Princip, indikace, kontraindikace Petr Nádeníček MAGNETICKÁ REZONANCE Kontraindikace - absolutní Økardiostimulátor, defibrilátor Øcévní svorky z feromagn. či neznámého materiálů ü(klip na krčku aneuryzmatu – hrozí roztržením) Økovové cizí těleso v orbitě Øimpl. feromagnetický materiál před méně než 2 měsíci Økochleární implantát Feromagnetismus je jev, kterým materiál může vykazovat spontánní magnetizaci a je jednou z nejsilnějších forem magnetismu. Je odpovědný za většinu magnetických reakcí vyskytujících se v každodenním životě a je základem pro všechny permanentní magnety (stejně jako pro kovy, které jsou k nim znatelně přitahovány). Mezi feromagnetické materiály patří např. železo, kobalt, nikl. Kontraindikace - relativní Øferomag. mat. impl. před více než 2 měsíci Øklaustrofobie, nespolupracující pacient üsedace dětí Økov. mat. v místě vyšetření – artefakty Ø1. trimestr těhotenství ünegat. vliv na plod však neprokázán Indikace ØMOZEK ütraumata, tu, záněty, kongenit. anomálie, MR angiograifie, standardně vyšetření před operací ØPÁTEŘ – výhoda sagitální zobrazení celé páteře ØKLOUBY – hlavně koleno, rameno, hlezno ØJÁTRA, LEDVINY, PANKREAS ØSTŘEVO – MR enteroklýza, defekografie ØSRDCE üzobrazení morfologie a funkce (dynamiky) ü MR koronarografie Øspeciální vyšetření – funkční MR, MR spektroskopie, difuze, perfuze, … Základní pojmy ØProton, spin ØMagnetické pole/moment ØIntenzita mg. pole ØÚhrnný mg. moment ØParalelní/antiparalelní uspořádání ØPrecese, Larmorova frekvence Základní pojmy ØElektromagnetický impuls ØÚhrnný vektor tkáňové magnetizace ØRezonance ØVektor podélné/příčné magnetizace ØRelaxace ØLongitudinální/příčná relaxace ØRelaxace spin-mřížka/spin-spin ØRelaxační čas T1, T2 Ø90 st., 180 st. impuls ØT1-, T2-vážený obraz ØProton density image ØFID signál ØPřijímací anténa ØTR - „Time to repeat“ ØTE - „Time to echo“ Základní pojmy ØMg. gradient ØRovinu řezu/frekvenci/fázi určující gradient ØVolumové/gradientové/vyrovnávací cívky Základní pojmy Magnetické pole ØV okolí pohybující se el. nabité částice ØV okolí vodiče s protékajícím proudem ØKladný náboj ØRotují kolem vlastní osy - spin ØVytváří mg. pole/moment Ø1H, 13C, 19F, 23Na, 31P Protony ma2 ØRotační pohyb po plášti kužele ØProton krouží kolem pomyslné osy (lze ztotožnit se siločárou mg. pole) ØLarmorova frekvence üMg. vlastnosti atomového jádra üIntenzita zev. mg. pole Precese g - gyromagn. poměr Precese Paralelní/antiparalelní uspořádání ØNahodilá orientace rotačních os protonů ØVnější mg. pole ØTkáň vykazuje úhrnný mg. moment - chová se navenek magneticky Paralelní/antiparalelní uspořádání Elektromagnetický impuls ØLarmorova frekvence ØRezonance ØLadičky ØPředání energie üPřechod protonů do antiparalelního postavení •Úbytek podélné magnetizace üVznik příčné tkáňové magnetizace •Precese synchronně, ve fázi Elektromagnetický impuls ma4 ma3 Příčná tkáňová magnetizace Příčná tkáňová magnetizace Úhrnný magnetický moment Relaxace ØVoda - dlouhé T1 a T2 relax. časy ØTuk - krátké relax. časy T1 i T2 Ø Závisí na velikosti molekul trimyristoylglycerol, voda FID Ø„Free Induction Decay“ ØSekvence volného úbytku signálu ØNejjednodušší vyšetřovací metoda Ø90 st. puls, úbytek příčné magnetizace ØSignál je charakterizován: üFrekvencí üAmplitudou Ø FID Longitudinální relaxace t1-curve ØPodélná relaxace ØVektor podélné magnetizace nabývá opět původní velikost ØEnergie se vrací zpět do mřížky zkoumané látky ØT1 relaxace Ø„Spin - lattice“ relaxation ØRelaxace spin-mřížka Ø Ø63 % = 1-1/e üExponenc. děj ØT1 relax. čas Ø2 - 10x delší než T2 Ø300 - 2000 ms Longitudinální relaxace t1-curve T1 vážený obraz relax3 t1-curve Transversální relaxace – T2 ØRelaxace T2 ØZtráta příčné magnetizace üNehomogenity v mg poli üSlabé mg pole v okolí ØRelaxace „spin-spin“ Ø37 % = 1/e Ø t2-krivka T2 vážený obraz relax4 t2-krivka T1, T2 relaxace Ø T1 a T2 vážený obraz kyble_s_barvou_T2 kyble_s_barvou_T1 Spin - echo sekvence ØNejužívanější vyšetřovací sekvence umožňující zobrazovat dle relax. časů T1, T2 i protonové hustoty Ø90° puls ØMagnetizace üPodélná vymizí üPříčná vzniká Ø180° puls üPrecesní pohyb opačným směrem üOpětovný nárůst signálu se1 Spin - echo sekvence se3 Jak vzniká MR obraz? Øpoužívají se tzv. sekvence pulzů, které mají různé parametry TR, TE, TI Ørůzným sestavením sekvencí lze zvýraznit vliv T1 nebo T2 relaxace Økontrast ve výsledném obraze je dán rozdílnými magnetickými vlastnostmi jednotlivých tkání Velikost podélné magnetizace v okamžiku 90 st. pulsu je totožná s velikostí příčné magnetizace v témže okamžiku, tj. v čase TR T1 – krátké časy TR i TE luso1_2002072516110323_3_22 T2 – dlouhé časy TR i TE luso1_2002072516110279_2_15 Obraz vážený podle protonové hustoty, dlouhý TR, krátký TE luso1_2002072516110194_2_8 Tkáňové struktury se mezi sebou liší pouze poměrným zastoupením protonů. luso1_2002072516110323_3_22 luso1_2002072516110194_2_8 luso1_2002072516110279_2_15 Prostorové kódování Ølokalizace zdroje MR signálu se děje pomocí tří magnetických gradientů, které se přidávají k základnímu magnetickému poli přístroje Øv průběhu sekvence v přesně stanovených dobách postupně zapínáme gradienty ve všech třech osách üto umožní přesné určení voxelu, ze kterého signál přichází Ødata jsou digitálně zpracována üpomocí Fourievovy transformace üvýsledkem je černobílé zobrazení požadovaného řezu Rekonstrukce obrazu ØGradient určující üRovinu - roste v podélné ose těla üFrekvenci - roste kolmo na osu těla (zleva doprava) üFázi - roste kolmo na osu těla (zepředu dozadu) grad5 grad4 Celá sekvence při rekonstrukci Cívky ØHlava ØKrk ØPáteř ØHrudník ØKlouby ØPrsa ØFlexibilní mri_breast mri_flexible mri_head mri_chest mri_joint mri_neckcoiil mri_spine Uspořádání cívek mri_head Uspořádání komponent MRI Sekvence ØT1 ünativně + po aplikaci KL ütekutina je tmavá üdobré anatomické zobrazení ØPD – proton denzity – zobrazení na základě protonevé hustoty. üdetektce demyelinizačních plaků üdobrý kontrast mezi šedou a bílou hmotou ücitlivost k „flow-void“ ØT2 ütekutina je světlá až bílá üzobrazení okrsků s vysokým obsahem tekutiny ücysty, edém ü Ø ü Kontrastní látky Øna bazi chelátu gadolinia (Gd) Øjako paramagnetická substance působí zkrácení relaxačního času T1 üsycení se zobrazuje jako hyperintenzita Øminimum nežádoucích účinků ØIndikace - zobrazení üpatol. vaskularizace üporušení HEB ütumory üangiografie üpřímá MR artrografie Paramagnetismus je forma magnetismu, která se objevuje jen v přítomnosti vnějšího magnetického pole. T1 a T2 vážný čas relax5 Obraz vážený dle proton. hustoty ØDlouhý TR ØKrátký TE T2 v.o. – vlevo parietálně hyperintenzita – edém T1 v.o. – vlevo parietálně hypointenzita – edém mozkové tkáně Příklady patologií Děkuji za pozornost