содержание .. 1 2 3 ..
Физика Компьютерной (КТ) и Магнитно-Резонансной (МРТ) - часть 2
Обработка изображений -МИП
4
МРVR- реформация косых срезов
MIP (10%) 3D
SSD (10%) 3D
Диаметр сосуда зависит от Ширины/Уровня окна
4
VRT (100%) 3D
Диаметр сосуда зависит от
Прозрачности/Яркости и
Ширины/Уровня окна
+Gd
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
КТ + МРТ
2D
3D
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
Основные принципы МРТ
•Создание намагниченности
•Облучение (радиоволны)
•Сканирование:
- «сырые» k- данные»
•Реконструкция
- БПФ à{x,y,z}
•Изображение среза
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
Постоянное магнитное поле - создание
намагниченности в веществе
Протон- ядро атома водорода(1Н)
Вот он!
4 Заряд (Z)
+ е
+
4 Масса (mp)
1836,1515 me
4 Спин(s) - угловой момент s = ±1/2
4 Mагнитный момент - m= γs
m
s=+1/2
+
+
+
+
+
s -1/2
-m
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
Суммарная намагниченность -М
(векторная сумма магнитных моментов всех протонов)
m
m Ø
В
0
+
+
m
р = 0,50000049,
р Ø = 0,4999951
+
р- вероятность
при Т = 310°К,
В0 = 1.5 Тл
В отсутствие внешнего
магнитного поля
М= 0
Тепловая продольная
релаксация - М0 > 0
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
Прецессия протонов в магнитном поле
В0
B0
Сила Лоренца
µ
w
+
+
+
+
wgB
Е
Соотношение Лармора
w-частота прецессии протона
B0 - напряженность внешнего
магнитного поля
ЕØ
g -гиромагнитное соотношение
протона
1
2
3
В0, Тл
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
Изменение намагниченности вещества
ЯМР - резонансное поглощение протонами энергии
радиоволны
ΔЕ = Е - ЕØ= h F0
F0=2πω0 = γ/2π * В0
Радиоволна: A sin(ω0 t)
F0, ω0 - резонансная частота
m Ø
m Ø
m Ø
Е
+
+
+
M1=0
M0=2
m
m
m
m
m
ЕØ
+
+
+
+
+
1
2
3
Bo, Тл
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
Радиоволна и радиоимпульс
Переменное магнитное поле В1
В0
B1
РЧИ -радиоимпульс
Радиоволна: Е1 sin(ω0 t+f)
B1 sin(ω0 t+f)
T
t,с
E1
t,с
B1
B1
F,Гц
0
F0= ω0 /2p
Сигнал в МРТ
Теоретические и экспериментальные
исследования ЯМР
Уравнение Блоха:
dM / dt g M ¥ B
Ф.Блох, 1946-измерение и расчеты
Е. Перселл, 1946- измерения
изменения намагниченности
МР сигналов
t
Mz t)
M
¥[1-exp(-
)]
0
t
T1
Mxy Mxy
(0)¥exp(-
)
100%
T2
100%
37%
63%
время
Т2
Т1
2Т1
3Т1
4Т1
время
Изменение намагниченности протонов:
90° и 180° РИ
m Ø
m Ø
m Ø
+
+
+
m Ø
m Ø
m Ø
+
+
+
Mz= -2
Mz=0
M0=2
M0=2
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
4. Процессы Т1, Т2 - релаксации
Изменение суммарной намагниченности после 90° РЧИ
dM / dt g M ¥ B
Мz(t)
М0
Мху(t)
Mz
Mxy
100 %
100 %
T2<T1
63 %
37 %
Время
Время
Т1Т1
Т2Т2
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
Т2 и Т2* релаксации
Т2 - спин-спиновое взаимодействие
T2’ - релаксации из-за локальных неоднородностей В0
1/T2*= 1/T2 + 1/T2’
S
T*
T
Т2* < T2
TE
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
Метод оценки Т1 и Т2 - «Спиновое эхо» (SE
E.Hann (1950)- ЯМР спектроскопия
Фокусировка-180°
Возбуждение 90°
t
t
TR
T
S
T*
Регистрация
М2
S
S
TEt
S2
S2
М1
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
Процессы Т1, Т2 - релаксации
Ткань
Т1 мс
Т2, мс
r , %
Ликвор
2500-4300
1000
99
Кровь
2000-2200
1100-1500
79- 81
Белое
780
90
77
вещество
Серое
900
100
87
вещество
Жир
255
60
80
1,2
T2<T1
1,2
Жир
1
1
Мозг
Ликвор
0,8
0,8
Ликвор
0,6
0,6
Мозг
0,4
0,4
Жир
0,2
0,2
мс
0
мс
0
0
2000
4000
6000
8000
0
50
100
150
200
250
Измерение резонансной частоты
(химический сдвиг)
Н2О
- СН2 -
Химический
- НС = СН -
сдвиг -d, мд
w -
w
)
0
6
d
¥10
w
0
Химический сдвиг, мд
d
-5
0
5
Магнитное поле
Частота, Гц
42,3
140
1,0 Тл
Df
63,8
210
1,5 Тл
Эрнст, 1971
Отделение нейрорентгенологии
НИИ нейрохирургии РАМН
Этапы развития МР сканеров (GE)
В
о
з
III поколение
м
II поколение
I поколение
о
ü Голова и тело
ж
ü комерческий продукт
н
ü Поверхностные
ü Разработка и
ü Голова
о
катушки
исследования
ü высокие поля
с
ü
3,0 Тл -высокие поля
ü голова
т
1,5Тл
ü Управление шумом и
РЧ
и
ü Тело
ü новые способы
сканирования и
алгоритмы обработки
1985
1995
2001
2003
год
содержание .. 1 2 3 ..