4 курс / Лучевая диагностика / ЯМРТ или МРТ
.pdf
Здесь представлены объем-селектирующий РЧ-импульс
и
градиент
, который вращает только те спины, которые входят в отображаемый объем исследуемого объекта. Эта последовательность импульсов эквивалентна срез-селектирующей последовательности, за тем исключением, что толщина среза, в данном случае, может равняться 10 или 20 см. За объем-селектирующими импульсами следуют градиенты фазового кодирования: один по
плоскости 1.
161
, а другой по плоскости
2. 
Каждый градиент может иметь принимать значения между минимумом и максимумом, так же, как и все другие градиенты фазового кодирования. Два градиентных импульса применяются одновременно, и проходят через все возможные комбинации.
Для того, чтобы в середине окна сбора спины находились в одной фазе, частотнокодирующий градиент имеет отрицательную дефазировку.
Применение |
частотно-кодирующего |
градиента |
|
162
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
и регистрация полученного сигнала не отличается от аналогичных процессов при других последовательностях.
Время отображения равняется значению времени релаксации (TR), умноженной на число шагов фазового кодирования по плоскости 1, и умноженной на число шагов по плоскости 2. Из-за такого большого значения, для трехмерного отображения обычно используется последовательность градиентного эхо-сигнала (GRE).
Отображение тока (МР ангиография)
Ангиографией является отображение тока крови по артериям и венам тела. До появления МРТ ангиография проводилась единственным способом. В кровь человека вводилось рентген-контрастное вещество и производился его рентгеновский снимок. Этот метод позволял сделать изображение кровеносных сосудов тела. Однако, он не давал различия между стоячей и текущей кровью. Именно поэтому данный метод был недостаточным для отображения циркуляторных изменений. Магнитно-резонансная ангиография (МРА) дает снимки движущейся крови. Интенсивность этих изображений пропорциональна скорости тока. Существуют два основных вида МРА: время-пролетная и фазо-контрастная ангиографии. Они и будут описаны ниже.
Время-пролетная ангиография
Время-пролетная ангиография может проводиться несколькими способами. В одном методе используется спин-эхо последовательность, в которой срез-селектирующие 90o- и 180o-импульсы имеют разные частоты. 90o-импульс возбуждает спины в одной плоскости. А 180o-импульс - в другой. При отсутствии тока, сигнала нет, так как нет спинов, испытывающих и 90o-, и 180o-импульс. При наличии тока и правильном времени эхо (TE), кровь из 90o-плоскости течет в 180o-плоскость и производит эхо.
Вспомним следующий токовый артефакт, описанный в главе 11.
163
Когда кровь испытывает 90o-импульс, не испытывая 180o-импульса, эхо не наблюдается. Если же расположение исследуемого участка изменилось так, что 180oимпульс приходится как раз на тот участок крови, которая испытывает только 90oимпульс, то это кровь вносит вклад в возникновение эхо сигнала.
Фазо-контрастная ангиография
Немного более сложной является фазо-контрастная ангиография. Для начала необходимо понять принцип биполярного импульса градиента магнитного поля (GBP). Биполярным градиентным импульсом является такой импульс, который на один период включается в одном направлении, и затем, на такой же период времени переключается на противоположное направление. Положительный биполярный градиент в начале имеет
положительную часть 
, а отрицательный - отрицательную.
164
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Площадь под положительной частью кривой должна равняться таковой под отрицательной.
Биполярный градиентный импульс не имеет суммарного эффекта на стационарные спины. Он будет действовать на спины, имеющие компонент скорости в направлении градиента.
Например, спин, подвергающийся воздействию первой части биполярного градиентного импульса, приобретает фазу , которая в радианах выражается по формуле:
A = |
2 x |
GBP dt |
и
B = -2 
x GBP dt
от второй части. Если GBP из двух равных по значениям и по положениям частей применить к спинам, то фаза, приобретенная от части A равна фазе, приобретенной от части B.
Если такой биполярный градиент, в дополнение к другим градиентам, поместить в какую либо отображающую последовательность, он не будет никак влиять на изображение, так как он всего лишь придаст двигающимся спинам фазовый сдвиг. Вследствие того, что изображение является представлением величины поперечной намагниченности, эффекта наблюдаться не будет. Однако, если производятся две отображающие последовательности, в которых, первая несет положительный биполярный градиентный импульс, а вторая - отрицательный биполярный градиентный импульс, и полученные данные вычитаются, то сигналы от неподвижных спинов зануляются, в то время как движущаяся кровь прибавляется. Для того чтобы убедиться в этом, посмотрим на анимацию. Положительный биполярный градиентный импульс будет влиять на неподвижные и двигающиеся спины, относительно спинов, не подверженных никакому градиенту.
Отрицательный биполярный импульс будет так влиять на одни и те же неподвижные и текущие спины.
165
Если вычитать вектора (а, следовательно, сигналы) от положительных и отрицательных биполярных градиентных импульсов, вектора от неподвижных спинов зануляются и двигающиеся спины приобретают суммарную величину.
Результатом этого является изображение двигающихся (текущих) спинов. На этой анимации видно, что для оптимального сигнала необходимо чтобы вектора от крови с наибольшей скоростью тока получали по 90o сдвига фазы от каждого биполярного градиентного импульса. Спины с меньшими скоростями тока получают меньшие фазовые сдвиги. Направление биполярного градиента уменьшает сигнал только от спинов, имеющих компоненту по этому направлению.
Импульсная последовательность для одного шага градиента фазового кодирования последовательности фазо-контрастной ангиографии выглядит следующим образом. Сигналы от двух частей вычитаются и используются для получения фазо-кодирующей линии исходных данных.
Здесь приведены два примера изображений МРА. На первом - коронарная проекция тока в голове.
166
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
На втором - аксиальная проекция мозга.
Сейчас многие процедуры МР ангиографии проводятся наряду с введением контраста в кровеносную систему. Эти агенты снижают время релаксации T1 жидкости в кровеносных сосудах по отношению к окружающим тканям. Когда собираются данные с коротким значением TR, сигнал от тканей, окружающих кровеносные сосуды, очень мал из-за их длительного T1 и короткого TR. Качество изображений МР ангиографии с контрастным усилением дает возможность выбора методик проведения МРТ для ангиографии.
Диффузионная томография
Диффузионная томография проводится схожим образом с фазо-контрастной ангиографией. Основным отличием является то, что для отображения значительно более медленных движений молекул (диффузии) в человеческом теле, градиенты должны возрастать по амплитуде. Для подробного изложения этой последовательности, смотри вторую часть предыдущей части (фазо-контрастная ангиография).
Томография турбо спин-эхо
Турбо спин-эхо последовательность является мульти-эхо спин-эхо последовательностью, где различные части k-пространства записываются на разных спинэхо. К примеру, существует спин-эхо последовательность с четырьмя эхо, в которой TE равняется 15 мс. k-Пространство делится на четыре части. Первое эхо используется для заполнения центральной части, строки 96-160, k-пространства. Второе эхо используется
167
для строк 64-96 и 160-192. Третье эхо заполняет строки 32-64 и 192-224. Последнее эхо заполняет 1-32 и 224-256 строки k-пространства.
Существуют некоторые проблемы с шагами между частями k-пространства, но, поскольку, в этих районах расположено мало информации, эти шаги могут быть легко скорректированы. Преимуществом такого метода является то, что, как это показано в примере, изображение может быть получено в четыре раза быстрее.
Отображение химического сдвига (подавление жировой ткани)
Отображением химического сдвига является получение изображения всего от одного химического сдвига в исследуемом объекте. К примеру, если исследуемый объект состоит из водородов воды и жира, каждый из которых имеет собственный химический сдвиг, результатом отображения химического сдвига будет являться изображение либо жира, либо воды исследуемого объекта. Поскольку наиболее часто отображение химического сдвига используется для подавления сигнала от жировой ткани, его часто называют отображением с подавлением жира. Существует несколько методов проведения отображения химического сдвига. Здесь описаны два метода: метод инверсиивосстановления и метод преднасыщения.
В методе инверсии-восстановления используется отображающая последовательность инверсии-восстановления и время инверсии (TI) делается равным T1ln2, где T1 - время спин-решеточной релаксации того компонента, который необходимо подавить. При подавлении жира таким компонентом будет жир, а при подавлении воды - вода. Данный метод применим только тогда, когда значения T1 для двух компонентов различны.
168
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
При использовании метода преднасыщения частотно-избирательный преднасыщающий импульс подается перед стандартной импульсной последовательностью, например, спин-эхо последовательностью. Преднасыщающий импульс устанавливает намагниченность того компонента, который необходимо подавить, в ноль. Когда следует стандартная импульсная последовательность, сигнал от подавленного компонента отсутствует. На анимации показана РЧ временная диаграмма для последовательности.
Преднасыщающий импульс состоит из частотно-избирательного импульса, который обнуляет Z намагниченность для специфичного химического сдвига.
В случае подавления жировой ткани, составляющей химического сдвига будет жир. Далее преднасыщающий импульс состоит из градиента дефазировки, который служит для того, чтобы занулить поперечную намагниченность компонента химического сдвига.
169
В данном случае, за преднасыщающим импульсом следует спин-эхо последовательность.
Данный метод наиболее эффективен, когда время T1 для подавляемой ткани велико по сравнению с преднасыщающим импульсом и спин-эхо последовательностью.
Эхо-планарная томография (функциональная МРТ)
Эхо-планарная томография является быстрым методом магнитного резонанса, с помощью которого можно получать изображения с большой скоростью. При этом методе изображение полностью получается за период TR. Для понимания эхо-планарной томографии необходимо понимать концепцию k-пространства. Магнитно-резонансная томограмма рассматривается как пространственное изображение. Преобразование Фурье применяется также, как и к k-пространству. В магнитно-резонансной томографии, k- пространство соответствует объему, определяемому частотой и направлением фазового кодирования. В настоящее время отображающие последовательности записывают одну строку k-пространства за один шаг кодирования. Поскольку один шаг кодирования происходит за TR секунд, время, необходимое для получения изображения, определяется временем TR и числом шагов фазового кодирования. При эхо-планарной томографии все строки k-пространства получаются за один период TR.
Временная диаграмма последовательности эхо-планарной томографии выглядит следующим образом.
170
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/