Le sequenze di impulsi

Le sequenze di impulsi

Principi fisici- applicazioni cliniche e sicurezza in RM

3-6 APRILE, 2001 Villa Olmo - Como

Renzo Campanella

Dipartimento di Fisica - Università di Perugia

La “madre di tutte le sequenze”:

2DFT

2

Imaging

Imaging obliquoobliquo

Imaging

Imaging obliquoobliquo

Ritorno all’equilibrio di Ritorno all’equilibrio di MM_zz

(dopo un 90°)

Decadimento di Decadimento di MM_xyxy

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Il “segnale disponibile”

Il “segnale disponibile”

Contrasto

Contrasto -- Dipendenza da TEDipendenza da TE

Contrasto

Contrasto -- Dipendenza da TRDipendenza da TR

I tempi di rilassamento variano sensibilmente da tessuto a tessuto e da tessuti sani a tessuti malati

Intensità del segnale in funzione di τ in materia bianca, materia grigia e CSF

Contrasto

Contrasto -- Spin Echo (1)Spin Echo (1)

T_R = 0.5s T_R = 1.0s T_R = 4.0s

6 Sfruttando questa dipendenza si può aumentare

il contrasto tra i diversi tessuti

Curve di contrasto in funzione di τ per le interfacce materia bianca/materia grigia e materia grigia/CSF

T_R = 0.5s T_R = 1.0s T_R = 4.0s

Contrasto

Contrasto -- Spin Echo (2)Spin Echo (2)

Il contrasto nel MRI Il contrasto nel MRI

Il contrasto nel MRI Il contrasto nel MRI

Il contrasto nel MRI Il contrasto nel MRI

a b

c

TE

BREVE (10-30 ms) LUNGO

(>80ms) LUNGO

(>1800 ms) ρ T2

TR _BREVE

(300-600 ms) T1

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Inversion

Inversion--RecoveryRecovery

Sequenza per la misura del T₁ (180-τ-90)

Il comportamento della magnetizzazione è:

M_z(t) = Mo [1 - 2 exp (-t/T₁)]

Inversion Recovery Imaging

Inversion Recovery Imaging

La sequenza IR fornisce un migliore contrasto in T₁ delle sequenze SE.

a

1 b 1) la differenza tra i segnali e maggiore

t = T_1bln 2

2 2) per un certo valore di TI il segnale di una

componente si annulla

Contrasto

Contrasto -- InversionInversion RecoveryRecovery (1)(1)

T_R = 0.5s T_R = 1.0s T_R = 4.0s

Anche nell’Inversion Recovery l’ampiezza del segnale dipende dai parametri della sequenza

Intensità del segnale in funzione di ΤΙ ^{(tempo di}

inversione) in materia bianca, materia grigia e CSF

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Contrasto

Contrasto -- InversionInversion RecoveryRecovery (2)(2)

Curve di contrasto in funzione di τ per le interfacce materia bianca/materia grigia e materia grigia/CSF

T_R = 0.5s T_R = 1.0s T_R = 4.0s

Con l’Inversion Recovery si può far dipendere il contrasto dell’immagine dai differenti T₁

Inversion Recovery Imaging

STIR: Short T1 Inversion Recovery

Alcune considerazioni sui metodi 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

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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

Multi Slice imaging

Multi Slice imaging

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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

Gradient Recalled Echo Imaging

Gradient Recalled Echo Imaging

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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 T₁

• Sensibile ad artefatti da chemical shift

Gradient Recalled Echo Imaging

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

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Sequenze cine

Turbo FLASH

EPI -EPI - Echo Planar ImagingEcho 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 T₂^*

Echo Planar Imaging Echo Planar Imaging

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EPI -EPI - Sequenza (FLEET)Sequenza (FLEET)

EPI -EPI - Sequenza (MBEST)Sequenza (MBEST)

EPI EPI -- Sequenza (BEST)Sequenza (BEST)

SEPI (

SEPI (SpiralSpiral EPI)EPI)

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REPI (

REPI (RadialRadial EPI)EPI)

EPIEPI