- •Лекции - введение в магнитно-резонансную томографию
- •Современное исследование на Магнитно-Резонансном Томографе. Важность понимания физической сущности метода и биофизических основ визуализации тканей организма для качественной работы врача-диагноста.
- •Итак, проводим эксперимент! "Из чего сделаны мальчики?", а также девочки, и прочие организмы животного мира?
- •Пациент подходит к томографу - протоны вне магнитного поля.
- •Пациент помещается внутрь магнита томографа - протоны в магнитном поле. Прецессия протонов в магнитном поле. Ларморова частота прецессии. Вектор суммарной намагниченности.
- •Радиочастотные импульсы - что это? Эффект ядерного магнитного резонанса. 90- и 180-градусные импульсы.
- •Комбинации рч-импульсов - имульсные последовательности. Последовательность se - спин-эхо.
- •Параметры импульсной последовательности tr- время повторения, te- время эхо ma- матрица изображения, Aq- число повторов Fa - угол поворота. Импульсные последовательности и контраст мр-изображения
- •С помощью последовательности se (спин-эхо) можно получать три типа мр-изображений - т1-взвешенные, т2-взвешенные, и изображения, взвешенные по протонной плотности.
- •Как получается т2-взвешенное изображение? Характерный контраст.
- •Как получается изображение, взвешенное по протонной плотности? Характерный контраст.
- •Принцип двухмерной визуализации.
- •Список литературы и internet - sites.
Параметры импульсной последовательности tr- время повторения, te- время эхо ma- матрица изображения, Aq- число повторов Fa - угол поворота. Импульсные последовательности и контраст мр-изображения
Любая диагностическая имиджинговая технология оперирует с понятим контраста. Контраст на изображении - это отличие одной зоны от другой по яркости сигнала. Чем выше контраст, тем вернее врач сможет различать одно образование от другого. В МР-томографии часто употребляют понятие "взвешенность". Если говорят, что данное изображение "взвешено" по Т2, то это значит - каждый элемент изобажения на экране (пиксел) несет информацию о параметре Т2 в соответствующей области пространства в организме (вокселе). То есть чем ярче сигнал на изображении, тем Т2 в данной зоне выше. Различие в величинах Т2, например у ликвора Т2=1000мс, а у серого вещества Т2=80 мс, (см таблицу 1) позволяет разделить на изображении ликвор (яркие участки) и мозг (темные участки), см. рис.20, средняя строка.
Рис.20
|
Т1-взвешнное
TR короткое - 600 мс. ТЕ короткое - 13 мс |
S=f(T1) S=Р*(1-exp(-TR/T1))
T1мозга<Т1ликвора
Sмозга>Sликвора |
|
|
T2-взвешенное
TR длинное - 3000 мс ТЕ длинное - 90 мс |
S=f(T2) S=Р*exp(-TE/T2)
Т2мозга<T2ликвора
Sмозга<Sликвора |
|
|
Р-взвешенное изображение (по протонной плотности)
TR длинное - 3000 мс TE короткое - 13 мс |
S=f(Р) S=Р Рбел.<Pсер. Sбел.<Sсер. У ликвора Т1 очень большое (около 4000 мс) и он не успевает восстановить продольную намагниченность через TR, поэтому хотя Рликвора максимально, он темный |
|
С помощью последовательности se (спин-эхо) можно получать три типа мр-изображений - т1-взвешенные, т2-взвешенные, и изображения, взвешенные по протонной плотности.
С помощью последовательности спин-эхо мы можем получать три типа изображения - взвешенные по Т2, взвешенные по Т1 и взвешеные по протонной плотности. Тип получаемого изображения задается комбинацией параметров TR и ТЕ (см. рис. 20).
На рисунке - верхняя сторока - Т1-взвешенное изображение и объяснение контраста. Средняя строка - Т2 -взешенное изображение, нижняя строка - Р-взвешенное изображение (по протонной плотности). Разные типы изображения применяются при диагностике различной патологии, например на Т1взвешенных изображениях хорошо видны микроаденомы гипофиза, а Т2- и по взвешенные по протонной плотности для диагностики данной патологии практически не используются. Напротив, внутримозговые опухоли, отек головного мозга лучше визуализируется на Т2-взвешенных изображениях, а Т1 и по протонной плотности менее информативны. Визуализация патологических процессов в разных МРТ режимах - огромная облать, не входящая в наше рассмотрение. На приведенном фото 3 мы демонстрируем различные патологические процессы, выявленные с помощью МР-томографии. Представлены Т1, Т2 взвешенные и по протонной плотности взвешенные томограммы фото3
Фото 3 Примеры использования МР-томографии в нейрохирургической клинике.
а) Менингиома с позвоночном канале, сдавливающая спнной мозг (Т1-взвешенная томограмма). |
б) Менингиома основания черепа с ангиоматозом (Т1-взвешенная томограмма) |
||
в) Дистрофические изменения белого вещества сосудистого характера (Т2 взвешенная томограмма) |
г) Гиганская тромбированная аневризма средней мозговой артерии (томограмма, взвешенная по протонной плотности) |
||
|
д) Менингиома намета мозжечка мосле контрастного усиления (Т1-взвешенная томограмма) |
е) Множественные метастазы в головной мозг. Т1-взвешенная томограмма после контрастного усиления |
|
Как получается Т1-взвешенное изображение? Характерный контраст.
рис.20 Т1-взешенное изображение - верхняя строка. Ликвор (ткань с большим параметром Т1- около 4000мс) выглядит темным, по отношению к веществу мозга, (ткань с небольшим значением Т1 - 800мс). Это изображение похоже на картинку из анатомического атласа. Можно показать , что сигнал в последовательности спин-эхо зависит от параметров Т1,Т2,P, TE, TR следующим образом:
S@P*(1-exp(-TR/T1))*exp(-TE/T2) (3)
Р-протнная плотность, остальное все уже упоминалось.
Для того, чтобы уменьшить влияние параметра exp(-TE/T2), следует выбать условие ТЕ<<Т2, тогда exp(-TE/T2)=1, а выражение 3 примет вид:
S@P*(1-exp(-TR/T1))
Из которого следует, что чем больше значение Т1, тем сигнал от данной ткани меньше. Условие ТЕ<<Т2 возникает, когда ТЕ выбирают маленьким. Как правило ТЕ лежит в диапазоне 12-30мс. 180 градусный импульс следует сразу за 90-градусным. В сущности таким образом, мы сразу измеряем намагниченность, накопленную вдоль оси Z за интервал TR. Не давая начаться процессам Т2релаксации. Сигнал будет равен по амплитуде величине продольной намагнченности в ткани к моменту TR. Поскольку ткани с быстрой продольной релаксацией (малое Т1 - мозг), успевают к моменту TR восстановить продольную намагниченность больше, чем ткани с медленной продольной релаксацией (большое Т1 - ликвор) сигнал от них будет выше. (см рис.20, весь верхний ряд). Интервал TR выбирают сравнимым с величинами Т1 наиболее интересующих тканей, как правило он составляет 300-700 мс.
