INTERNÍ KURZ MRI Mgr. Ing. Marek Dostál Ph.D. - KRNM FNB, Biofyz. FL MU proc znat základy mri -y Skin touch Thermoflect blanket lined with aluminum 2nd degree burn caused by silver microfiber in the shirt Leads burns Tattoo burns historie mri • 1921 - objev elektronového spinu (A. Compton). • 1924 - objev jaderného spinu (W. Pauli). • 1938 - potvrzení magnetického kvantového jevu (NMR) (LI. Rabi). • 1945 - vylepšení Rabiho přístroje (zrod NMR spektroskopie) (F. Bloch a E. Purcell). • 1949 - objev chemického posunu. • 1971 - různé tkáně mají různé relaxační doby (R. Damadian). • 1973 - počátky tomograficého MRI (P. Lauterbur). • 1977 - první celotělové MRI (R. Damadian). • 1987 - zrod MR angiografie (zobrazení toku krve). • 1992-zrod funkční MRI (fMRI). magnetické pole Homogenita mag. Pole Cívky Shields Shims Main ■ Cryost.it with liquid helium RF j Knee (T/R) _ _ -Á if——^—*■ ^ iV~. Spine (R) 1_ '-^- Gradients Shims 1 magnetické pole Magnetický moment > Charakterizuje zdroj magnetického pole. > Vektorová veličina. Co to má společného s MR? magnetické pole • Elektrony „obíhají" kolem jádra (analogie s cívkou). > Orbitální mag. moment (jiL) • Elektrony mají vnitřní moment hybnosti („rotace kolem osy"). > S pinový mag. moment (\is) • Nukleony mají vnitřní moment hybnosti („rotace kolem osy"). > Jaderný mag. moment magnetizace magnetizace Důsledkem nenulové teploty (T > 0 K) se částice pohybují zcela náhodně a také orientace magnetických momentů je zcela náhodná. Proto je střední hodnota vektoru magnetizace nulová (m) = 0. Orientace mag. momentů v silném ^^^hra^f^^pi^^i vnějším statickém mag. poli. ^l^í > Střelka kompasu W- magnetizace E = hf Atom Isotop fL [MHz] v B=1T Vodík 42,7 Uhlík 13c 10,7 Dusík 14N 6,1 Fosfor 31 p 17,2 magnetizace a*=.q AE = yhB0 Velikost mag. pole Přebytek spinu na nízst energetické hladině relaxace Typ látky Ti [ms] T2 [ms] tuk 250 sval 900 50 krev 1400 100-200 Mozek šedá hmota (GM) 950 100 bílá hmota (WM) 600 80 cerebrospinální tekutina (CSF) 2000 signál • Detekce signálu je založena na elektromagnetické indukci: • Mění-li se magneticky indukční tok cívkou, indukuje se v ní indukované elektromotorické napětí. • Pří změně magnetizace dochází ke změně magnetického indukčního toku a v detekčních cívkách se indukuje střídavý proud o Larmorově frekvenci. • Amplituda napětí je úměrná magnetizaci a tudíž i hustotě jader. • Volně detekovaný signál (Free Induction Decay FID) je periodická tlumená funkce. __t_ FID = M0 cos(ú)0t) e T*z constant constant MR Signal with Sampled Raw Data ki.--l.U2K Im Each data point is a signal ns = # of complex samples i ■ ■ • ■ i i i i i i ■ ■ ■ ■ i ■ I ■ ; ; I I i i ; i ; i i I ! ; ; ■ ; ' I —^1 K—Dwell Time (td) = ts/ns K-5H _Sampling Time (ts)_ fourierova transformace • Na signál se aplikuje Fourierova transformace. • Co dělá Fourierova transformace? • Převádí signál z časové domény do frekvenční. 5(i») = I s{ť)e~i(útdt fourierova transformace /v/VvVVVWvv' poziční kódovaní • Jak ovšem poznáme odkud přesně signál detekujeme? • Protože signál detekujeme z celé vyšetřované oblasti zároveň, je prostorová informace ve FID signálu ztracena. • Potřebujeme do signálu informaci o poloze zdroje signálu zahrnout uměle. • K tomu využíváme tři gradientní cívky. • Tyto gradientní cívky umístíme tak, aby produkovali v prostoru proměnné, ale časově konstantní magnetické pole. • Magnetická indukce tohoto poleje výrazně menší než vnějšího pole B0. • Proměnlivost (gradient) těchto polí určíme přesně pro potřeby daného experimentu (znalost gradientu v osách x, y, z je zásadní). RF amplitude transmitted RF bandwidth Aco frequency B aft«i i «t /-axis .RF carrier frequene 7-a\is Larmor equation applies here the image slice í t t 21.1 MHz NÍ2ŠÍ 21 3 MM? 21.4 MHz Vyšší Všechna jádra uvnitř zvolené tomoroviny precesují se stejnou frekvencí i fází. Gradient Z Gradient B0 + Gradient &MAJOS2011 Aco = y - Gz • Az B0 + Gradient + Gradient Bo + Gradient Gradient X pulsni sekvence k-space filled line by line Caiesian1 daia acquisition prostorové rozlišení FOV (x * y) Počet frekvencí v k-prostoru Počet fází v k-prostoru FOVx FOVy Rozv =- ; Rozv =- x #frek y #/ází 240 240 Rozx = —— = 0,93 mm ; Rozy = —— = 1,25 mm 480 280 Rozr = —— = 1,48 ; Rozv = —— = 1,75 mm x 324 y 160 snr • Velikost voxelu SNR~V SNR (0,93 ; 1,25; 4)~0,93 * 1,25 * 4 = 4,65 SNR (0,93 ; 1,25; 3)~0,93 * 1,25 * 3 = 3,48 SNR (0,8 ; 1; 4)~0,8 * 1 * 4 = 3,20 prumerovani signálu RF -a/ i G G ISO11 j i _1 1_1 spin echo (se) Signal (l-e rJe" TE T2 TE PD (l-e ™) "IE Fpin-ipncid internee (7?;. Tut 90 ma Seda hniola 1D0 ins Mozfcrjnisni mah: ]0Q rps 200 j£.u JOG Caa |ma] N s > ■1' a •1—1 ■1' E o e T2 spin echo Spm-mnf hova fntEraice fT1) t-1-1-1-1-1-r 1500 2000 2500 30D0 fos |rrs] S~PD (l - e ™) TE e TtJe-Tž spin CSF GM Tuk TE 8 8 8 TR 600 600 600 Tl 2000 520 180 T2 300 100 90 EXP(-TR/T1) 0,7408 0,315 0,0357 EXP(-TE/T2) 0,9737 0,923 0,9149 1-EXP(-TR/T1) 0,2592 0,685 0,9643 Součin 0,2524 0,632 0,8823 li S~PD (l - e ™) e~ CSF GM Tuk TE 120 120 120 TR 6000 6000 6000 Tl 2000 520 180 T2 300 100 90 EXP(-TR/T1) 0,0498 1E-05 3E-15 EXP(-TE/T2) 0,6703 0,301 0,2636 1-EXP(-TR/T1) 0,9502 1 1 Součin 0,6369 0,301 0,2636 TE_ T2 spin echo t2-w CSF GM (l - e ™) e~ TE T2 Tuk TR 6000 6000 6000 Tl 2000 520 180 T2 300 100 90 EXP(-TR/T1) 0,0498 1E-05 3E-15 EXP(-TE/T2) 0,9737 0,923 0,9149 1-EXP(-TR/T1) 0,9502 1 1 Soucin 0,9252 0,923 0,9149 spin echo pd (l - e ™) e~ 5~ PD \ 1-e CSF GM Tuk TE 120 120 120 TR 600 600 600 Tl 2000 520 180 T2 300 100 90 EXP(-TR/T1) 0,7408 0,315 0,0357 EXP(-TE/T2) 0,6703 0,301 0,2636 1-EXP(-TR/T1) 0,2592 0,685 0,9643 T2 SPIN ECHO Součin 0,1737 0,206 0,2542 spin echo rychlost akvizice TR Počet průměrování Počet řádků k-prostoru t = T R * #phase * NEX t(600ms, 256,1) = 0,6 * 256 * 1 = 153,65 t(4000,256,1) = 4 * 256 * 1 = 1024 s t(500, 512,4) = 0, 5 * 512 * 4 = 1024 s turbo spin echo rychlost akvizice TR, TF Počet průměrování Počet řádků k-prostoru Vysoký SAR t = TR * #phase * NEX / TF t(600ms, 256,1,4) = 0,6 * 256 * 1/4 = 385 t(4000,256,1,18) = 4 * 256 * 1 = 56,8 s t(500, 512,4,4) = 0, 5 * 512 * 4 = 256 s turbo spin echo FSE 4000/102 ETL = 16 I H-C' I H- C-OH I ch posuv, j-coupling CH, HC — HřC-0 se vs tse-susceptibilita TSE (ETL=15) TSE (ETL=5) 90° 180° 180° 180° 180° 180c Driven Equilibrium Pulse 90° 180e FSE Sequence Přídavný -90° pulz Zrychlení návratu M -90° tse drive/frfse ETL=15 tse multivane/propeler Radiální náběr k-prostoru Střed převzorkován Okraje pod vzorkovány Méně citlivé napohyb Zvýšená neostrost Vznik artefaktů Delší akvizice •-'''z . • Vysoké ETL, částečný náběr k-prostoru • Vysoký SAR mm • Pokles SNR ks • Velmi rychlý náběr (~ls) mmv singleshot tse — These two data points, mirror images across the origin of /(-space, have identical amplitudes but opposite phases Phase Encode Gradient Stepa 90" SPIN-ECHO ~r 180° -TR- FAST SPIN-ECHO ■4\ŕ—m—°Aŕ~ 180" 0" HASTE 90 90" 1 J. j. r J. 1 90° 180° VV 1 o0" n 180° 180* VV 1 ioT " 180" ™ SINGLESHOT TSE • Snížení SARu > nahrazení 180° pulzů 3D sekvence Proměnlivý refoc. úhel Nižší S AR Vysoké ETL Vysoké rozlišení Míň kov. artefaktů Dlouhý akviz. čas (>5min) CUBE/VISTA a < 90° = kratší TR GRADIENTNI ECHO Citlivé na nehomogenity Nižší SAR Rychlá akvizice 2 základní rodiny • Ne/koherentní GRE [■M KOHERENTNÍ GRE (FFE/GRE/FISP) Zachovává příčnou složku M_l Signál T2/T1 vážený Nízký kontrast tkání Proudící krev vysoký signál TOF MRA KOH GRE (t2 FFE/FSPGR/PSIF) Sekvence SE generována GRE Posloupnost a-pulzů a grad. TE > TR Nízký SNR Rychlé měření Extrémně citlivé na pohyb spinu ve frek. směru , Ml ~~ KOH GRE (MENSA/DESS) • „Součet" FISP (GRE) a PSIF (SE) • Unikátní kontrast • Využití v MSK • Chrupavka/tekutina/kost KOH GRE (MENSA/DESS) KOH GRE (FIESTA-C/CISS) Kombinace FISP (GRE) a PSIF (SE) SCiss = (Si + (-l)nS2)/2 Neuro-vaskulární kontakt Éř^\ MR cisternografie ■ % KOH GRE (FIESTA-C/CISS) o V KOH GRE (FIESTA/BFFE) • Vybalancovaná posloupnost všech GRE • Velmi rychlá • Méně citlivá k turbulencím • Extrémně citlivá na nehomogenity B0 (-1/TR) • Silnější pole = větší problém • Kardio • Rychlé zobrazení břicha NEKOH GRE (FSPGR/t1 FFE) Nezachovává příčnou složku M_l Signál TI nebo T2* vážený Rychlá sekvence Detekce hemosiderinu/kalcifikací Kontrastní MRA T2* výrazne kratší nez T2 Velmi citlivá na mag. nehomogenity Suscept. art. se zvětšují s větším TE Vážení TE NEKOH GRE (FSPGR/Tl FFE) NEKOH GRE (FSPGR/t1 FFE) a = 10 a = 30 a = 50 [H] and T2* Weighting More T1 Weighting NEKOH GRE (FSPGR/t1 FFE) TR = 50 TR= 100 TR ■ 400 More T1 Weighting More [H] Weighting NEKOH GRE (FSPGR/Tl FFE) GRE 1D0- Tu" 60 T-1-1- Zin IBt taction :>:>■. vi Iro-rr 0 ■ i i in 1ř 20 iter far milliseconds after RF pulse Závislost na BO NEKOH GRE (IN/OUT PHASE) NEKOH GRE (M-FFE/MERGE) NEKOH GRE (THRIVE/LAVA) Velmi krátké TR (-5 ms) a TE (-1 ms) M Rychlý náběr dat (-15 s) h Generic Gradient Echo GRE GRE FFE GE FE RF-Spoiled GRE FLASH SPGR Tl-FFE RSSG Tl-FFE Coherent GRE with "FID" Refocusing FISP GRASS FFE SARGE (SG) FE Coherent GRE with "Echo" Refocusing PSIF SSFP T2-FFE TRSG SSFP Coherent GRE with Balanced "FID/Echo" Refocusing True FISP FIESTA Balanced FFE BASG True SSFP Coherent Balanced GRE using Dual-excitation CISS FIE5TA-C — PBSG — Coherent Double GRE using Combined "FIDs'J & "Echoes" DESS MENSA — — Spoiled GRE using Combined Multiple FIDs MEDIC MERGE M-FFE — UltrafastGRE TurboFLASH (2D) MP-RAGE (3D) Fast GRE BRAVO (3D) TFE 3D Tl-TFE RGE (2D) 3D-GEIR Fast FE Spoiled 3D GRE Variants VIBE FAME/LAVA THRIVE TIGRE 3D QUICK GRE Plus SE with Combined Signal TGSE — GRASE Hybrid EPI MR BEZPEČNOST • Silné statické i dynamické mag. Pole • Dle FDA až do 8T pro dospělého bez rizika • Rychlá změny dB/dt => stimulace perif. Nervů nikoliv srd. svalu • Vysoko-frekvenční RF pulzy • Většina E přeměněna na teplo (kumulativní) • Specific Apsorption Rate (SAR, [W/kg]) • SAR < 4 W/kg => žádné zvýšení teploty • SAR < 6 W/kg => dobře tolerováno • Větší zvýšení T na povrchu • Hluk • Malý prostor MR BEZPEČNOST • Hluk • Roste s B0 a rychlostí gradientů • Různé metody redukce hluku • Může být problém u psychiatrických pacientů či těhotenství • Malý prostor • Lze potlačit otevřenou konstrukcí magnetu • Uzavřené magnety s větší gantry (70 cm) • Uklidnění pomocí léků či anestézie MR BEZPEČNOST Kovové implantáty • Dislokace feromagnetických díky B0 • Zahřívání el. vodivých díky RF a grad. pulzům • Feromagnetický materiál vždy absolutní kontraindikace • Neferomagnetické = artefakty v obraze • Některé implantáty lze použít pouze za určitých podmínek (B0, grad., S AR. MR BEZPEČNOST - KARDIO STIM. • Pacient musí mít potvrzení s razítkem a podpisem ošetřujícího lékaře, že jeho kardiostimulátor (včetně elektrod) je MR kompatibilní. • Toto potvrzení nesmí být starší než 3 dny. Nestačí pouze průkazka o typu kardiostimulátoru. V případě nejasnosti je vždy nutné kontaktovat ošetřujícího lékaře, je možné zhotovit RTG snímek hrudníku, Které vsak musí indikovat ošetřující lékař. • Součásti potvrzení musí být informace, že kardiostimulátor je nastaven v MR kompatibilním modu. S výhodou je přímo výtisk z kalibrace přístroje. Toto potvrzení nesmí být starší než 24 hodin. • Součástí potvrzení musí být vyjádření ošetřujícího lékaře, že pacient nemá žádné další implantáty, které by byly kontraindikací k MR vyšetření. Zvláště například ponechané elektrody apod. • Na MR pracovišti musí být informace o podmínkách pro MR vyšetření u těchto pacientů pro jednotlivé typy stimulátoru (např. nutnost centrace mimo hrudník atd.). • Buď si je pacient přinese s sebou nebo již musí být na pracovišti k dispozici. • Při měření musí být pacient monitorován pomocí EKG. Absolutní kontraindikace Ponechané elektrody po deplantaci kardioslimulátoru nebo defibrilátoru Aneuryzmatické cévní svorky (klipy), pokud není písemně doložena jejich MR kompatibilita pumpa atd.V pQRu&nejií kompatibilita Kovová cizí tělesa z jiného než prokazatelně nemagnetického kovu :-intrakraniálně - intraorbitálně Relativní kontraindikace (potenciálně nebezpečné) Stenty (cévní výztuže), žilní filtry, kovový embolizační materiál a okludery méně než 6 týdnů po implantaci, pokud není písemně doložena jejich M R kompatibilita Kloubní náhrady, osteosyntetický materiál a dentální implantáty méně než 6 týdnů po implantaci, pokud není písemně doložena jejich M R kompatibilita Kloubní náhrady a osteosyntetický materiál se známkami uvolňování Bezpečné Stenty {cévní výztuže), žilní filtry, kovový embolizační materiál a okludery 6 a více týdnů po implantaci Kloubní náhrady, osteosyntetický materiál a dentální implantáty 6 a více týdnů po implantaci, bez známek uvolňování (bez ohledu na použitý materiál) Náhrady srdečních chlopní s výjimkou cíleně udané MR nekompatibility Neaneuryzmatické chirurgické cévní svorky (hemostatické klipy) 6 a více týdnů po implantaci Svorky na žlučových cestách 6 a více týdnů po operaci Není kontraindikace Písemné potvrzení výrobce implantátu o jeho plné MR kompatibilitě (kdekoli v těle pacienta) s písemným potvrzením operatéra, který jej implantoval Nitroděložní tělíska (IUD) Stenty (cévní výztuže), žilní filtry, kovový embolizační materiál a okludery, pokud lze písemně doložit plnou MR kompatibilitu (bez ohledu na dobu implantace) POTLAČENÍ/ZESÍLENÍ SIGNÁLU • Potlačení tuku • FatSat • STIR • SPAIR • Potlačení vody • FLAIR/DIR • Magnetizační transfer • Separace tuku a vody - Dixon • Zesílení vody (water excitation) SPIR/FATSAT Potlačení tuku (posun frekvence tuku vůči vodě, selektivní RF, vynulování gradientním pulzem) ^^^^^^^^m Výrazně neprodlouží TR ^^^^^^^^Ml Nemění TE ^^^^^^^Hl Neovlivňuje aplikaci KL ^^^^^^^hb Velmi citlivé na nehomogenitu pole ^^^^^^^hH Lepší separace ve vyšších mag. polích ^^^^Rl 1 STIR Potlačení tuku na základě T1 času inversním pulzem Málo citlivá na nehomogenity pole Lze uplatnit i při nižších mag. Polích RF ito° NEPOUŽÍVAT s KL ~ jľ Volit delší TR ^__ TI canceling the fat signal ADC 0° 180° 1180° ISO0 llSO0 U80c Short it (150) SPAIR/SPECIAL Potlačení tuku na základě spektrálně selekt. IR (invertuje jen tuk) Míň citlivá na nehomogenity pole než FatSat, ale víc než STIR Víc signálu než STIR ^m^^^^^^^^^^^^^^^^^^m NEPOUŽÍVAT s KL M^^^^^^^^^^^^M POTLAČENI VODY (FLAIR) Potlačení tuku na základě IR Dlouhé TI = dlouhé TR TI a TR jsou svázané Zkrácení TR => zkrácení TI T2-w obraz (dlouhé TE) Často spolu s FatSat • Vázaná voda = velmi krátké T2 => nepřispívá k signálu • Saturací vázané vody se přeneseně saturuje i volná • Využití: • Potlačení signálu pozadí (KL, TOF MRA) • Kvantifikace poměru volná/vázaná voda (MAG TR) free water frequency TOF MRA MT 3DTOF 3D TOF + MT 3D TOF + MT + FatSat MT + GD KL T1 MTC Gd T1 SE Gd T1 M PRAG E Gd SEPARACE VODY A TUKU B • IP = V + T • OP = V - T •IP+OP = V + T + V- T = 2V •IP-OP = V + T-V + T = 2T • Multi-echo • Multi-fat peak korekce •BO korekce • T2* mapování • Tuková frakce DIXON KVANTIFIKACE Liver Fat-fraction: 2% Liver Fat fraction: 22% EXCITACE VODY Pomocí více RF excituje pouze H vody Méně citlivé na nehomogenity mag. pole než FatSat Modely: _ •(11) = 45° 45° • (1 2 1) = 22,5° 45° 22,5° • (1 3 3 1)= 10° 30° 30° 10° Vyšší model větší exitace Může měnit TE i TR A 45° Pulse A 45° Pulse dcphasing Slitiny kovů (Fe77Nd15B8...) ^™ B0 = 0,1-0,3T Výhody: • Nízká pořizovací cena • Nízké provozní náklady • Otevřený Nevýhody: • Hmotnost (15-70 tun) • Stabilita pole velmi citlivá na teplotu PERMANENTN Elmag indukce B0 = 0,1-0,4T Výhody: • Nízká pořizovací cena • Nízká hmotnost • Otevřený a vypnutelný Nevýhody: • Velká spotřeba energie (-50 kW) • Stabilita pole velmi citlivá na teplotu MS—ni • Elmag indukce + chlazení kapalným He • B0 = 0,5 - 7 T • Výhody: • Kvalita obrazu • Stabilita mag. pole • Nevýhody: • Pořizovací náklady • Nelze vypnout 1.5T Při větším B0 • Roste S/Š • Roste T i cas • Roste SAR (ERF~B02!!!) • Roste efekt susceptibility • Roste hluk • Roste cena • Klesá homogenita obrazu • Klesá T2* čas WM SILA POLE • Prostorová informace • Parametry: • Max. amplituda (20 - 80 mT/m) • Slew rate (80 - 200 mT/m/ms) • Linearita • Amplituda ~ Prost, rozliš • Slew rate ~ TEmin, TR^... Korekce nehomogenity mag. pole Pasivní/aktivní Minimalizace geometrického zkreslení Maximalizace signálu díky ideální Larmor. frekvence Lepší FatSat, MRS, EPI, fMRI... SHIM Unwanted harmonie in field Opposite harmonic from shim coil • Vysílací vs přijímací • Celotělová • T/R, horší S/Š • Povrchová • Blíž k tělu => lepší S/Š • Dedikované dle ant. oblasti • Více-segmentová • Více cívek v jednom bloku • Pokrytí větších oblastí • Umožňují pokročilé techniky • Větší nehomogenita signálu Větší B0 => kratší vln. Délka => větší nehomogenita signálu MULTI TRANSMIT Conventional Multi Phase Transmit m 2d EXCITACE Conventional DWI b 50, 1000, 1500, ADC 2.1 x 2.1 x 3 mm3 TR/TE 4600 / 79 ms TA 3:23 min ZOOMitPRo1 b 50, 1000, 1500, ADC 0.95x0.95x3 mm3 TR/TE 4600 / 79 ms TA 3:29 min h" orgánů íighted -EP PARALELNÍ TECHNIKY Vypuštění řádků k-prostoru encoding steps But you thi get reduce FOV and wrap-arou artifact (aliasing] Vyžaduje kalibraci 1. rekonstrukce, pak korekce v/ □ Full FOV Coil 12 sensitivit Coil 2 maps Full FOV ACQUIRE Coil sensitivity maps sense/asset ed PI: SENSE, ASSET UNFOLD/COMBINE Merging of Vi FOV images usi weightings from coil sensitiv maps ARC/GRAPPA Netřeba kalibrace 1. korekce, pak rekonstrukce Střed bez vypuštění sloupců ial /f-space data with central iversampling Missing lines of k-space and regional coil sensitivities using harmonics Individual coil Into final magnitt images image using sum squares sc encode ^ Nehomogenita B0 • Špatně seřízený stroj • Kovový předmět • Rozdíl susceptibilit ARTEFAKTY ARTEFAKTY Nehomogenita Bx • Lokální nepřesnot úhlu RF pulzu • Nehomogenita přijímaného signálu (povrch cívky) 1 kanálová Multi-kanálová 40 60 80 Signal-to-Noise Ratio 120 ARTEFAKTY Nehomogenita Bx • Dielektrický jev • Vlnová délka v těle ~ 25 cm (3T) FLAIR 7T Conventional Multi Phase Transmit ARTEFAKTY ARTEFAKTY ARTEFAKTY Možnosti potlačení pohybu • Náběr se zadrženým dechem • Náběr synchronizován s dechovou křivkou • Náběr synchronizován s pohybem bránice • Náběr synchronizován s EKG • Změna typu náběru dat (Propeller/MultiVane) ARTEFAKTY Možnosti potlačení toku • Přidání gradientního pulzu 3 fff-puťíe and echo Standard readout gradient Readout gradient with, extra úMN lobes Net phase gain far moving spins • Možnosti potlačení toku • Prostorová saturace artefakty ARTEFAKTY ARTEFAKTY Chemický posun ARTEFAKTY • Chemický posun - zvýšení B W = snížení posunu ARTEFAKTY ARTEFAKTY Překlopení • Větší FOV • Změna FK • NPW Phase Encoding |Mismapped as +270° Mismapped as +90° image with phase wrap-around artifact Mi Phase Encoding FOVp and Np both increased R H Pixel width = FOVp / Np is unchanged 0° 360° Only central portion of the FOV is reconstructed 01 ARTEFAKTY Překlopení vs SENSE Pozitivní KL • Minerální oleje • Polyestery sacharózy • Protony krátké T\ časy pozitivní signál na T\ kontrastní latky Negativní KL • Plyny (C02, vzduch) • Kaolinové kaše • Dehydratační činidla Rektálně aplikovaný Perflubron kontrastní latky Přirozené KL • Vysoký obsah Mn (ananasový džus) Ananas T, Silně T2 kontrastní latky • Paramagnetická KL • Nezobrazuje se samotná látka • Výrazně mění T\ čas ve svém okolí (Relaxivita) • Oxid dusičný • Stabilní volné radikály • Kationty kovů (Ni2+, Fe2+, Gd3+) • Relaxivita ~ koncentrace, mag.moment, vzdálenost, nepár.e" kontrastní latky Paramagnetická KL • El. Konfigurace • Fe2656 [Ar] 4s23d6 - 4 volné e" • Gd64158 [Xe] GsHfSá1 - 8 volných e" • Nutnost stabilně navázat na organické látky (toxicita těžkých kovů) • Cheláty - koordinační vazby • Např. Dotarem kS^^HH^HHS^^^^I KONTRASTNÍ LÁTKY Kontraindikace . Xermo • Těhotenství ,^~l5ótaŕem • Kojení ^^Erohance^ • Onemocnění ledvin • Primovist • Přecitlivělost na složku KL ■ Multihance tt i, .v, ,v. i • Magnevist Vedleisi ucmky ^ , . J J • Gadovist • Výrazně méně oproti jodovým ^>--Ofnmséán" • Bolesti hlavy, vyrážky, ztížené dýchání Q^optimark • Alergické reakce • Systémová nefrogení fibróza • Nedoporučuje se používat lineární neiontové KL Termodynamická stabilita - pKŤ] 25.6 (cyklický, iontový) 23.8 (cyklický, neiontový^; 23.5 (lineární, iontový) 22.6 (lineární, iontový) 22.1 (lineární, iontový) 21.8 (cyklický, neiontový) 16.9 (lineární, neiontový)^ 16.6 (lineární, neiontový) nízké riziko ^vysoké riziko DIFUSNÍ ZOBRAZENÍ Magnetic field gradient DWI Difúzni vážení přídavnými gradienty Kvalita grad. vybavení stroje I Max. amplituda (G) 40-80 mT/m i Rychlost náběhu 80-200 T/m/s i b = Y2G282 (A-?) I b = 0 - 1500 s/mm2 klinické h b = 0 - 4000 s/mm2 vědecké W Rychlý náběr (-100 ms) DTI Difúze může být orientována stejně jako difúzní gradienty Min 6 směrů grad. Charakterizace elipsoidem Gi^^9^^^HI^H Pro přesnější odhad > 16 směrů •H.llK Unit of measure Formula Object measured FA Scalar value ranging between 0-1 |TV(Al-A2)1 + (A2-A3)3 + (A,-A1)2 fibers directional ity/axonal loss \:n AD RD mm1/sec mm2/sec mm1/sec (Al+A2 + A,)/3 A, Amount of water diffusiori/myelin loss Diffusivity parallel to the fibers/myelin and axonal content Diffusivity perpendicular to the fibers/myelin content FA: fractional anisotropy^ MD: mean diffusivity; AD: axial diffusivity; RD: radial difFusivity; mm: millimeters; sec: second. wholebrairridiffusion tractography 7 / Injury average length of streamlines in every voxel colour denotes reduction in streamline length small m|ury causes reduction in streamline length Along entire tract • Time of flight (TOF) • Princip: • Aplikace 90° a 180° RF • Krev z jiné vrstvy jen 180° RF • Potlačení statické tkáně • Velikost signálu roste: • S rychlostí • S TR, Tjaa • Velikost signálu klesá: • S tloušťkou vrstvy • S orientací vrstvy MRA nowing blood .issueu initial O saturated tissue C unsaturated tissue display \ flowing blood É pulse applied 0 q 0 1 tissue exposed only to 180° RF pulse does not return echo tissue exposed to 90* and 180" RF pulses returns echo signal MRA-TOF • TE = min • TR 20 - 50 ms a = 10° a = 20° a = 40° MRA - BFFE/FIESTA Selektivní inverzní pulz Přitékající krev je neivertovaná Nutná rychlá akvizice Trigování s dechem/EKG — PERIFERNÍ MRA Krev v sys. A dias. Rozdílný signál Subtrakce j Trigování s EKG Zásadní je pulzace Sffltroflflry spim MRA - FAZOVY KONTRAST Bipolární gradient Pohyb = posun fáze Rychlost ~ posunu fáze Kódování ve 3 směrech Kvantifikace Stanovení vmax => „přetečení" Artefakty pulzace/turbulence Bipofor Gradienti • Princip: • Když TR « T\ => nízký signál • Přítomnost KL = zkácení T\ = vyšší signál • Cím víc KL, tím větší zkrácení • Optimalizace množství • Optimalizace rychlosti aplikace • Optimalizace TE, TR, a • Včasné spuštění měření • Vhodná volba náběru dat • Využití paralelních technik s^RA-KONTRASTNÍ MRA-CE Rychlá sekvence (3D GRE) Min TE i TR (-1 resp. ~4 ms) Vhodné prostorové rozlišení dané cévy Vhodný objem měření Oboje výše ovlivní časové rozlišení Optimální a (>Ernstův úhel) • Tx krve 50-150 ms dle koncentrace KL MRA-CE ČASOVÁNÍ Bolus • Aplikace ~2ml KL • Měření času přítoku • Poté zbytek KL a měření Výhody • Přesné stanovení začátku měření Nevýhody • Část KL nevyužit • Delší měření • Kontaminace pozadí KL MRA-CE ČASOVÁNÍ • Fluoro trigering/BolusTrak • Rychlé snímání tepny • Při příchodu KL start měření • Výhody • Využití veškeré KL • Semi/automatická • Nevýhody • Složitější metoda pro RA MRA-CE ČASOVÁNÍ Kontinuální snímání • TRICKS/4D-TRAK • Snímání zapnuto před podáním KL • Průběžná tvorba obrazu při průchodu KL • Kompromis prost, a čas. rozlišení Výhody: • Netřeba časovat • Možnost zobrazení optimální fáze • Pokročilý náběr dat = možnost zlepšit čas. roz. Nevýhody: • Nutnost kompromisu čas. a prost, rozlišení • Max. gradienty => větší stimul, perif. nervů