4 курс / Лучевая диагностика / ЯМРТ или МРТ
.pdf
В нее входит 90o срез-селектирующий РЧ-импульс
171
который применяется вместе с градиентом выбора среза.
Также, она состоит из инициирующего градиентного фазо-кодирующего
импульса
и инициирующего градиентного
частотно-кодирующего импульса
для позиционирования спинов в углу k-пространства. Затем следует 180o-
импульс.
Так как эхо-планарная последовательность обычно является последовательностью для одного среза, то 180o-импульс может не быть импульсом выбора среза. Затем направления фазового и частотного кодирования повторяются так, чтобы они пересекали
172
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
k-пространство. Это равносильно применению 128 или 256 градиентов фазового и частотного кодирования за обычный период регистрации эхо. Будет понятнее, если мы
увеличим этот участок временной диаграммы. 
Можно увидеть, что за фазокодирующим градиентом следует частотно-кодирующий, во время которого регистрируется сигнал. Затем следует другой фазо-кодирующий градиент, за которым следует частотно-кодирующий градиент противоположной полярности, во время которого регистрируется сигнал.
Если при увеличении области градиентов фазового и частотного кодирования посмотреть на карту траектории в k-пространстве, можно увидеть путь градиентов из k- пространства.
Скорость, с которой пересекается k-пространство настолько велика, что является возможным, в зависимости от матрицы изображения, получать от 15 до 30 изображений в секунду. Это является скоростью видеозахвата.
Когда впервые была разработана эхо-планарная томография, считалось, что она будет иметь решающее значение в получении изображений в реальном масштабе времени. Ее наиболее важным применением может быть функциональная МРТ мозга. Функциональной томографией является томография, которая соотносит действие человека с определенной областью мозга. Во время мозговой активности существует быстрое кратковременное повышение скорости кровотока в области определенного центра мозга. Например, при движении указательного пальца правой руки, наблюдается кратковременное увеличение циркуляции определенной части мозга, контролирующей движение пальца. Усиление циркуляции означает параметрическое увеличение кислорода, которое, в свою очередь, на местное изменение T1 и T2 в тканях мозга. Разница между T1 и T2 по отношению к окружающим тканям вызывает разницу в контрастности между данными тканями.
Пространственно-локализующая спектроскопия
173
Пространственно-локализующей спектроскопией является применение РЧ импульсов и градиентов для получения спектра от определенного воксела исследуемого объекта. Простейшим примером этого является следующая мульти-эхо последовательность.
РЧ-Импульс выбора среза применяется вместе с градиентом X магнитного поля. Это переводит спины плоскости YZ в возбужденное состояние.
180o-импульс выбора среза применяется вместе с градиентом Y магнитного поля. Это заставляет вращаться спины в плоскости XY.
174
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Второй 180o-импульс выбора среза применяется вместе с градиентом Z магнитного поля. Второй 180o-импульс возбуждает спины плоскости XY.
Второе эхо регистрируется как сигнал. Это эхо отображает сигнал от тех спинов, которые расположены на пересечении трех плоскостей.
Фурье преобразование над эхо дает ЯМР-спектр спинов, расположенных на пересечении трех плоскостей. Подбирая расчетами градиенты X, Y и Z, воксел можно расположить в любой точке исследуемого объекта.
175
Химические контрастирующие агенты
Средством химического контрастирования является вещество, которое вводится в
организм для изменения разности контраста между тканями. Коэффициент контрастности меняется в зависимости от T1 и T2 тканей. T1 и T2 меняются при изменении числа флуктуирующих с частотой Лармора магнитных полей рядом с ядром. Обычно средством химического контрастирования является комплекс парамагнитного иона металла, каковым является гадолиний (Gd). Парамагнитное поле создает множество осциллирующих магнитных полей при действии в водной среде. К сожалению, гадолиний токсичен. Для снижения его токсического эффекта гадолиний входит в состав комплексов с разнообразными органическими комплексными агентами. Некоторые из них представлены на рисунке.
Gd-EDTA
Gd-DTPA
Gd-DOTA
176
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
После введения Gd в ткань, его концентрация сначала растет, а затем, по мере выведения из ткани, начинает падать. Усиление контраста получается в тканях, имеющих более высокую аффинность или васкуляризацию, по сравнению с другими тканями. К примеру, большинство опухолей имеют более высокое поглощение Gd, чем окружающие ткани, вызывая более короткий T1и больший сигнал.
Контрастирование переносом намагниченности
Контрастирование переносом намагниченности является новым методом повышения контраста между тканями физическими способами более, нежели химическими. Для того чтобы этот метод был эффективен, необходимо наличие в отображаемом анатомическом объекте, как минимум, двух спиновых систем, которые могли бы обмениваться энергией между собой, причем T2одной системы должно быть намного короче, чем другой.
Импульсная последовательность очень похожа на описанную ранее в этой главе отображающую последовательность преднасыщения жира.
Преднасыщающий импульс
177
применяется с частотой, приблизительно, 1 кГц от центральной частоты. За преднасыщающим импульсом следует градиентное-эхо или спин-эхо последовательность.
Двумя спиновыми системами могут являться белок и вода. Белок имеет очень короткое T2 по отношению T2 воды. Из-за обратной зависимости между T2 и шириной спектральной линии, ЯМР-спектр этих двух спиновых систем будет нести очень широкий пик от белка и очень узкий пик от воды.
Сигнал от белка не будет заметен на изображении, так как его широкая спектральная линия растягивает сигнал по всему изображению. Применение преднасыщающего
импульса
178
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
в 1 кГц от центра этих пиков может избирательно преднасытить белковую спиновую систему, но не воду. Любые молекулы воды, находящиеся в контакте с белком способны обмениваться намагниченностью с белком. Поэтому преднасыщение белка будет влиять на сигнал от воды и на контраст между водой, находящейся и ненаходящейся в контакте с белком.
Перенос намагниченности легко понять если представить водную и белковую спиновые системы как энергетические резервуары.
На рисунке представлены белковый резервуар, соединенный с водным резервуаром,
и другой, несоединенный водный резервуар.
179
Энергия может быть помещена в любой из энергетических резервуаров, она возвращается на решетку или окружающие молекулы через спин-решеточную релаксацию.
Энергия помещенная только в белковый резервуар частотно-избирательным преднасыщающим импульсом будет влиять на энергию спиновой системы воды, соединенной с ним.
Если импульсная последовательность используется для исследования намагниченности двух водных спиновых систем, пока система белка, связанная с водой, содержит энергию, она будет создавать интенсивность изображения, как если бы использовалось короткое TR. Несоединенная водная система будет создавать интенсивность изображения, как если бы использовалось длинное TR. Теперь между двумя типами воды будет различия по контрасту, даже если значения T1 двух типов воды равны.
Отображение с переменной шириной спектра
Количество шума в изображении зависит от частоты дискретизации FIDа или эхо. Чем выше частота дискретизации, тем больше шума в изображении. Аналогично,
180
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/