4 курс / Лучевая диагностика / ЯМРТ или МРТ
.pdf
Наклонная томография
Ортогональные плоскости изображения вдоль осей X,Y и Z легко получаются с помощью отображающей последовательности, представленной в главе 7. Тем не менее, как быть, если интересующая анатомическая область не находится ни в одной из трех ортогональных плоскостей? Наклонной томографией является процесс получения изображений, которые лежат между обычными осями X, Y и Z. Наклонная томография проводится с применением линейных комбинаций X, Y и Z градиентов магнитного поля так, как если бы производился срез-селектирующий градиент, который бы был перпендикулярен отображаемой плоскости, фазо-кодирующий градиент вдоль одной оси отображаемой плоскости и частотно-кодирующий градиент вдоль оставшейся оси изображения. Например, если необходимо получить изображение среза, проходящего вдоль оси X, но между осями Z и Y так, чтобы по отношению к оси Y он образовывал угол в 30o, а по отношению к плоскости Z - 60o , будет нужна следующая комбинация градиентов.
Gz = Gs Sin 60o
Gy = -Gs Cos 60o
Gz = G
Sin 30o
Gy = G
Cos 30o
Gx = Gf
101
Частотно- и фазо-кодирующий градиенты чередуются. Временная диаграмма последовательности выглядит следующим образом.
Спин-эхо томография
В главе 4 мы увидели, что сигнал может быть получен с помощью спин-эхо последовательности. Преимуществом спин-эхо последовательности является то, что она вносит в сигнал зависимость от T2. Ввиду того, что некоторые ткани и патологическое образования имеют близкие по значению T1, но разные значения T2, использование отображающих последовательности, производящих изображения с зависимостями от T2, становится обоснованным. Так как изменение векторов намагниченности вследствие применения срез-селектирующего, фазо- и частотно-кодирующего градиентов схоже с тем, что было представлено в главе 7, спин-эхо отображающая последовательность будет представлена только в виде временной диаграммы.
Временная диаграмма для спин-эхо отображающей последовательности имеет графы для РЧ импульсов, градиентов в магнитном поле и сигнала.
Срез-селектирующий 90o-импульс применяется вместе со срез-селектирующим градиентом.
102
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
После прохождения периода времени, равного TE/2, следуют срез-селектирующий 180o-импульс вместе со срез-селектирующим градиентом.
Фазо-кодирующий градиент применяется между 90o- и 180oимпульсами.
Как и в предыдущей отображающей последовательности, фазо-кодирующий градиент изменяется по 128 или 256 значениям междуG m и -G m.
103
Фазо-кодирующий градиент может применяться после 180o-импульса, однако, если мы хотим уменьшить период TE, импульс применяется между 90o- и 180oРЧ импульсами.
Частотно-кодирующий градиент применяется после 180o-импульса, во время регистрации эхо.
Регистрируемый сигнал является эхо. Спад свободной индукции, который наблюдается после каждого 90o-импульса, никак не используется. Между 90o- и 180oимпульсами применяется один дополнительный градиент.
104
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Этот градиент направлен так же, как и частотно-кодирующий градиент. Он расфазировывает спины так, что они возвращаются в одну фазу в самом центре эхо. Этот градиент оказывает такой эффект, что к началу регистрации эхо сигнал будет находиться на краю k-пространства.
Вся последовательность повторяется каждые TR секунд до тех пор, пока не будут записаны все шаги фазового кодирования.
Томография инверсия-восстановление
В главе 4 мы увидели, что сигнал магнитного резонанса может быть получен с помощью последовательности инверсии-восстановления. Преимуществом использования последовательности инверсии-восстановления является то, что она позволяет избавлять сигнал от одного компонента вследствие его T1. Из главы 4 мы помним, что при TI = T1 ln2 интенсивность сигнала равна нулю. Опять же, так как изменение векторов намагниченности вследствие применения срез-селектирующего, фазо- и частотнокодирующих градиентов, схоже с тем, что было представлено в главе 7, последовательность будет представлена только в виде временной диаграммы.
Рассмотрим последовательность инверсии-восстановления, в которой для регистрации намагниченности используется спин-эхо последовательность. РЧ импульсы - 180-90-180. Последовательность инверсии восстановления, в которой используется 90-FID регистрация сигнала, похожа, с тем исключением, что 90-FID заменяется на спин-эхо часть последовательности.
Временная диаграмма для отображающей последовательности инверсиивосстановления имеет графы для РЧ импульсов, градиентов в магнитном поле и сигнала.
Срез-селектирующий 180o-импульс применяется вместе со срез-селектирующим градиентом.
105
После прохождения периода времени равного TI, применяется спин-эхо последовательность.
Оставшаяся часть последовательности эквивалентна спин-эхо последовательности. Эта часть спин-эхо регистрируется как намагниченность во время TI после первого 180oимпульса. (Вместо спин-эхо может быть использована 90-FID последовательность). Все РЧ импульсы в последовательности спин-эхо являются импульсами выбора среза. РЧ импульсы применяются вместе с градиентами выбора среза. Между 90o- и 180oимпульсами следует фазо-кодирующий градиент. Фазо-кодирующий градиент изменяется, принимая 128 или 256 значений между G m и -G m.
Фазо-кодирующий градиент не может быть применен после первого 180oимпульса, так как на этом этапе еще нет поперечной намагниченности, фазу которой надо было бы кодировать. Частотно-кодирующий градиент применяется за вторым 180oимпульсом, и в это время регистрируется эхо.
Эхо регистрируется как сигнал. После 90o-импульса FID не используется. Расфазирующий градиент следует между 90o- и 180oимпульсами для установки начала получения сигнала на край k-пространства, как это было описано в разделе спин-эхо томографии. Вся последовательность повторяется каждые TR секунд.
Томография градиентное эхо
У всех ранее описываемых последовательностей есть один существенный недостаток. Для максимального сигнала им всем необходима поперечная намагниченность, которая бы приходила в свое равновесное состояние вдоль оси Z до повторения последовательности. При большом T1 это может существенно удлинять время отображающей последовательности. Если же намагниченность восстанавливается в равновесие не полностью, сигнал слабее, чем если бы происходило полное восстановление.
106
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Если намагниченность повернута на угол 
, меньший чем 90o, ее компонент Mz приходит в равновесие гораздо быстрее, но сигнал будет слабее, поскольку он будет пропорционален
Sin
.
Поэтому приходится жертвовать сигналом ради времени сканирования. В некоторых случаях собирается и усредняется несколько изображений для восстановления потерянного сигнала.
Последовательность градиентного эхо является применением этих принципов. Здесь представлена ее временная диаграмма.
107
В отображающей последовательности градиентное эхо на объект воздействует срез-селектирующий РЧ импульс.
Этот РЧ импульс обычно производит поворот на угол между 10o и 90o. Срезселектирующий градиент применяется вместе с РЧ импульсом.
Далее следует фазо-кодирующий градиент.
108
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Как и в других последовательностях фазо-кодирующий градиент меняется между G
m и -G
m по 128 или 256 значениям.
Рафазирующий частотно-кодирующий градиент применяется одновременно с фазокодирующим градиентом для того, чтобы заставить спины находиться в фазе в середине периода сбора данных.
Этот градиент противоположен по знаку, включенному во время регистрации сигнала, частотно-кодирующему градиенту. Эхо получается во время включения частотно-кодирующего градиента потому, что этот градиент расфокусировывает расфазировку, которая проявляется вследствие расфазирующего градиента.
109
Период времени, называемый временем эхо (echo time - TE) определяется как время между началом РЧ импульса и максимумом сигнала.
Последовательность повторяется каждые TR секунд. Период TR может быть очень мал (десятки миллисекунд).
Контраст изображения
Для того чтобы патологическое образование или ткань были различимыми магнитно-резонансное изображение должна быть контрастной, то есть должна быть разница в интенсивностях сигнала между ними и прилежащими тканями. Интенсивность сигнала, S, определяется сигнальным уравнением для определенной используемой импульсной последовательности. Вот некоторые внутренние переменные:
Спин-решеточное время релаксации, T1
Спин-спиновое время релаксации, T2
Спиновая плотность, 
T2*
Спиновой плотностью является концентрация спинов, несущих сигнал. Инструментальными переменными являются:
Время повторения, TR
Время эхо, TE
Время инверсии, TI
Угол поворота, 
110
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/