Учебно-методическое пособие

Скачать 1.46 Mb.

Название	Учебно-методическое пособие
страница	10/11
Тип	Учебно-методическое пособие

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Учебно-методическое пособие

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Импульсные последовательности

Исходя из предыдущих данных, МРТ-исследование можно представить как: включение срезо-селективного градиента (1) (Gss). Одновременно c ним применяется 90º РЧ импульс (2) для «поворота» суммарной намагниченности в плоскость X-Y. Затем включается фазо-кодирующий градиент (3) (Gpe) для выполнения первого шага кодирования фазы. После этого подается частотно-кодирующий или считывающий градиент (4) (Gro), в течение которого принимается сигнал спада свободной индукции (5) (FID). Однако, как было сказано, проблемой по-прежнему является очень быстрое затухание сигнала. Данная проблема решается с помощью импульсных последовательностей. $c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-15-24.png$

Импульсные последовательности бывают:

Спиновое эхо

Спин-эхо (Spin-Echo – SE)
Double-Echo (SE T2)
Fast/Turbo-Spin-Echo (FSE или TSE)
Быстрое улучшенное спин-эхо (HASTEпоследовательность)

Градиентноеэхо (Gradient-Echo – GE)
Последовательность восстановления с инверсией (InversionRecovery – IR)

STIR (Short T1 inversion recovery)
FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery)

Cпиновое эхо

$c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-15-33.png$

Как вы помните, после применения 90º импульса возбуждения суммарная намагниченность находится вплоскости X-Y. Сразу же начинается смещение фаз вследствие T2 релаксации (спин-спиновое взаимодействие). Именно из-за этого дефазирования сигнал резко снижается. Чтобы сохранить фазовую когерентность, обеспечивающую лучший сигнал, через короткое время после 90º РЧ импульса применяется второй РЧ импульс, на этот раз 180º импульс. 180º импульс вызывает перефазирование спинов, при этом нивелируя на релаксацию все влияние неоднородности магнитного поля. Когда все спины восстановлены по фазе, сигнал снова становится сильным, и при обеспечении его приема в этот момент, качество изображения значительно выше. Полученный сигнал называется эхо, потому что он "восстановлен” из сигнала FID.

Преимущества:

Сильный сигнал
Компенсация локальных неоднородностей поля – меньше артефактов

Недостатки:

Увеличение общего времени сканирования

$c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-16-02.png$

Необходимо упомянуть, что Gss градиент также включается во время 180º импульса, т.е. воздействие оказывается на теже протоны, которые были возбуждены 90º импульсом. $c:\users\first\yandexdisk\скриншоты\2017-04-19_23-51-05.png$

Для восстановления подавляющего большинства спинов (более 90%) необходимо, чтобы время TR превышало время T1 релаксации ткани как минимум в 4-6 раз. При несоблюдении этого правила сигнал протонов тканей будет уменьшаться: чем больше время релаксации протонов ткани, тем резче будет снижение уровня его сигнала при уменьшении TR. Этот эффект называют насыщением спиновой системы или подавлением ее сигнала. В то же время, чем больше время T2 релаксации, тем дольше можно наблюдать за МР-сигналом. То есть при коротких TE чаще всего могут быть измерены сигналы всех тканей, а при длинных временахTE – только ткани с относительно длинными временами T2 релаксации.

Double (мульти) Spin-Echo

Помните, что T1релаксация по времени длиннее, чем T2 релаксация. Но чтобы повторить сканирование для
последующего кодирования фазы, мы должны убедиться, что вдоль оси Z имеется достаточно намагниченности. Т.е. если мы не обеспечим необходимое время для протекания T1, мы не будем иметь достаточной намагниченности, требующейся для следующего повторения, и можем потерять сигнал.
Допустим, мы производим сканирование мозга. Необходимо сделать 18 срезов, чтобы охватить мозг целиком от вершины до основания черепа. Мы сканируем с TE 30 миллисекунд. Выбираем TR 540 миллисекунд, чтобы намагниченности было достаточно для следующего повторения. Матрицу используем 256 x 512 (MXPE = 256).
Время, необходимое для сканирования мозга целиком, рассчитывается следующим
образом:

(TR x MXPE x Количество срезов) ÷ 60000

(540 x 256 x 18) ÷ 60000 = 41.4 минут

Но если рассмотреть TR более детально: для сбора данных необходимо 30 миллисекунд, а мы используем TR 540 миллисекунд - это означает, что очень много времени (510 мс) тратится на ожидание окончания T1 релаксации. $c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-16-25.png$

Это "пустое время" можно использовать: как только первое прохождение завершено, начинается следующее повторение, но на этот раз GSS смещен такимобразом, что выбирается следующий за первым срез. Когда первое прохождение второгосреза получено, GSS смещается снова для выбора третьего среза и так далее.
Через 540 миллисекунд наступает время делать второе прохождение первого среза. Сразупосле этого проводится второе повторение второго среза, после которого следует второеповторение третьего среза и так далее. Таким образом, за 540 мс мы сможем сканировать 18 строк 18 различных k-пространств,создающих 18 различных изображений.Если снова вычислить время сканирования, оно составит 540 x 256 = 2.3 минуты.

Последовательность DoubleSpin-Echo использует именно эту методику:

$c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-16-34.png$

В след за первым применяется второй 180º перефазирующий импульс для восстановления фаз спинов, пока они не создадут второе эхо. При получении второго эхо, оно помещается в k-пространство второго изображения. Когда все строки обоих k-пространств заполнены, получаются два разных изображения. Второе изображение обладает отличным от первого контрастом, потому что TE различно. Первое изображение – так называемое изображение протоннойплотности, а второе называется Т2 изображением.

Контраст изображения при Spin-Echo последовательностях

Контраст изображения сильно зависит от этих процессов релаксации и от продолжительности релаксации Т1 и Т2. $c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-17-00.png$

T1 контраст

(СSF – церебральная жидкост/кровь/вода; А – Т2 релаксация.В – Т1 релаксация) $c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-16-44.png$
Допустим, мы используем следующие параметры сканирования: TR 600 и TE 10.
Т.е. T1 релаксация протекает за 600 миллисекунд,а T2релаксация – только за 5 миллисекунд (10÷2). Но суде по графику через 5 мс едва ли существует смещение фаз в различных тканях. Контраст изображения, поэтому, очень слабо зависит от T2 релаксации. Через 600 мс не все ткани подверглись полной T1релаксации. Жир практически полностью релаксировал, но для CSF необходимо ещенекоторое время. Поэтому, при следующем возбуждении суммарный вектор намагниченности спинов водорода спинномозговой жидкости, который переворачивается в плоскость X-Y, будетмаленьким. Врезультирующем изображении CSF будет темной, жировая ткань будет яркой, аинтенсивность серого вещества будет чем-то средним между ними.В этом случае мы говорим, что изображение "взвешено по T1".

T2 контраст

(СSF – церебральная жидкост/кровь/вода; А – Т2 релаксация.В – Т1 релаксация) $c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-16-52.png$
Допустим, мы используем следующие параметры сканирования:TR 3000 и TE 120. Теперь позволим T2релаксации протекать за 60 мс (120÷2). Здесь T2 релаксация является доминирующим фактором дляконтраста изображения, а Т1-релаксация слишком долгая, чтобы вносить вклад в изображение.На изображении мы увидим CSF яркой, в то время как другие ткани будут обладатьразличными оттенками серого.В этом случае мы говорим, что изображение "взвешено по T2.

В результате, например, при МРТ головного мозга сTR больше, чем 4-6Т1 вещества головного мозга, но меньше, чем 4-6Т1 церебро-спинальной жидкости МР-сигнал церебро-спинальной жидкости насытится (сигнал уменьшится) и вначале, при коротких значениях TE, будет меньше, чем МР-сигнал вещества головного мозга - Т₁-взвешенное изображение. При дальнейшем увеличении времени TE из-за более быстрой спин-спиновой релаксации МР-сигнал протонов тканей будет уменьшаться значительнее, чем МР-сигнал церебро-спинальной жидкости, которая имеет более длительное времяT2 релаксации, в результате чего МР-сигнал церебро-спинальной жидкости станет ярче относительно МР-сигнала вещества головного мозга - Т₂-взвешенное изображение.

Контраст протонной плотности

Существует еще один тип контраста изображения, называемый протонной плотностью.
Допустим, мы используем следующие параметры сканирования: TR 2000 и TE 10. Снова мы позволяем T2 релаксациипротекать за 5 мс, что означает, что T2 релаксация не вносит вклад в контраст изображения.С TR, равным 2000 мс, суммарная намагниченность большинства тканей восстановитсявдоль Z-оси. Контраст изображения в PD изображениях не зависит ни от T2, ни от T1релаксации. Полученный сигнал полностью зависит от количества протонов в ткани:небольшое количество протонов означает низкий сигнал и темное изображение, в то времякак большое их количество производит сильный сигнал и яркое изображение.

Важно понимать, что все изображения имеют сочетания T1 и T2 контрастов. Контраст
зависит только от того, за сколько времени позволено протекать T2 релаксации. В SE
последовательностях наиболее важны для контраста изображения факторы TR и TE. $c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-17-07.png$

Таким образом,короткое TR и короткое TE дают
контраст, взвешенный по T1. Длинное TR и короткое TEдают контраст PD. Длинное TR и длинное TE приводят кконтрасту, взвешенному по T2. PD T2
TR.

$c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-17-19.png$

Для ясного изображенияанатомических структурлучшим выбором будет
взвешенная по T1 или, чтоеще лучше, IR последовательность.

Для выявления патологиииспользуется PD взвешенный или, предпочтительно,
контраст, взвешенный по Т2.Причина заключается в том,что большинство
патологических процессовсопровождаются выделением жидкости (отеком),которая на изображении,
взвешенном по T2,визуализируется ярко.

Fast-Spin-Echo

$c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-17-27.png$ Cбор данных при обычной SE T2 (DoubleSpin-Echo) последовательности, несмотря на преимущества, может достигать 12 минут.Последовательность TSE также использует аналогичный, но после 90º импульса подается серия 180º импульсов. Каждый 180º импульс вызывает эхо. K-пространство разделено на такое же количество сегментов, и каждое эхо заполняет одну строкукаждого сегмента.Восстанавливается одно изображение, обычно T2. Тем самым скорость сканирования возрастает во столько же раз, но изображение FSE обладаетсмешением контрастов.

Серии эхо-сигналов, используемые в TSE, называются цугом эхо-сигналов (EchoTrainLength – ETL). ETLможно задавать от 7 до 212.

HASTE последовательность

$c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-17-34.png$ В последовательности быстрого улучшенного спин-эхо (FastAdvancedSpinEcho – FASE) используется ETL, равная 212. Это уже приведет к крайнекороткому времени сканирования. Кроме того, здесь применяется формирование изображения с половинным Фурье-преобразованием из k-пространства, заполненного немного больше, чем на 50%. Заметьте, что только последние (очень поздние) эхо-сигналы, показывающие толькосвободную жидкость (желчь и вода), помещаютсяв центр k-пространства. Этот вид последовательности используется для МР-панкреатохолангиографии.

Градиентное эхо

В этом типепоследовательности эхо восстановлено также из FID.Они отличаются от последовательности спин-эхо способом формирования эхо-сигнала. Если последовательность спин-эхо использует 180ºперефазирующий импульс длявосстановления фаз спинов, топоследовательность градиентногоэхо применяет обращениеполярности градиента. При этом угол радиочастотного импульса αдля градиентного эхо может теоретически составлять от 1-2^о до 90^о. Чем угол α будет ближе к 90^о, тем ближе рассматриваемая спиновая система будет к обычному спиновому эхо.

$c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-17-44.png$

1. Выбор среза Gss.
2. Применение импульса
возбуждения.
3. Кодирование фазы.
4. Включение Gro. Сначала отрицательная полярность, а затем
изменение на положительную.
5. Прием сигнала во время Gro.

Преимущество состоит в возможности осуществить это намного быстрее, чем 180º импульсом, чтоделает последовательность полезной при быстром сканировании. Недостаток заключаетсяв том, что она не учитывает поправку локальных неоднородностей магнитного поля, чтоотражается на изображении наличиями артефактов.

Контраст изображения последовательности градиентногоэхо (GradientEcho – GE) определяется главным образомFA и TE. Большой FA икороткое TE дают контраст, взвешенный по Т1. СреднийFA и короткое TE обеспечивают PD контраст. Маленький
FA и долгое TE дают контраст, взвешенный по Т2.Чем меньше величина угла α, тем при меньших значениях TR и TE можно получить Т₂взвешенные изображения. $c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-17-58.png$

Вид GE изображений весьма отличается от SE изображений. Существует много разновидностей GE последовательностей, что делает ее многофункциональным
методом с собственной областью применения.

Последовательность восстановления с инверсией

IR последовательность – это SE последовательность, упрежденная другим 180º импульсом возбуждения. Динамика последовательности отличается от SE тем, что первый 180º импульсвозбуждения обусловливает отсутствие в плоскости X-Yнамагниченности, разворачивая спиновую систему на 180^о, а затем в процессе релаксации МР-сигнал ткани восстанавливается, проходя через нулевой уровень в момент соответствующий TI равное 0,69 * (временя спин-решеточной Т1релаксации нужной ткани). $c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-18-06.png$

Т.е. после 180º импульса происходит только T1восстановление (т.к. нет компонента в плоскости X-Y - нет и T2релаксации), которое длится вдвое дольше, чем приприменении 90º импульса возбуждения. T1 релаксация длится заданное нами время,известное как время инверсии (InversionTime – TI). Затем применяется обычнаяпоследовательность SE для создания изображения:Т1 релаксация регистрируется, т.к. используется амплитуда (магнитуда) МР-сигнала, а его знак не играет существенной роли.Поскольку последовательностьвосстановления с инверсией обычно имеет довольно длинное TR (1500 мс) и короткое TE (10 ~30 мс), контраст изображения почти полностью зависит от времени инверсии (TI).Преимущество использования этого метода: большиеразличия в Т1 контрасте.Но IR последовательности широко не употребляются, т.к. значительно увеличивают время сканирования. Обычно TI используется в диапазоне 400~700 мс для 'нормального' исследования,взвешенного по T1, где важна хорошая визуализация анатомии. $c:\users\first\desktop\2.png$

$c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-19_00-18-23.png$

STIR последовательность

За счет «прохождения через нуль», благодаря IR можно избирательно подавлять сигнал любой ткани, для этого необходимо выбрать TI равное 0,69 * (временя спин-решеточной Т1релаксации нужной ткани). Например, при использовании TI = 160 мс вектор намагниченности жировой тканипересекает нулевую линию как раз тогда, когда начинается SE часть IR последовательности, следовательно, сигнал от жировой ткани не поступает.Это – очень эффективный способ диагностики, когда высокий сигнал жира может скрыть патологию типа повреждений кости.

ПоследовательностьFLAIR

При больших значениях TI (порядка 1800-2500 мс) нулю будет равен МР-сигнал церебро-спинальной жидкости –подавление сигнала свободной жидкости –используется для изучениядемиелинизирующих заболеваний, типа множественных склерозов (МС).

Подавление сигнала жира (свободной воды, силиконового геля и т.д.) на МРТ-системах с напряженностью поля более 0,5 Тл можно достичь с помощью его избирательного частотного насыщения, то есть облучением объекта исследования радиочастотным импульсом с узким частотным окном, включающим только резонансную частоту выбранного для подавления типа протонов (например, ядра водорода жировой ткани), непосредственно перед подачей возбуждающего радиочастотного импульса. В результате, к моменту возбуждения среза протоны, относящиеся к выбранному типу ткани или веществу, находятся уже в возбужденном состоянии, а значитих вклад в общий МР-сигнал будет минимальным.

Преимущества и недостатки различных последовательностей $c:\users\first\desktop\методичка\мрт\2017-04-20_00-17-08.png$

Комбинации параметров для получения определенной взвешенности контраста

$c:\users\first\desktop\3.png$

Контрастирование

По преимущественному влиянию на скорости релаксации парамагнитные вещества разделяют на преимущественно влияющие на Т1 или Т2. Первые за счет наличия большого числа неспаренных электронов на внешних орбиталях создают локальное возмущение электро-магнитного поля и ускоряют Т1 релаксацию протонов, осветляя область интереса на Т1-взвешенных изображениях. Вторые, обладая большим магнитным моментом, индуцируют локальные неоднородности поля, уменьшая тем самым преимущественно скорость Т2, т.е. они делают область накопления препарата более темной, что наиболее ярко проявляется на Т2-взвешенных изображениях. Однако, парамагнитные хелатные комплексы, составляющие основу большинства современных МРКС, повышают скорость и 1/Т1 и 1/Т2 релаксации. Токсичность хелатных соединений зависит от стабильности комплекса, складывающейся из их термодинамической стабильности, водорастворимости в присутствии преципитирующих анионов, степени селективности комплексообразования по отношению к ионам металлов и, наконец, фармакодинамики. В отличие от рентгенконтрастных средств осмолярность МРКС не имеет клинического значения и не влияет на переносимость, а также частота побочных реакций на МРКС также значительно ниже, т.к. диагностическая доза значительно ниже. Средняя дозировка введения МРКС при проведении МРТ всего тела у взрослых и детей, например, соответствует 0,2мл на 1 кг массы пациента (магневист).

Исходя из особенностей фармакокинетики препараты делят на внеклеточные и внутриклеточные (или органотропные). Первые имеют небольшую молекулярную массу и распределяются во внеклеточном пространстве, не подвергаются биотрансформации, имеют период полувыведения около 2х часов, выводятся почками и делятся на полумолярные (гадопентетат, гадодиамид, гадотеровая кислота и др.) и одномолярные (гадобутрол, гадовист 1,0), а также длительно находящиеся в кровеносном русле (вследствие обратимого связывания с альбуминами – гадофосверсет, вазовист). Вторые представляют собой, например, гепатотропные вещества и др.

Классификация:

Внеклеточные препараты (внутрисосудистое или полостное введение):

Т1(позитивные) вещества – Gd(гадолиний)-DTPA(диэтилтриаминпентаацетат) и др. хелатные комплексы парамагнитных веществ;
Т2(негативные) вещества – Dys(диспрозий)-DTPA, Dys-DTPA-BMA(бисметиламид) и др.

Длительно циркулирующие в крови вещества:

Т1 вещества – гадоверсетамид (вазовист)

Тканеспецифические препараты:

Гепатотропные

Т1 вещества – Gd-EOB-DTPA (примовист), Gd-BOBTA (мультиханс)
Т2 вещества – ультрамаленькиесуперпарамагнитные частицы оксида железа, покрытые асиалогликопротеином или арабиногалактаном

Вещества накапливаемые поджелудочной железой – Т1 вещества - мангафодипир
Опухолеспецифичные вещества

Т1 вещества – металлопорфирины либо различные пептиды/гормоны и тп, связанные с небольшими комплексами парамагнитных Т1 веществ
Т2 вещества - аналогично

И т.п.

Препараты для приема внутрь (или вводимые в ЖКТ):

Т1 вещества – Gd-DTPA (магневист-энтерал)
Т2 вещества – взвесь Ba2SO4 и Fe2O3, железосодержащие глины

Таким образом, благодаря МРКС можно:

Подтвердить или исключить наличие опухолей, воспалений и сосудистых поражений
Определить распространенность и локализацию этих процессов
Дифференцировать внутреннюю структуру этих повреждений
Определить степень демиелинизации при рассеянном склерозе
Оценить кровоснабжение нормальных и патологически измененных тканей
Отличить опухолевые ткани от рубцовых после лучевой терапии
Выявить рецидив грыжи межпозвонкового диска после операции
Провести полуколичественную оценку функции почек, и др.

Набор параметров, необходимых к пониманию каждым оператором

МРТ последовательность составляют следующие параметры:

TRRepetitionTime – время повторения (подробно см Spin-Echo)
TEEchoTime – время эхо (подробно см Spin-Echo)
FAFlipAngle – угол переворота (подробно см T1 и T2 релаксация)
TIInversionTime – время инверсии (подробно см Последовательность восстановления с инверсией)
NANumberOfAcquisitions – число сборов данных
MXMatrix – матрица
FOVFieldOfView – поле наблюдения
STSliceThickness – толщина среза
SGSliceGap – зазор между срезами
BWBandwidth – полоса пропускания

Увеличение TR влияет наизображение следующимобразом:
• Меньше контрастизображения (для протекания процесса Т1релаксации выделенобольше времени)

• Больше PD контраст.
• Большее количество сигнала.
• Увеличение временисканирования.

Увеличение TEприводит к следующимэффектам:
• Больше T2 контраст.
• Меньшее количествосигнала.
• Возможна заменаконтраста. $c:\users\first\desktop\1.png$
$c:\users\first\desktop\2.png$

Увеличение FA (в GE последовательности) приводит к следующему:
• Больше T1 контраст.
• Большее количество сигнала.
• Возможна замена контраста.

Низкий FA обладает большей T2взвешенностью (CSF яркая), авысокий FA – большей T1 взвешенностью (CSF темная). $c:\users\first\yandexdisk\скриншоты\2017-04-20_01-05-15.png$

Число сборов данных (NA)

Чтобыполучить хорошее изображение, k-пространство должно быть заполнено полностью сверхудонизу. Одно заполнениеk-пространства целиком во многих случаях дает низкое качество изображения в терминах отношения сигнал-шум(SNR). МРТ предполагает вероятность дополнительного повтора полногосканирования один и более раз. Полученный дополнительный сигнал обеспечивает лучшее отношение SNR. Однако выбор NA=2 удваивает время сканирования, но отношение сигнал/шум увеличивается только в1.4 раза. Чтобы удвоить SNR, нужно выбрать NA=4,что увеличит время сканирования в четыре раза. Увеличение NA приводит к следующим результатам:
• Большее соотношение сигнал/шум $c:\users\first\desktop\1.png$

• Меньше артефактов засчет усреднения сигнала.
• Увеличение временисканирования.

Изображениесправа имеет большееколичество сигнала и меньшеартефактов, но времясканирования в два раза дольше.

Матрица (сбора данных)

Определяет пространственное разрешение нашего изображения. Не путайте матрицу сбора данных с матрицей дисплея. Увеличение матрицы сбора данных влюбом направлении уменьшает
размер воксела, чтоприводит к следующим эффектам:
• Более низкий сигнал.
• Выше пространственноеразрешение.
• Увеличение временисканирования.время сканирования.
$c:\users\first\desktop\2.png$

Поле наблюдения (FOV)
FOV определяет размер исследуемой области пациента, которую мы собираемся посмотреть.
Увеличение FOV приводит кследующему:
• Увеличенный сигнал.
• Более низкое пространственное
• Увеличенная областьисследования.
Изображение слева с FOV 10 смболее четкое, показывает меньшуючасть тела и имеет ниже SNR, посравнению с правымизображением.
$c:\users\first\desktop\3.png$

TI (Время инверсии)

Увеличение TI (в IR/GE последовательностях) приводит к следующим эффектам:
• Изменение T1 контраста.
• Большее количество сигнала $c:\users\first\yandexdisk\скриншоты\2017-04-20_01-05-24.png$

Изображение слева обладает 'специальным' TI, отмеченным как STIRпоследовательность. Здесь сигнал ретроорбитальной жировой клетчатки подавлен, чтопозволяет визуализировать зрительный нерв в случае МС повреждений. Изображениесправа – обычное IR изображение того же глаза.

Толщина среза (ST)
Толщина среза влияет на количество сигнала, также как и на резкость изображения.
Изменяя ST от 10 мм до 5 мм, мы теряем 50 % сигнала. $c:\users\first\yandexdisk\скриншоты\2017-04-20_01-05-55.png$

Увеличение ST приводит к следующему:
• Увеличенный сигнал.
• Более низкое разрешение.
• Возрастание эффекта “частичного объема” (аналогично КТ-исследованию).
• Больший охват объекта.

Изображение справа отличается увеличенным сигналом, но меньшей четкостью.
Значения MX, FOV и толщины среза должны выбираться таким образом, чтобы иметь достаточный сигнал для получения хорошего изображения в пределах разумного времени сканирования.

Зазор между срезами (SG)

SG параметр описывает количество пространства (в % от толщины среза) между срезами. В идеале РЧ импульс, который создает срез, должен иметь совершенный профиль среза. Совершенный профиль среза гарантирует действительно прилегающие срезы без пространства между ними. В реальности существует промежуток между срезами. Чтобы минимизировать этот зазор, профили срезов сдвигаются ближе друг к другу, но при этом создаются накладывающиеся области. При наложении срезов появляется эффект, известный как "перекрестная наводка". Область наложения содержит сигнал от обоих срезов. Чтобы минимизировать эффект перекрестной наводки, необходимо иметь промежуток между срезами. Обычно зазор, составляющий 10 % ~ 20 % от толщины среза, является достаточным для минимизации этого эффекта. $c:\users\first\yandexdisk\скриншоты\2017-04-20_01-06-03.png$

Увеличение SG приводит к следующему:
• Уменьшение “перекрестной наводки”.
• Увеличение области охвата.
Существуют методы сканирования без зазора между срезами.
Один способ состоит в сканировании в "режиме чередования", который сначала производит сбор данных, например, срезов 1,3,5,7, а после – срезов 2,4,6, 8. В режиме чередования автоматически установлен 100 % зазор, который целиком устраняет перекрестную наводку.

Полоса пропускания (BW)

Сигнал, получаемый от пациента, является непрерывным (аналоговым). Компьютеры, однако, работают с цифровыми данными. Это означает, что непрерывный сигнал должен быть переведен в цифровой сигнал. Перевод (дискретизация) выполняется аналого-цифровым преобразователем, который амплитуде сигнала ставит в соответствие некоторый отсчет. Теорема Найквиста утверждает, что для того чтобы воспроизвести сигнал с определенной точностью, частота дискретизации должна быть в два раза выше частоты. Например, если необходимо дискретизировать сигнал частотой 4000 Гц, частота дискретизации должна быть 8000 Гц, если это условие не выполняется, то количество отсчетов будет недостаточным. Полоса частот дискретизации выражается в Гц. Градиент определяется в Гц/см. FOV устанавливается отношением ширины полосы к силе градиента.

Меньшая ширина полосы означает более медленную частоту дискретизации; требуется больше времени
для сбора того же количества отсчетов данных. Поэтому, чтобы получить меньшую FOV можно либо уменьшить ширину полосы пропускания, либо увеличить силу GRO (или найти их комбинацию).

Устройство МРТ

МРТ сканеры очень разнообразны. Выбор аппарата главным образом зависит от того, для чего вы собираетесь его использовать и сколько денег в вашем распоряжении.

Типы магнитов

Для выполнения магнитного резонанса необходимо однородное, постоянное и стабильное магнитное поле. Величина напряженности поля измеряется в Теслах и является основной характеристикой мощности прибора, т.е. от нее зависит качество и скорость получения изображения. В соответствии с этим МРТ аппараты делятся на основные группы:

ультранизкие (напряженностью ниже 0,1 Тл)
низкопольные (0,1-0,5 Тл);
среднепольные( от 0,5 до 1 Тл);
высокопольные (от 1 до 2 Тл);
сверхвысокопольные (напряженностью свыше 2 Тл, в клинической практике напряженность не должна превышать 3,0 Тл).

Сам магнит в аппарате может быть постоянным, сверхпроводящим электрическим или резистивным электрическим.

Постоянныемагниты выполнены из сплавов с ферромагнитными свойствами, который намагничен таким образом, что магнитное поле не ослабевает (подобно магниту для заметок, который вы приклеиваете на холодильник). Такие магниты обладают важным преимуществом – не требуют энергии для поддержания магнитного поля, и, следовательно, не требуют охлаждения. Напряженность поля обычно очень низкая и колеблется между 0.064T ~ 0.3T (единица напряженности магнитного поля – Тесла. 1 Тесла = 10000 Гаусс). Постоянные магниты имеют обычно открытую конструкцию, более удобную для пациента. $c:\users\first\desktop\image.png$

ПРЕИМУЩЕСТВА	НЕДОСТАТКИ
Низкое энергопотребление Низкие эксплуатационные расходы Маленькое поле неуверенного приема Без криогена	Ограниченная напряженность поля (<0.3T) Большая масса Нет быстрого охлаждения Нет аварийного снижения магнитного поля

Кроме этого, достоинством является то, что по сравнению с двумя другими системами, они имеют небольшое поле рассеяния. Что касается недостатков, к ним можно отнести также чувствительность к изменениям температуры.

Интерес к постоянным магнитам в настоящее время связан с тем, что они легко конфигурируются в аппаратах открытого типа, что является важным для прохождения обследования пациентами, страдающими клаустрофобией или имеющим большие размеры тела.

Резистивные, или электромагниты, создаются на основе одной или нескольких катушек, через которые проходит большой ток. Резистивные магниты существуют в двух вариантах: с воздушным и со стальным сердечниками. При условии точного соблюдения определенной геометрии катушек создается гомогенное поле. Эти магниты выделяют много тепла, поэтому для них необходима мощная система охлаждения. Диапазон создаваемой напряженности колеблется в пределах 0,3-0,7 Тл, а вес магнита равен около 5 тонн. Преимуществами резистивных систем являются отсутствие криогенных жидкостей, выполнение сложных методов получения изображения, возможность выключения поля, к примеру, когда существует опасность. Их, как правило, открытая конструкция снижает проблему клаустрофобии. $c:\users\first\desktop\мрт.jpg$

ПРЕИМУЩЕСТВА	НЕДОСТАТКИ
Низкая стоимость Легкий вес Может быть отключен	Высокое энергопотребление Ограниченная напряженность поля (<0.2T) Требуется водяное охлаждение Большое поле неуверенного приема

Сверхпроводящий магнит представляет собой катушку из ниобий-титанового сплава, который теряет сопротивление к электрическому току при охлаждении жидким гелием до температуры -269°С. Таким образом, через такой магнит можно пропускать большие токи, которые создают высокостабильные (однажды возбужденный в сверхпроводящем кольце ток позволяет поддерживать магнитное поле) магнитные поля высокой напряженности. В состав конструкции магнита входит двойная охлаждающая система с жидким азотом в первом термосе и жидким гелием во втором (т.н. дьюар, или криостат). $c:\users\first\desktop\1a24a61991a32d5f3b80e0b04f2e29cd.jpg$

Сверхпроводящие магниты не потребляют электроэнергию, однако расходуют охлаждающую жидкость. Основными преимуществами такой системы являются высокое отношение сигнал/шум, высокие однородность и напряженность поля. Недостатками являются большие эксплуатационные расходы, необходимость экранирования в связи с создаваемыми большими полями рассеяния, высокая стоимость и необходимость охлаждения жидким гелием. Кроме того, бывают редкие случаи, когда при исчезновении магнитного поля такого магнита его катушка внезапно теряет свойства сверхпроводимости, что приводит к моментальному повышению температуры, вскипанию охлаждающей жидкости и выбрасыванию гелия из криостата. Такой процесс носит название квенча, против которого существуют меры предосторожности: система специальных предохранительных клапанов, с помощью которой можно вывести инертные газы из МРТ-помещения.

Наиболее часто в клинической практике применяются системы с напряженностью поля до 1.5Т. Большинство сверхпроводящих магнитов – магниты сквозного типа.

ПРЕИМУЩЕСТВА	НЕДОСТАТКИ
Высокая напряженность поля Высокая однородность поля Низкое энергопотребление Высокое отношение сигнал/шум Быстрое сканирование	Высокая стоимость Высокие расходы на криогенное обеспечение Акустический шум Артефакты движения Техническая сложность

$c:\users\first\desktop\81794366.png$

Также редко используются гибридные магниты – промежуточные между резистивными и постоянными, которые обладают большей напряженностью, чем последние, но уступающие по качествам сверхпроводящим.

Следует отметить, что ни один из перечисленных магнитов не создает абсолютно однородного магнитного поля. Поэтому для улучшения характеристик последнего используются шиммирующие катушки, при пропускании тока через которые происходит коррекция поля, что компенсирует изначальную его неоднородность. Катушки для шиммирования могут размещаться в жидком гелии, так и быть без охлаждения.

Подобный эффект можно создать при размещении небольших кусков ферромагнетика внутри или снаружи апертуры поля. Каждый из кусочков будет влиять на магнитное поле, и при сохранении его симметрии, можно добиться высокой однородности. Такой способ называется пассивным шиммированием.

Градиентные катушки

Из-за своей конфигурации катушки создают однородное линейное и управляемое изменение поля в конкретном направлении. Главное значение катушек заключается в создании изображения за счет добавления к общему однородному магнитному полю градиентного магнитного возмущения, что обеспечивает локализацию ЯМР-сигнала и точное соотношение полученных данных и исследуемой области. Градиент обеспечивает выборочное возбуждение протонов в нужной области. От мощности и скорости действия катушек зависит быстродействие, отношение сигнал/шум, разрешающая способность томографа.

Градиентные катушки обладают различными конфигурациями и бывают следующих типов:

катушка Голея (создает градиенты магнитного поля перпендикулярно главному полю);
катушка в форме восьмерки;
катушка Гельмгольца (две катушки с током, которые создают однородное магнитное поле в центре между ними);
сдвоенная седлообразная катушка;
катушка Максвелла (градиенты поля по направлению главного магнитного поля).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

	Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией... Методы молекулярной диагностики: Учебно-методическое пособие. Авторы: А. Д. Перенков, Д. В. Новиков, С. Г. Фомина, Л. Б. Луковникова,...		Учебно-методическое пособие Елабуга 2016 ббк 74. 58 Учебно-методическое... Методическое пособие предназначено для студентов 1 курса высших учебных заведений неязыковых специальностей
	Методическое пособие Саратов 2008 г. Организация комплексной системы... Методическое пособие предназначено для руководителей и преподавателей- организаторов обж образовательных учреждений		Организация и технология документационного обеспечения управления учебно-методическое пособие ...
	Учебно-методическое пособие Казань 2010 Печатается по рекомендации... Учебно-методическое пособие по курсу «Организационное поведение» /Д. М. Сафина. – Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет;...		Учебно-методическое пособие. Новосибирск, 2006 Учебно-методическое пособие предназначено инструкторам детско-юношеского и спортивного туризма с целью повышения уровня знаний и...
	Учебно-методическое пособие к лабораторным занятиям по курсу «Основы кристаллооптики» Практическое руководство по работе с поляризационным микроскопом для исследования петрографических объектов: Учебно-методическое...		Учебно-методическое пособие организация инженерной защиты населения Учебно-методическое пособие разработано применительно к Программе обучения слушателей на курсах гражданской защиты Копейского городского...
	Учебно-методическое пособие для студентов пм. 04.(07.) «Выполнение... Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального Государственного образовательного стандарта по...		Учебно-методическое пособие санкт-Петербург 2009г. Автор: Г. П. Подвигин... Учебно-методическое пособие предназначено для должностных лиц, специалистов го и рсчс организаций
	Учебно-методическое пособие Кемерово 2015 г. Согласовано: кроо «памск» Учебно-методическое пособие предназначено для студентов стоматологического факультета, гигиенистов стоматологических со средним медицинским...		Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального... Вакуумный практикум: Учебно-методическое пособие.  Ростов-на-Дону, 2008.  55с
	Учебно-методическое пособие тверь 2015 удк 339. 543(075. 8) Ббк у428-861.... С 47 Таможенные платежи: учебно-методическое пособие. – Тверь: Твер гос ун-т, 2015. – 155 с		Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов... Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной подготовки и отработки мануальных навыков сестринской практики в условиях...
	Учебно-методическое пособие по профессиональному модулю Выполнение... Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями фгос спо по специальностям 060501 Сестринское дело, 060101 Лечебное...		Учебно-методическое пособие по освоению практических навыков входит... Учебно-методическое пособие предназначено для использования в учебном процессе при проведении занятий по дисциплине «Фармацевтическая...

Учебно-методическое пособие

Похожие: