zrozumiec_rm_3(1).pdf

ZROZUMIEC

REZONANS

MAGNETYCZNY

(... to moze bye proste!)

Priyjrzyjmy si y

najpierw s ekwencji

zaleinej ad T 2"

c hwili be z po s r e dnio pOw y -

l qcze niu impul s u 90 ° . Po

o kr es lon y m czas i e TE / 2 ,

G d y m ag n etyzac j a p o -

prz ec zna j es t mni e j sza,

wys l a n y z o s t a ni e impul s

1 8 0 ° . Po upl y wi e kol e jn e -

g o okresu TE / 2 (c z yliw su -

mi e po czasi e TE od chwili

wyl q czenia impulsu 90 ° )

o t rzy mam y sy gn a l - ech o

s pino we. Int e n syw no sc t e -

go ec h a w yz n aczo n a j e st n a

krzy w e j T z pr zez c z a s T E.

Czas pomi y d zy impul s em

9 0 ° i e ch e m s pin o w y m j es t

n azy wan y c zase m e ch a , w

s kr 6 ci e TE ( z a ng. Tim e

t o E cho). Czas TE moze

by e dobrany prz ez opera -

t o ra. Jak wid ac z krzywych

T z , cz as T E m a w pl y w na

p ows t a j q c y syg n a l , a w i y c i

n a os t a tec z n y o b raz .

Ry s.3 7.

K r z ywe T ~ dwoch tkan e k 0 r 6z n y ch cz a-

s 3 c h r e l a k s acj i : tk a n ka A m a k r 6 t s z y T 2 ni i :

tka nk a B , a w i ~c szy b c i e j t ra c i m a g n e t y z a-

cj~ po pr z ec z n ~ . Pr zy k r 6 lki m TE ( TE " " ,, , ) ,

r 6i n i ca w in te n syw n osc i syg na l u wy r a z a s i C;

sla b i ej ni , p o dlu Zszy m T E ( TE ,."" ) .

J a k to b y l o? P o pi e r wsze

wys l a li s m y impul s 9 0 ° po -

wo duj q cym ag n e t yz acjy po -

p rze c z nq . Be z p os r e dnio po

impul s ie 90 0 wy s t y puje ma-

k s imum magn e t yza cji p o -

pr ze c z n e j. A l e z a nik a on a

w zw i qz ku z efek t e m r e-

l a k sa cji pop rzecz n e j. Pr ze -

bi eg t eg o za ni k u pr ze d-

s t a wi a kr zy w a T z . Na

R ys. 3 7 m a m y krzyw e T z

dl a dw6ch r 6z ny c h tkanek :

tk a nki A 0 kr 6 tkim T z (np.

m6zg ) i tkanki B 0 dlu -

g im T z (np . w o d a lub plyn

m 6zgo wo-rd ze ni o w y ) . Obi e

krzywe z a c zy n a j q s i yw pun-

k cie , , 0 " , odp owia d a j q c y m

1m kr o t s z y czas TE , ty m

silni e j szy j es t syg n al o dbi e -

ra n y z t ka n k i . B y o tr zy m ae

na j l e p szy , s iln y s yg n a l ,

ce l owe m o g l o b y s i y wy d a -

wac u iyc i e krotk i eg o TE ,

p o ni ew a i int e n syw n o s e

syg n al u obn i i a s i y pr z y

wy d l u ieni u TE. Jed n a k

p rzy kro t k im TE p o j aw i a

s i y p ew i e n pr o bl e m ( R ys .

3 7 ) . W tym pr zy kl a dzi e

obi e kr zywe T 2 zaczy najq

s i y w t ym sa m y m punkcie.

Gd y czas TE j es t krotki ,

r oi ni ca w int e n sy wno s ci

syg n a lu p o mi y d zy tkan -

k a mi A i B j es t b a rdzo

m a l a, trudn o j e od sieb i e

odr oi n ie. T a k wi y c przy

krotkim TE r ai n ice w

T 2 nie w p lywa j q istot-

ni e n a k o nt ras t mi y d zy

tk an k a mi . P o ni ewai obie

k r z ywe " r o z c h o d zq s i y",

p rzy dlu iszy m T E roinice

mi y d z y k r zywy mi T 2 , c z yli

r o i ni c e w in t ensy wno s ci

s yg n a lu Sq w i y k sze, za-

tern kontras t s t a j e siy

wyr a z ni e j szy. Czy w i yc

c e l o w e j es t wy dlu ie ni e

T E? P o w s t a l y o b raz po-

w ini e n b ye b a rd z o rnoc n o

za l ei n y o d T 2 • A l e ( za -

w sze je s t j a k i es " a l e" )

jeie li pocz e k a r n y dl u ie j ,

c al kow i ta in te n syw n o s e

syg n a lu b y d z i e m a l a l a .

St os un e k syg n a lu do

sz umu (za kl o c ef J . ) obnii y

s i y d o t ego s topnia, i e

ob ra z s t a ni e s i y nieczy -

t e lny. P ro bl e m s tosunku

sy g n al u d o sz umu ilustru -

j e n as t y puj q c y pr z yklad:

odbi e r a j qc l ok a ln q st a cjy

radi owq s l yszysz dobr y

syg n al , czy li g l os n q mu-

zy k y i t y l ko ni ew i e le

s t a ty cz n ego sz umu. Gdy

wy j ez d zasz p o z a miasto ,

i nten syw n ose syg nalu ra-

di owego sla bni e , b y d z ie sz

s l ysza l wiyce j sz um ow, a

j a d qc d a l e j m ozesz n a wet

nie roz r oin i ae mu zy ki od

s z umu . To sar n o d o t y c zy

sygnal u M R : w sys t e mi e Sq

zawsze za k loca j qce sz um y ,

a l e g d y s yg n a l j es t s iln y , n ie

od g r y waj q o n e za dn e j roli .

J e dn a k irn s l a b szy sy gnal ,

t ym tru d ni e j o dr oi nie g o

o d sz umu o t ocze ni a.

Powt6rzmy pewne

wiadomosci

o pr z y bardzo dlugich T E

za l ei nos e od T 2 p ow inn a

s iy j e s z c z e uw y d a tni e,

a l e int e n sy wno se t ak i e g o

syg n a lu b y dzie t ak m ala ,

z e w n a jl e p szy m r az i e ty lk o

ni e z n acz ni e b y d z i e r oz nil a

s i y o d sz umu tl a .

D ow i e d z i e li s m y s i y, ie:

o se k we ncj a ec h a s pi no -

wego s klada s i y z i mp ul-

sow 90 ° i 1 8 0 ° ;

o p o impul s i e 90 ° p ro t o-

n y t racq zg odn ose fazy z

p owo du w e w n y tr z n e j i zew-

n y t rz n e j ni e j e dn o r o dn o s ci

p o l a m ag n e t y c z n ego;

o impul s 1 8 0 ° p o n ow ni e

sy nchr o ni z uje ru c h p ro -

t onow ( cza s a mi za mi ast 0

p r o ton a ch , mowim y 0 ic h

s pinach) czego wyniki e m

j es t silnie j szy sygnal- e ch o

sp inowe;

o impu l s 180 ° s lu iy d o

" n e utr a li z acji " ni e j e dn o -

ro dn osc i z e w n y tr z n ego

po l a m ag n e t y c z n ego,

o syg n a l z mni e j sza s i y o d

ec h a d o ec ha pr zy w i e l o-

k r o tn yc h po w t o r ze n iach im -

pul sow 1 8 0 °, c o wy ni ka z

wew n y tr z n yc h e fe kt ow T 2 ;

o pr zy dobor ze roznyc h

cza s ow T E ( r oznyc h

cza s 6w po impul s i e 90 ° )

syg n a l y mo gq b ye w r oi -

n y m s topniu za l ezne o d

T 2 - pr zy bard zo k ro tkim

T E ni e m a dose c zas u n a

uj a wnienie s i y ef e kt o w T 2 ;

o przy dlug i ch T E ro i n i c a

int e nsywnosci s ygn a lu

ro zn y ch tkanek b y d z i e

co r az b a rd z iej zal ez n a od

ic h T 2 , c z a s ow r e l a k sac j i

popr ze c z nej ;

J a ki e cz a sy TR i T E

u z n a j e m y z a " kr o tki e "

lub " dlu g ie " ?

Kr o tki TR ( Tim e t o R e -

p ea t ) t o cz a s z bli zo n y d o

n a j k r o t szeg o T , jak im

j es t d m y z aint e r eso w a n i

( P a mi y taj : T j to sta l a cza -

so w a, a nie c z as p o t rze b n y

tka n ce do odzysk a ni a m ag -

n e ty za cji podlu z n e j!). Dlu-

g i TR j e st ok o lo tr z yk ro t-

ni e dlu zsz y o d kr o tki ego

T R . Dl a o g o l n e j o ri e nt ac ji

- pr ak t yc zni e TR d o 5 00

m s u waia n y j es t za kr o tki ,

a TR po wyze j 1 5 00 m s - za

dlu g i . Kr o tki T E t o cz a s

moi li w i e n a jkr o t s zy , dlu g i

T E j es t okol o tr zyk r o tni e

d lu zszy . W pr a k tyce TE

p o ni ze j 3 0 m s u waza n y j es t

za k r o tki , a po wyie j 80 m s

- za dlu g i .

Powrocmy 4 q $ek, ."

wel)cjiimpul$ow

eqna spl n owego

Z roznych powodow taka

sekwencja impulsow jest

dwukrotnie lub wiycej ra-

zy powtarzana . Czas pow-

torzenia sekwencji impul-

sow to TR (Time to Re-

peat) , otrzymujemy wiyc

n a stypujqcy schemat:

1. (Impuls 90 ° - czas TE/2

- impul s 1 80 ° - czas TE/2-

z api s s ygn a tu po czasie TE)

Po czasie TR (czasie od

poczqtku jednego impulsu

90° do nastypnego impulsu

90°) ma miejsce kolejny

cykl impulsow i pomiar

sygnalu:

2. (impuls 90° - czas TE/2

- impuls 180°- czas TE/2-

zapis sygnalu po czasie TE).

Mozna jq zilustrowae sche-

matycznie jak na Rys. 38:

Impuls 90 ° - czas oczeki-

wania TE / 2 - impuls 180 °

- czas o czekiw a ni a T E/ 2

- r e jestr a cj a sygn a tu .

Aby ustalie , j a k silny syg-

nal otrzymamy z danej

tkanki przy okreslonych

parametrach sekwencji

echa spinowego naleiy po

prostu odpowiednio do-

brae krzywe T 1 i T z ' jak to

przedstawia Rys. 39. Ktory

z parametrow okresla

wartose magnetyz a cji pod-

luznej? Tym parametrem

byl TR. Aby stwierdzie,

przy jakiej wartosci mag-

netyzacji podtuznej jej

wektor zostanie pochylo-

ny 0 90° (t z n. by ustalie

wartose magnetyzacji pop-

rzecznej w momencie po-

czqtkowym) , wystarczy od-

czytae intensywnose mag-

netyzacji podluznej po

czasie TR. Magnety-

zacja podluzna w tym

punkcie, "pochylona" do

plaszczyzny prostopadlej,

jest poczqtkowym punk-

tern zaniku magnetyzacji

poprzecznej.

Dlatego w tym wlasnie

punkcie dolqczamy krzywq

T Z ' Wielkose sygnalu otrzy-

manego w sekwencji echa

spinowego zaleiy rowniez

od TE, tzn. od czasu

oczekiwania pO nadaniu

impulsu 90°. Ty wartose

intensywnosci sygnalu od-

czytamy wiyc po czasie TE

na krzywej T z

Rys . 39.

O k reslenie in t ensywnosci s y gn al u z dan c j

tk anki moiliwc j e st w s ekw e ncj i ceha s pi-

now eg o poprz e z zc staw ie n ie k r z ywych T j i

T 2 rej tkanki.

Ma g net y zacja podluina po czasi e TR j e st

rown a m a gn e tyzacji popr z e cz nej , (w e kt or

"pochylony" 90° ) .

T a magnety z acja popr z e cz na natychmiast za-

c z yn a z anikac w tempie okr e slonym prz e z

cza s rel a k sac ji popr z ec z nej, czyli prz e z

k r z y w,!- T 2 • Tntensywnos c sygnatu tk anki po

cza s ie TE mo i n a wiy c wyzna c zyc n a krzywc j

T 2 p o c z a si e TE (liczon y m po uplywie TR!) .

R ys . 38 .

Sc h c ma t y cz n a il u s tr a c ja se kwe nc ji impul s6 w

ce l la s p in o w c go.

Jaki obraz otrzymamy,

wyb i erajq.c dlugi TR i

kr6tki 'FE?

Roznice w wartosciach T]

tkanek badanych nie ma-

jet wtedy wplywu na sygnal,

poniewaz uplywa dose

czasu, aby doszlo do cal-

kowitej relaksacji nawet w

tkankach 0 dlugim T].

W sekwencji echa spino-

wego zaczynamy od impul-

su 90°, ktory "pochyla"

wektor magnetyzacji pod-

luznej (nie ma znaczenia

wystypowanie w miydzycza-

sie innych impulsow, np.

180°). Przy wyborze dlugie-

go TR, roznice w T] nie od-

grywajet istotnej roli . Do-

bierajetc krotki TE nie po z -

walamy rowni e z, a by r o z -

nic e int e n s ywn o s c i s y g n a lu

wynik a j c 1 ce z r a z ni c w T z

m og ly s i y uj a wni e. O tr z y -

m a n y s y g n a l ni c za l cz y a ni

o d T 1 a ni o d T 2 , a lylk o

o d g c ; s l o sc i p r o t o n a w lub

s pin a w . W upr oszc ze niu:

im w i y ' ' j p r o l o n 6 w , l y m

s ilni ' j S L y s y n e d. (Ry s . 4 0 . ).

Rys.40.

Zestawienie kr z yw y ch T j i T 2 po z wala

okr c Slic intensywnosc sygnalu r6inych tka -

nek przy sekwencjach impuls6w z u i yciem

TR i TE, jak prz e dstawiono

r A W gd) 7 u Z yjemy ' dlu gl e -

Rys.41.

Po dlugim TR i dlugirn T E uplywa dose cza-

su, aby r6znice w T 2 siy ujawnity , dl a tego

obra z jest zaleiny od T r

i wyja s niono

Odpowiedi przedstawia

Rys. 40, na ktorym wi-

doczne Set krzywe T ] i T z

dla dwoch roznych tkanek.

Przypomnij sobie nasze

doswiadczenie ze str. 46,

w ktorym wyslalismy

impuls 90°, a nastypnie

drugi impuls 90° po czasie

TR. Impuls 90° "pochy-

IiI" wektor magnetyzacji

podluznej na plaszczyzny

prostopadlet; powstal

wiyc wektor magnetyzacji

poprzecznej. 1m wiyksza

magnetyzacja podluzna ,

tym silniejsza poc zet tkow a

magnetyzacja popr z ec z n a

zaraz po impul s i e 9 0 °.

Stwierdzilismy w cz es ni e j ,

ze przy dlugim TR m a g n c -

tyzacja podluzn a w sz y s tki c h

tkanek calkowici e ul e g ni c

odtworzeniu.

na Ry s . 39.

A j e i : eli wybicrz e my dlugi TR, jak pow y i e j ?

Przy dlugim TR rainiec w TI ' w magn e tyza -

cji podtu i n e j ni e s, ~ jui tak z nac z qc e, ponic-

wa i ws z y s tki e lkanki od z y s kujq s woj,! ma g -

n e ty z a c jy podlu i nq. Przy bard z o k r6tkim T E

ro i nica w int e n s yw n o s ci sygn a fu z wiqzana

ro i :nicami w TE nie z dq z y s it( ujawnie.

Pow s taly obra z ni e je s t zal e zny ani od T I' ani

od T 2 , leez gf6wnie okreslony prz ez g\ ts to s c

protonow,! tkan e k (dlatego idealny TE po -

winien bye zerow y ).

Przy dlugim TR nie ma

znaczetcych raznic w Tl'

ale przy dlugim TE uwy-

datniajet siy raznice za-

lezne od T z (Rys. 41). Tak

wiyc powstaly obraz jest

zalezny od T z.

I go TR i dlugiego TE?

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: