Oslikavanje (MRI)

• tomografska tehnika – slika volumena gradi se slikama uskih slojeva u kojima se mjere podaci
• dvodimenzionalna raspodjela nekog fizičkog parametra je slika jednog sloja
• mjerenje prostorne raspodjele istovrsnih rezonirajućih jezgara ostvaruje se uvođenjem kontrolirane nehomogenosti u B0 polje - gradijent polja u nekom smjeru
• mjeri se rezonancija/relaksacija vodikovih jezagra u vodi i u masti

Slide 3

Obrada slike

Kako se to snima ?

• snimanje 90-FID metodom
• puls istodobno sa gradijentom u smjeru polja odabire sloj koji snimamo
• mijenjanje kuta gradijenta, Gf. za razlikovanje frekvencija ostvareno je primjenom kombinacije dva linearna gradijenta u Y i X smjeru:
• Gy = Gf sin  i Gx = Gf Cos 
• iz snimljenog FID-a pročitaju se frekvencije nakon matematičke obrade FT

Oslikavanje

• mijenjanje kuta gradijenta zamijenjeno je kombinacijom dvaju linearnih gradijenta i složene matematičke obrade signala - analize Fourierovim transformom
• gradijenti u Y- i X- osima vremenom ukapčanja i trajanja razlikovuju volumne dijelova po frekvenciji i po fazi
• treći gradijent u Z- osi definira tom

Sukcesivno snimanje slojeva velikog volumena

Određivanje parametara pojedinog volumena

Prikaz parametara pojedinog volumena

Mogućnosti snimanja

• artefakti
• - zbog gibanja protona između pojedinih voxela za vrijeme snimanja
• - zbog difuzijskog gibanja
• - zbog prekrivanja malog signala signalom iz neželjenih struktura
• - zbog preslabog signala ili ujednačenog signala u cijelom volumenu promatranja
• pomoć:
• supresija signala struktura koje nas ne zanimaju (voda ili mast)
• snimanje uz dodatak paramagnetskih iona
• snimanje u intervalima periodičnog protoka ili izmijenjenim
• slijedovima pulseva

Kontrast zasićenjem

Slide 12

Uređaj za magnetsko oslikavanje

• jednakovrsne jezgre u različitim prostornim dijelovima uzorka imaju različite rezonancjske frekvencije -  =  (B0 +x Gx) - Lauterburov pokus-, ukoliko je polje nehomogeno
• razlučiti n volumena potrebno je n2 podataka (n projekcija s n točaka)
• u MRI primjenjuju se 3 gradijenta magnetskog polja
• u smjeru B0 polja odabire se sloj snimanja: da pobudi sloj u položaju z=zA nužan je puls B1 polja frekvencije
• širina sloja određena je intervalom uzbudnih frekvencija i gradijentom Gz

Dijelovi oslikavajućeg sustava

• B0 polje je orijentirano tako da se poklapa s duljom osi čovjeka
• B1 polje je u transverzalnoj ravnini
• zavojnica RF polja za uzbudu ujedno je i detektor emitiranog signala
• emitira i detektira određeno bijelo područje frekvencija
• detektorske zavojnice različitih su oblika
• tri sustava zavojnica grade gradijente magnetskog polja B0 u smjeru X,Y i Z osi

Slide 15

Značenje gradijenata magnetskog polja B0

• gradijent u smjeru Z-osi upaljen za vrijeme inicijalnog RF- pulsa određuje tom u kojem su spinovi uzbuđeni
• debljina toma određena je strminom gradijenta i frekventnim rasponom
• RF-pulsa
• gradijent u X-osi upaljen je za vrijeme snimanja signala relaksacije, tako da frekvencija relaksacije postaje funkcija x koordinate
• gradijent u Y-osi se nakratko ali opetovano pali između dva RF-pulsa određujući faznu raspodjelu i rezoluciju u XY-ravnini; 128, 256, 512; to je 360/256 = 1,4o fazni pomak
• tipični voxel je 2 mm debeo, a uz matricu od 5122 ima površinu 1mm2
• za B0 od 1 T i Y- gradijent od 0,15 mT/cm frekventna rezolucija je 190 Hz

Spin-Echo S = k  (1-exp(-TR/T1)) exp(-TE/T2) Inversion Recovery (180-90) S = k  (1-2exp(-TI/T1)+exp(-TR/T1)) Inversion Recovery (180-90-180) S = k  (1-2exp(-TI/T1)+exp(-TR/T1)) exp(-TE/T2) Gradient Recalled Echo S = k  (1-exp(-TR/T1)) Sin exp(-TE/T2*) / (1 -Cos exp(-TR/T1))

Slide 18

Svojstva i prednosti metode

• slika - raspodjela gustoće vodikovih jezgara
• kontrast - pojačan razlikama u T1 ili u T2
• razlučivost - određena strminom gradijenta magnetskog polja
• kosti su “prozirne” - vide se strukture iza njih
• možemo promatrati dinamičke procese
• fMRI - prati aktivaciju pojedinih centara u mozgu kod različitih aktivnosti

Faktori rizika

• promjenljiva magnetska polja induciraju električne struje iona u tkivima - preslabe su da bi uzrokovale štetne efekte aritmije ili lokalnog zagrijavanja
• statično magnetsko polje nema štetnog djelovanja na tijelo
• metoda je neinvanzivna
• metoda se ne primjenjuje na bolesnicima s metalnim inplantatima (pacemaker, proteze)

Spin eho imaging

Inversion recovery

Gradient Recalled Echo Imaging

Slide 24

• Aksijalna projekcija

Slide 25