T1 o Rilassamento Spin - Reticolo

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Elvira Rossa
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1 T1 o Rilassamento Spin - Reticolo Descrive la velocità di cessione dell energia ll ambiente molecolare circostante da parte dei nucle risonanti al termine dell impulso di RF. E uno ambio termodinamico che comporta una variazione d nergia del sistema. La rapidità del ripristino è quindi funzione dell efficienza degli scambi termodinamici spin-reticolo

2 T1

3 T1 può essere considerato espressione degli scambi rmodinamici intercorrenti tra idrogeno ( spin ) e ticolo ( ambiente molecolare circostante). Tali scamb no tanto più efficienti quanto più prossima le equenza precessionale degli spin a quella tovibrazionale del reticolo. Il T1 esprime un processo recupero legato unicamente al movimento del ticolo che si verifica alla frequenza sovrapponibile a ella di precessione dei nuclei: esso può essere maginato come espressione della tendenza alla inima energia potenziale e restituzione dell energia quisita durante l impulso RF.

4 (RF) MLL MMT

5 T2

6 Descrive l andamento temporale della perdita di oerenza di fase del sistema al cessare dell impulso R E espressione delle interazioni tra spin e spin. A tal processo contribuiscono : una componente dinamica egata ai moti molecolari che avvengono alla frequenz di risonanza ( componente T1), ed una componente statica, importante nel determinare la drastica perdit della coerenza di fase nei solidi cristallini e nelle proteine a basso grado di idratazione in relazione all presenza di microcampi magnetici interni al sistema ale presenza di microcampi cresce con l aumentare d tempo di correlazione delle strutture

7 ltre alle prime due cause,propriamente dette ntrinseche, esistono cause estrinseche, una non esiderata è secondaria alla non perfetta uniformità de ampo magnetico statico (CMS). L altra voluta all applicazione intenzionale di un gradiente agnetico che causa una variazione dell intensità del MS fra i vari voxel causando una perdita di coerenza i fase. Tali componenti aggiunte a quelle intrinseche eterminano il T2*. Le componenti estrinseche del efasamento possono essere annullate o minimizzate d mpulsi RF supplementari. Il T2* è più rapido del T2.

14 CHEMICAL SHIFT

15 ω o = γ B o ( 1- σ ) frequenza di risonanza dipende dall intensità del CMS e dalla costante omagnetica, ma è anche influenzata dalla nube elettronica che circond ucleo e che crea un piccolo campo magnetico locale che interferisce co MS in modo proporzionale all intensità di questo, secondo una costan finita di schermo ( sigma ).

16 ω o = γ B o ( 1- σ ) definisce chemical shift ( CS ) la variazione della frequenza di risonan i diversi substrati che esprime l effetto schermo prodotto dagli elettron omici sul CMS. ispetto al nucleo di riferimento dell H legato all acqua, quello legato a gruppo alcolico od al carbonio di una catena lipidica ha una differenza 225 Hz ad 1,5 T di I del CMS. σ =B loc / B o

17 ω o = γ B o ( 1- σ ) = MHz ad 1 T = MHz ad 1.5 T se / 150 Hz = 3.5 ppm se / 225 Hz = 3.5 ppm

20 Chemical Shift Imaging fenomeno del CS può essere usato per valutare la quantità relativa del omponenti di idrogeno legate all acqua o al grasso nei tessuti ecialmente usando sequenze sensibili alle differenze di fase ( sequenz eco di gradiate che sono prive di impulsi di rifasamento ) quindi agli ffetti del CS. causa del CS il decadimento della MMT dei protoni legati all acqua e el grasso avviene con frequenza e velocità differente risultante in un ndamento sinusoidale. fatti le due onde di decadimento si troveranno ciclicamente ad un valo assimo ( in fase ) e ad un valore minimo ( opposizione di fase ) con un eriodo specifico per ciascun CMS

21 Codifica spaziale del segnale

22 La codifica spaziale del segnale RM è la procedura tramite la quale viene identificato ogni voxel nelle tre dimensioni dello spazio Essa avviene mediante variazioni programmate dell intensità del campo magnetico principale B o dette gradienti

23 A seconda delle modalità della loro applicazione i gradienti modificheranno la frequenza o la fase di precessione dei nuclei in maniera diversa da punto a punto. Essi sono creati da apposite bobine di gradiente situate all interno del magnete secondo i tre assi dello spazio

24 I gradienti sovrappongono per pochi millisecondi piccoli campi magnetici al campo principale con una variazione lineare dell intensità di campo dotata di una propria direzione e verso Per questo i gradienti vengono definiti di tipo lineare

25 informazione relativa alla codifica spaziale de gnale è quindi contenuta nella frequenza e nell fase degli spin. i definisce K space la rappresentazione dei ati grezzi acquisiti come matrice bidimensional i punti individuati dalle coordinate combinanti valori di frequenza e di fase.

26 na volta identificati mediante l impulso di eccitazione seletti rotoni dello strato d interesse, questi risultano non separabi endo tutti la stessa frequenza e la stessa fase.

27 si espongono i protoni che precedono in fase a 65 MHz ad u adiente lungo l asse delle Y, essi subiranno una accelerazion e sarà proporzionale all ampiezza del gradiente. Allo egnimento del gradiente tutti i protoni, indipendentemente lla posizione sull asse, torneranno a precedere alla frequenz 65 MHz, ma conserveranno la variazione di fase.

30 segnale viene campionato 256 volte. Il campionamento è fettuato da uno strumento detto ADC che converte delle riazioni continue del voltaggio nel tempo in dati digitali che ssono essere elaborati dal computer.

35 accensione di un gradiente lungo l asse delle X al momento l campionamento del segnale permette di separare i protoni i lonne caratterizzate da diversa frequenza di risonanza oporzionale alla loro posizione lungo l asse X.

37 Codifica di fase G y

38 gradiente di codifica di frequenza viene applicato al moment raccolta del segnale che permette di identificare in una sola lta la posizione di tutti i nuclei lungo l asse della sua plicazione grazie alle loro differenti frequenze.al contrario i adiente di codifica di fase detto anche di preparazione deve sere applicato tante volte quante sono le posizioni sull asse lle Y che si vogliono distinguere isolatamente, cioè le righe lla matrice che si vogliono campionare T = TR N y Nex = = msec = min

39 TR = Intervallo tra due impulsi di eccitazione a 90 ad eco di spin TE = Intervallo tra il centro dell eccitazione ed il centro de periodo di campionamento SE

41 RF a 90 FID SE F a ECO di SPIN

42 TI = Tempo di Inversione IR TIR FLAIR F a TI ECO di SPIN

43 GRE = Gradiente Echo Dopo un impulso di RF α,per campionar segnale è necessario modificare il gradien di lettura con un onda di defasamento e rifasamento dei protoni sul asse X.Quest gradienti determinano una inversione del gradiente che produce un eco. z α 30 z Flip Angle MML y MMT y

44 GRE = Gradiente Echo Le sequenze in eco di gradiente si caratterizzano per un solo impulso di RF <90 e da TE brevi In rapporto all impigo di un inversione dei gradienti di lettura..tale sequenze sono molto sensibili a differenze di suscettibilità magnetica ed al CS.

45 GRADIENTI SUPPLEMENTARI radienti Spoiler ( Cancellazione della residua MMT ) radienti Rewinder ( Riavvolgimento che enfatizza la componente residua T2

46 Codifica spaziale del segnale ecnica convenzionale uove tecniche Tecnica bidimensione multislice 2DFT Tecnica tridimensione singol slab 3D Tecnica tridimensione multislab 3D Tecnica RARE Hibrid Rapid Acquisition Relaxation Enhanceme Tecnica EPI Echo planar Imagin single / multi shot

47 Codifica spaziale del segnale

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