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Le sequenze di impulsi

Principi fisici- applicazioni cliniche e sicurezza in RM

3-6 APRILE, 2001Villa Olmo - Como

Renzo CampanellaDipartimento di Fisica - Università di Perugia

La “madre di tutte le sequenze”: 2DFT

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ImagingImaging obliquoobliquo

ImagingImaging obliquoobliquo

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Ritorno all’equilibrio di Ritorno all’equilibrio di MMzz

(dopo un 90°)

Decadimento di Decadimento di MMxyxy

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Il “segnale disponibile”Il “segnale disponibile”

Contrasto Contrasto -- Dipendenza da TEDipendenza da TE

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Contrasto Contrasto -- Dipendenza da TRDipendenza da TR

I tempi di rilassamento variano sensibilmente datessuto 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)

TR = 0.5s TR = 4.0sTR = 1.0s

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Sfruttando questa dipendenza si può aumentare il contrasto tra i diversi tessuti

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

TR = 0.5s TR = 4.0sTR = 1.0s

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

Il contrasto nel MRIIl contrasto nel MRI

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Il contrasto nel MRIIl contrasto nel MRI

Il contrasto nel MRIIl contrasto nel MRI

a

b

c

TEBREVE

(10-30 ms)LUNGO(>80ms)

LUNGO(>1800 ms) ρ T2

TR BREVE(300-600 ms) T1

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InversionInversion--RecoveryRecovery

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

Il comportamento della magnetizzazione è:

Mz(t) = Mo [1 - 2 exp (-t/T1)]

Inversion Recovery Imaging

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Inversion Recovery Imaging

La sequenza IR fornisce un migliorecontrasto in T1 dellesequenze SE.

a

b11) la differenza tra i segnali e

maggiore

t = T1b ln 22 2) per un certo valore di TI il segnale di una componente si annulla

Contrasto Contrasto -- InversionInversion RecoveryRecovery (1)(1)

TR = 0.5s TR = 4.0sTR = 1.0s

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 interfaccemateria bianca/materia grigia e materia grigia/CSF

TR = 0.5s TR = 4.0sTR = 1.0s

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

Inversion Recovery Imaging

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STIR: Short T1 Inversion Recovery

Alcune considerazioni sui metodiAlcune 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 Nφ x Nacq

TR : tempo di ripetizioneNφ : numero di valori del gradiente di encodingNacq : numero di medie

Multi Slice imaging

In una sequenza di imaging la maggior parte del tempo “viene sprecato” per la rifocalizzazione della magnetizzazione longitudinale

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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 Bo. (rifocalizzazione con un angolo di 180°)

Se si usano angoli di flip minori si può fissare TR più corto ma si ha meno segnale

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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 (Mz) 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 (tr<<1ms)• Basso livello di contrasto in T1• Sensibile ad artefatti da chemical shift

Gradient Recalled Echo Imaging

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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

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EPI EPI -- Echo Planar ImagingEcho Planar Imaging

• Si eccita il campione con un impulso di grandeangolo

• 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 ImagingEcho Planar Imaging

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

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

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

SEPI (SEPI (SpiralSpiral EPI)EPI)

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REPI (REPI (RadialRadial EPI)EPI)

EPIEPI