care accentueaza

    defazarea spinilor -> descrestere

    FID dupa o curba descrescatoare

    in T2*

  • IM5 - 13

    Secventa ecou de spin• este secventa de baza

    • in 1955 Hahn a propus aceasta metoda care ne ajuta sa

    scapam de neomogenitatile proprii campului magnetic

    principal extern B0 si permite masurarea lui T2

    • neomogenitatile campului magnetic B0 sunt constante

    -> aplicarea unui impuls de RF de 180 duce la

    anularea defajazelor induse de B0

    • dupa o perioada TE/2 de la aplicarea impulsului de RF

    de 90 se aplica un impuls de RF de 180 ->inversarea

    defazajelor fara modif. sensului de rotatie

  • IM5 - 14

    Secventa ecou

    de spin

  • IM5 - 15

    Secventa ecou de spin

  • IM5 - 16

    Fenomenul de ecou de spin

  • IM5 - 17

    Cronologia evenimentelor

    -citirea unei

    singure linii

  • IM5 - 18

    Cronologia imp. RF pentru obtinerea

    tuturor liniilor dn imagine

  • IM5 - 19

    Curba in T2

  • IM5 - 20

    Ecoul de spin

    • secventa cea mai folosita in imagistica

    • calitate excelenta a imaginii (prin ponderare in T1 si

    T2 si alegerea corespunzatoare a lui TR si TE)

    • dezavantaj – dureaza mult

    • De ex. daca se aplica impulsul de RF 180 dupa 10

    ms, atunci TE = 15-20 ms, ceea ce e mult pentru o

    secventa ponderata in daca T1

  • IM5 - 21

    Contrast in T1, T2 si densitatea protonica• contrastul= traducerea semnalului RMN in tonuri de

    gri

    • diferentele in timpi de relaxare (chiar pana la 500%)

    si diferentele in densitatea de protoni (intr-o masura

    mica 0-15%)

    • T1, T2 si densitatea de protoni intervin intotdeauna in

    grade diferite

    • alegerea parametrilor secventei favorizeaza unul

    dintre acesti factori

  • IM5 - 22

    Variatia magnetizarii transv. si long.

  • IM5 - 23

    Relatia dintre magnetizarea transv. si long.

    - TE determina momentul

    masurarii

    - TR determina nivelul de

    crestere al mag. long

    (semnalul diponibil)

  • IM5 - 24

    Influenta TR

    • TR lung (daca TR=4T1 ->

    (98% din crestere )

    • TR scurt (daca TR

    (crestere de maxim 63%)

    TR conditioneaza contrastul in T1,

    adica ponderarea in T1 a unei

    secvente

  • IM5 - 25

    Influenta TR

    • fie doua tesuturi R, L cu

    valori ale lui T1 diferite

    • TR lung (2 s) – diferenta

    mica a magnetizarii

    • TR scurt (0,5s) ->

    semnalul pentru R este

    mai puternic (mai alb)

    decat al tesutului L –

    avem contrast in T1

  • IM5 - 26

    Influenta TE• fie doua tesuturi R, L cu

    valori ale lui T2 diferite

    • TE scurt (mai mic de 20-

    30ms) –> diferenta mica,

    nu pot fi diferentiate

    • TE lung (>80-100ms) ->

    semnalul pentru L este

    mai puternic (mai alb)

    decat al tesutului R –

    avem contrast in T2

  • IM5 - 27

    Secventa scurta ponderata in T1• TR scurt (400-600ms)

    • TE scurt (20ms)

  • IM5 - 28

    Secventa lunga ponderata in T2• TR lung (2000ms)

    • TE lung (120ms)

  • IM5 - 29

    Secventa ponderata in densitatea de prot.• TR lung (2000ms)

    • TE scurt (30-40ms)

    • Contrast slab, 10-15%

  • IM5 - 30

    Ponderarea in T1

    • Substanta alba - timpi de relaxare scurti

    • LCR – timpi de relaxare lungi

    • Substanta cenusie – timpi de relaxare de valori interm.

  • IM5 - 31

    Ponderarea in dens.prot si in T2

    Ponderare in densitate TE=40ms Ponderare in T2, TE=120ms

  • IM5 - 32

    Fenomene patologice

    Ponderare in T1 Ponderare in T2, TE=120ms

  • IM5 - 33

    Secventa de

    inversare-recuperare

  • IM5 - 34

    Produsi de contrast• reduc timpii de relaxare

    • agenti T1 si agenti T2

    • agenti T1: subst. paramagnetice, Gd (dotarem,

    magnevist, omniscan)

    • agenti T2: subst. super-paramagnetice (magnetita)

    sau feromagn. (de ex. pentru ficat se util. Magnetita –

    se depune pe parenchimul sanatos - negru)

  • IM5 - 35

    Exemplu: meningiom al calotei

    Fara agent de contrast Cu agent de contrast: Gd Dota

  • IM5 - 36

    Codajul spatial al imaginii

    - Gradient de selectie Gss –plan

    - Gradient de codaj de faza G-linii

    - Gradient de frecventa G - coloane

  • IM5 - 37

    Selectia planului de sectiune

  • IM5 - 38

    Codajul de frecventa

  • IM5 - 39

    Codajul de faza si de frecventa

  • IM5 - 40

    Codajul spatial al imaginii

  • IM5 - 41

    Transformata Fourier

  • IM5 - 42

    Secventa IRM