Le sequenze di impulsi

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1 Principi fisici- applicazioni cliniche e sicurezza in RM 3-6 APRILE, 2001 Villa Olmo - Como Le sequenze di impulsi Renzo Campanella Dipartimento di Fisica - Università di Perugia La madre di tutte le sequenze : 2DFT

2 Imaging obliquo Imaging obliquo

3 Ritorno all equilibrio di M z (dopo un 90 ) Decadimento di M xy

4 Il segnale disponibile Contrasto - Dipendenza da TE

5 Contrasto - Dipendenza da TR Contrasto - Spin Echo (1) I tempi di rilassamento variano sensibilmente da tessuto a tessuto e da tessuti sani a tessuti malati T R = 0.5s T R = 1.0s T R = 4.0s Intensità del segnale in funzione di τ in materia bianca, materia grigia e CSF

6 Contrasto - Spin Echo (2) Sfruttando questa dipendenza si può aumentare il contrasto tra i diversi tessuti T R = 0.5s T R = 1.0s T R = 4.0s Curve di contrasto in funzione di τ per le interfacce materia bianca/materia grigia e materia grigia/csf Il contrasto nel MRI

7 Il contrasto nel MRI Il contrasto nel MRI b c a TR LUNGO BREVE (10-30 ms) TE LUNGO (>80ms) (>1800 ms) ρ T2 BREVE ( ms) T1

8 Inversion-Recovery Sequenza per la misura del T 1 (180-τ-90) Il comportamento della magnetizzazione è: M z (t) =Mo[1-2exp(-t/T 1 )] Inversion Recovery Imaging

9 Inversion Recovery Imaging La sequenza IR fornisce un migliore contrasto in T 1 delle sequenze SE. 1 a b 1) la differenza tra i segnali e maggiore 2 t = T 1b ln 2 2) per un certo valore di TI il segnale di una componente si annulla Contrasto - Inversion Recovery (1) Anche nell Inversion Recovery l ampiezza del segnale dipende dai parametri della sequenza T R = 0.5s T R = 1.0s T R = 4.0s Intensità del segnale in funzione di ΤΙ (tempo di inversione) in materia bianca, materia grigia e CSF

10 Contrasto - Inversion Recovery (2) Con l Inversion Recovery si può far dipendere il contrasto dell immagine dai differenti T 1 T R = 0.5s T R = 4.0s T R = 1.0s Curve di contrasto in funzione di τ per le interfacce materia bianca/materia grigia e materia grigia/csf Inversion Recovery Imaging

11 STIR: Short T1 Inversion Recovery Alcune considerazioni sui metodi PR e 2DFT: buon rapporto S/N non hanno particolari richieste HW consentono di scegliere il parametro di maggiore contrasto lenti

12 Tempo di acquisizione TA TA = TR x N φ x N acq TR : tempo di ripetizione N φ : numero di valori del gradiente di encoding N acq : numero di medie Multi Slice imaging In una sequenza di imaging la maggior parte del tempo viene sprecato per la rifocalizzazione della magnetizzazione longitudinale

13 Multi Slice imaging Multi Slice imaging

14 Gradient Recalled Echo Imaging α è il flip angle Gradient Recalled Echo Imaging Nelle sequenze SE, IR etc si deve usare un TR lungo per permettere alla magnetizzazione longitudinale di riallinearsi lungo B o. (rifocalizzazione con un angolo di 180 ) Se si usano angoli di flip minori si può fissare TR più corto ma si ha meno segnale

15 Gradient Recalled Echo Imaging Gradient Recalled Echo Imaging

16 Gradient Recalled Echo Imaging Utilizza piccoli angoli di flip (5-30 ) La magnetizzazione longitudinale (M z ) resta inalterata Si diminuisce l attesa tra successive scansioni Tempi di acquisizione 1-2 s (FLASH) o 100 ms (snapshot FLASH) Necessità di gradienti intensi e veloci (t r <<1ms) Basso livello di contrasto in T 1 Sensibile ad artefatti da chemical shift Gradient Recalled Echo Imaging

17 Gradient Recalled Echo Imaging Sequenze CINE Sono sequenze utilizzate in cardiologia. Immagini ottenute con tecniche veloci (p.es FLASH) Sincronizzate con il segnale cardiaco e montate in sequenza

18 Sequenze cine Turbo FLASH

19 EPI - Echo Planar Imaging Si eccita il campione con un impulso di grande angolo Vengono prodotti n echi invertendo il gradiente In alcuni metodi si ripete il processo due volte Tempi di acquisizione 32 ms (BEST) o 65 ms (FLEET, MBEST) Necessità di gradienti intensi e veloci Banda di acquisizione larga (basso S/N) Contrasto tipicamente dato da T 2 * Echo Planar Imaging

20 EPI - Sequenza (FLEET) EPI - Sequenza (MBEST)

21 EPI - Sequenza (BEST) SEPI (Spiral( EPI)

22 REPI (Radial( EPI) EPI