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 -

  • Upload
    others

  • View
    59

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

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 E1

la 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, Mz

creste 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 Mxy

prin sincronizarea spinilor

• incetarea impulsului -> defazarea rapida a protonilor

(pierderea coerentei de faza a protonilor), Mxy

descreste 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<T1 ->

(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