CÁC CHUỖI XUNG MRI CR

Nếu TR ngắn, không phải tất cả các mô đều có thời gian thư duỗi T1 hoàn toàn và sự tương phản hình ảnh phụ thuộc vào quá trình thư duỗi T1... • Thời gian thu thập TA tỉ lệ thuận với TR

CÁC CHUỖI XUNG MRI

BS CAO THIÊN TƯỢNG

TR và TE

Các chuỗi xung cơ bản

Các chuỗi xung

• 1 SPIN ECHO (SE )

• 2 FAST SPIN ECHO (FSE)

• 3 INVERSION RECOVERY ( STIR, FLAIR)

• 4 GRADIENT READING ECH0 ( GRE )

Mục tiêu của các chuỗi xung

• Tạo ra tương phản mô

• Giảm thiểu Artifact

Chuỗi xung spin echo

• Là chuỗi xung rất cơ bản và đơn giản

• Hai tham số chính của SE là thời gian TR và TE

• TR là thời gian giữa hai xung kích thích 90 o

Thông thường, TR ~100-3000ms.

• TR là thời gian để từ hóa dọc phục hồi (thời gian thư duỗi T1) TR càng dài thì phục hồi từ hóa

dọc càng hoàn tất hơn Nếu TR ngắn, không

phải tất cả các mô đều có thời gian thư duỗi T1 hoàn toàn và sự tương phản hình ảnh phụ thuộc vào quá trình thư duỗi T1

• Thời gian thu thập (TA) tỉ lệ thuận với TR (TA=TR* số đường thu thập) [k-space].

• TE là thời gian giữa xung kích thích 90 o và thu thập tín hiệu echo Thời gian echo liên quan đến từ hóa ngang và là kết quả của spin tái phase (rephasing)

do xung RF 180 o cung cấp vào thời gian TE/2 Xung

RF 180 o chịu trách nhiệm hủy spin khử pha

(dephasing) do tính không đồng nhất của từ trường tĩnh vì vậy sự suy giảm từ hóa ngang phụ thuộc T2 thay vì phụ thuộc T2*

Hình trọng T1 (T1W)

• Nếu TR rất dài, từ hóa dọc của tất cả các mô sẽ

phục hồi hoàn toàn (Thư duỗi T1 hoàn toàn).

• Ngược lại, nếu TR ngắn, tín hiệu mô và tương phản hình ảnh sẽ phụ thuộc vào đặc tính T1 của mô vì không phải tất cả các mô đều phục hồi hoàn toàn

từ hóa dọc Nếu TE cũng ngắn, có ít thời gian để thư duỗi T2 và tương phản hình ảnh sẽ không phụ thuộc nhiều vào T2

• Khi TR và TE ngắn, hình được gọi là trọng T1

(T1W)

Hình T2W

Ưu:

• Hình ảnh nước/dịch (DNT, Phù, MRI đường mật)

Khuyết:

• Thời gian thu thập rất dài

Tương phản spin echo

T1W PD T2W

Tương phản spin echo

• Mô có lượng H cao (giống như nước) sẽ

sáng trong khi có lượng H thấp sẽ xám

Fast Spin Echo ( Turbo Spin

Echo)

• Xung SE thông thường cần nhiều lần lặp lại vì có các đường trong không gian k (k-space) để hoàn tất một lát cắt thu thập

• Thay vì thu được các đường k-space của các lát cắt

khác ở các vị trí khác nhau trong thời gian bị lãng phí,

có thể thu được một số đường k-space trong cùng một lát cắt

• Chuỗi Xung FSE dùng một xung kích thích 90 o và hai hoặc nhiều hơn các xung 180 o trong cùng một thời

gian lặp lại và với các bước chênh mã hóa pha khác nhau để thực hiện nhiều echo, sẽ lấp đầy k-space.

• Số các echo thu được sau một kích thích

90o đơn được gọi là yếu tố turbo hay

chiều dài dãy echo (echo train length)

• Vì mỗi echo có hai hoặc nhiều hơn sự suy giảm T2, nên tương phản hình ảnh được tăng lên

• Thời gian echo hiệu quả được xác định

bởi đường k-spcae trung tâm thu được

Ưu điểm:

• Giảm thời gian scan

• Ít nhạy với artifact nhạy từ

FAST SPIN ECHO (HEAVILY T2W)

TE=650

Single Shot Spin Echo

• Single Shot Spin Echo, Rare.

• Nếu có số echo nhiều bằng số đường

k-space để lấp đầy, thì toàn bộ k-k-space được thu thập sau một xung kích thích 90 o duy nhất Đây là chuỗi xung single shot.

• Hình ảnh tạo ra là T2W mạnh vì hầu hết

các đường k-space được thu thập có TE dài.

RARE (Rapid Acquisition with

Refocused Echoes)

Ưu điểm

• Tương phản tốt giữa mô và dịch tĩnh

• Rất nhanh: dùng cho các cơ quan chuyển động Nhược điểm:

• Giảm tỉ lệ tín hiệu/độ nhiễu

• Độ phân giải không gian thấp

Ứng dụng lâm sàng:

• Khảo sát đường mật và đường niệu, myelography

HASTE, SSFSE, SSTSE

• Single Shot Spin Echo with Partial Filling of K-Space

• Tên thương mại: HASTE (Siemens), SSFSE (GE), SSTSE (Philips) Ưu:

• Tương phản tốt giữa các mô (xám) và dịch tĩnh (sáng)

• Rất nhanh : Ít nhạy với cử động, Chuỗi xung nín thở (breath-hold sequences)

Khuyết:

• Giảm tỉ lệ tín hiệu/độ nhiễu

• Độ phân giải không gian thấp

Ứng dụng lâm sàng:

• Khảo sát gan và đường mật

• MRI tim không có gating

HASTE, RARE, ssFSE

MYELOGRAPHY

Inversion Recovery

• Chuỗi xung phục hồi đảo chiều gồm việc đưa

vào một xung đảo chiều 180 o ở lúc bắt đầu xung

• Xung đảo chiều 180 o làm thay đổi hướng vector

từ hóa dọc theo chiều ngược lại Vì vậy từ hóa dọc sẽ phục hồi được xác định bời thời gian thư duỗi T1.

• Ở thời gian đảo chiều (TI), xung SE thông

thường (hoặc GRE hoặc echo planar) được thực hiện, bắt đầu với một xung kích thích.

• Thời gian TI được xác định là từ hóa dọc của mô được chọn bằng 0

• Kết quả là mô này có từ hòa ngang bằng không sau một xung kích thích, dẫn đến khử tín hiệu của mô này

• TI tối ưu để loại bỏ tín hiệu của một mô phụ thuộc vào đặc tính

thời gian T1 của mô

• Hình ảnh thể hiện thường cho thấy cường độ tín hiệu tương ứng với giá trị tuyệt đối của tín hiệu thay vì giá trị biểu trưng

• Mô không có từ hóa có máu tối và mô từ hóa (dương hoặc âm) có máu xám hoặc sáng.

• Chuỗi xung phục hồi đảo chiều cho phép loại bỏ tín hiệu mô theo thời gian T1 bằng cách chọn TI thích hợp

Inversion Recovery Fat Signal Suppression

• STIR

• Fat : thời gian T1 ngắn, Vì vậy tín hiệu

mỡ có thể bị loại bỏ bởi xung phục hồi đảo chiều với thời gian TI ngắn (khoảng 140ms)

Viêm thần kinh thị

FAT SAT STIR

FS T1W

GRE DIXON

STIR

Khử tín hiệu nước

FLAIR

• Bằng cách như vậy, Tín hiệu nước bị loại

bỏ (T1 của nước dài)

• Tương tự như T2W nhưng khử dịch não tủy

• Tín hiệu nước bị khử bằng xung 180 với

TI 1700-2200ms

• Xơ cứng rải rác

• Động kinh thái dương

• Viêm não hệ viền

• Tổn thương trục lan tỏa (DAI) [không xuất huyết]

FLAIR

 Khử tín hiệu dịch não tủy

 Có ích với hình ảnh T2W (phù) Nhược:

*Thời gian scan dài

Ứng dụng lâm sàng:

*Thần kinh

• Góc bật nhỏ hơn 90° (Góc bật một phần) làm

giảm lượng từ hóa nghiêng vào mặt phẳng ngang

• Kết quả của kích thích góc bật nhỏ là từ hóa dọc phụ hồi nhanh hơn, làm cho thời gian TR/TE ngắn hơn và làm giảm thời gian scan.

• Ưu điểm của kích thích góc bật nhỏ và kỹ thuật GRE là thu thập nhanh hơn, tương phản mới giữa các mô và tín hiệu MRI mạnh hơn trong trường

hợp TR ngắn

Trong ví dụ sau, sự khác biệt từ hóa

dọc và từ hóa ngang sau một xung kích

một phần, sự giảm từ hóa dọc rất thấp (chỉ mất 13%) nhưng từ hóa ngang đạt

GRE thay đổi TE

TE 9

FA

30

TE 30

FA 30

Nhạy từ

Thay đổi sau phẫu thuật Artifact

“blooming”

FLAIR vs GRE

Vật lý cơ bản-xung gradient echo và khái niệm tình trạng bền vững (steady

state)

GE

Unspoiled GE

Spoiled GE

Steady state

FISP GRASS FFP FISP đảo ngược-PSIF SSFP

Balanced SSFP True FISP

FIESTA/CISS

FLASH Spoile

d GRASS

GE cao cấp Steady-state

• Tên thương mại: FISP (Siemens), FFE (Philip), GRASS (GE)

Ưu:

• Làm nổi bật tín hiệu dịch.

• Tương phản tốt giữa dịch và mô mềm

• Rất nhanh (chuỗi xung nín thở, hình ảnh cine động)

• Ten thương mại: True-FISP (Siemens), Balanced-FFE (Philips), FIESTA (GE)

• Sử dụng dạng sóng gradient cân bằng hoàn toàn, spin tĩnh trở về cùng pha ban đầu trước khi các gradient được áp

dụng

• Chuỗi xung này tạo ra hình ảnh tín hiệu dịch tăng

• True-FISP là kỹ thuật tin cậy, rất nhanh và tương đối không nhạy với cử động, tương phản rất tốt giữa dịch và mô mềm

• Ứng dụng lâm sàng: khảo sát đường niệu, chậu và đường mật; hình ảnh nhi khoa và trước sinh; hình ảnh tim và mạch máu.

GE cao cấp Steady-state nâng cao

Cine imaging

Normally contracting Heart

Delayed Enhanced Imaging of the Heart

MR coronary Angiogram

• Tên thương mại :SPGR (GE), FLASH (Siemens), FFE T1 (Philips).

Chụp mạch cộng hưởng từ

(MRA)

• Không dùng thuốc

• *MRA-TOF (time-of-flight) 2D, 3D

• *MRA – PC (phase contrast) 2D, 3D

• *MRA – FBI (fresh blood imaging)

• Dùng thuốc tương phản

• * MRA-CE 3D, TWIST

t Tín hiệu mạch máu trong chuỗi xung SE

• Độ mạnh tín hiệu mạch phụ thuộc vào:

• -Tốc độ và loại dòng chảy

• -Chiều dài và hướng mạch máu khảo sát (tín hiệu mạch máu sẽ tốt hơn nếu hướng lát cắt vuông góc trục mạch máu)

• -Các tham số chuỗi xung:

TR, flip angle, TE, độ dày lát cắt

MR ANGIOGRAPHY

MRA-TOF-2D

• Cơ chế tương phản dựa vào thay đổi trong phase do chuyển động hoặc dòng chảy

MRA-PC

MRA-FBI (fresh blood imaging)

*3D ultrafast spin echo

•Dùng cổng ECG

•*Không dùng

thuốc

syngo NATIVE TrueFISP - MRA

ngực-bụng không tiêm thuốc

tương phản

– Kỹ thuật TrueFISP-based

Non-ce MRA

J Carr,Northwestern University

MRA ngoại biên không dùng

thuốc tương phản

syngo NATIVE SPACE

TA: 5 min per step (low HR)

Resolution: 1.3 mm, isotropic

New

Các mạch máu Các mạch máu ở cổ (cảnh và cột sống) và não

Các mạch máu ổ bụng,

Các mạch máu chi

New

syngo TWIST for Time-Resolved

MR Angiography

University Clinic of Essen, Germany; MAGNETOM Avanto

VB15

EPI (echoplanar imaging)

Hình ảnh khuếch tán

• Hình ảnh dựa vào chuyển động của các phân tử nước

Không đẳng hướng

artifact nhạy từ

Nhồi máu cấp

Để tối ưu hình Điều chỉnh tham

cắt Giảm độ phận giải không gian

CHẤT LƯỢNG HÌNH ẢNH

Độ phân giải không gian

• Độ phân giải không gian tương ứng với kích thước của chi tiết nhỏ nhất phát hiện được.

• Kích thước voxel càng nhỏ thì độ phân giải không gian càng cao

• Thể tích voxel được xác định bằng kích

thước ma trận (256 x 256 hoặc 512 x 512 v.v ), trường nhìn (FOV) (10cm, 20cm,

v.v…) và độ dày lát cắt

FOV 35

Kích thước ma trận (128 x 128)

Tín hiệu và độ nhiễu

• Độ nhiễu được biểu hiện bằng dạng hạt không đều

• Sự biến đổi ngẫu nhiên này về tín hiệu làm suy giảm thông tin hình ảnh

• Nguồn nhiễu chủ yếu trong hình ảnh là cơ thể bệnh nhân (sự phát tán RF do chuyển động nhiệt)

• Độ nhiễu này làm sai lệch tín hiệu đến từ các biến đổi

từ hóa ngang của các spin bị kích thích có chủ ý (trên mặt phảng cắt được chọn)

• Tỉ lệ tín hiệu độ nhiễu (SNR) bằng tỉ lệ cường độ tín hiệu trung bình trên độ lệch chuẩn của độ nhiễu

Tăng độ nhiễu

• What are these images of?

do lp hin bra

in

???