MR Sekansları ve görüntü kalitesi

Transkript

MR Sekansları ve görüntü kalitesi
Prof. Dr. Kamil Karaali
Akdeniz Üniversitesi
Radyoloji ABD
• Küçük bir hatırlatma
RF pulsu
• RF pulsu verilince iki etki meydana gelir
– Protonlardan bir kısmı yüksek enerji seviyesine
( anti-paralel konum) geçer, longitudinal manyetik
vektör küçülür.
– Diğer bir etki de protonların “in-phase” konumuna
geçmesidir
• Diğer bir etki de protonların “in-phase” konumuna
geçmesidir
out of phase
geçmesidir
in phase
geçmesidir
in phase
MR Sinyali
Neyi ölçüyoruz?
• Doku manyetizasyonundaki bu değişim süreci,
RF antenlerinde Larmor frekansına eşit
frekanslı bir alternatif elektrik akımı oluşturur.
• Böylece dokudan gelen sinyal ölçülebilir ve bu
sinyallere göre görüntüler oluşturulabilir.
• Her zaman transvers düzlemdeki
manyetizasyon ölçülür
• Longitudinal düzlemden ölçüm yapma imkanı
yoktur.
MR sekansı?
•
•
•
•
RF dalgaları
Gradient pulsları
Belli süre
Belli zaman
Sekanslar
• Eko tipine göre: Spin eko & Gradient eko
• Uzaysal kodlama tipine göre: 2D & 3D
• Hızlarına göre: Rutin, hızlı, çok hızlı
Görüntü Parametreleri
• Dokudan gelen sinyallerin longitudinal
relaksasyon ağırlıklı ( T1 ) ya da transvers
realksasyon ağırlıklı ( T2 ) olmasını puls sekansı
adı verilen ve RF dalgasını gönderme ve sinyali
toplama zamanları belirler
Spin eko (SE) sekanslar
• Tipik olarak 90 derece ve ardından 180
derece RF pulslarından oluşur
• 90 derece RF puls ile birlikte kesit
belirleme gradienti (ss) uygulanır
Spin eko (SE) sekanslar
Neden 180° RF puls?
• 180° RF puls, 90° RF pulstan sonra
uygulanır ve defaze olmaya başlayan
protonları yeniden in-phase konumuna
getirir, sinyal toplama anında, spinlerin
çoğu in-phase konumundadır.
• Manyetik alan inhomojenitesine bağlı etkiyi
ortadan kaldırır.
Dephasing
180° RF puls
Rephasing
• 90 ve 180 derece RF pulslar kesit
görüntüsü elde edilirken faz kodlama
sayısı kadar tekrar edilir.
• Faz kodlama sayısı, matriks ebatlarını
belirten değerlerde ilk rakamdır.
• TR (time to repeat): 90 derece pulslar
arasındaki zaman (ms)
• TE (time to echo): 90 derece puls ile eko
sinyali arasındaki süre (ms)
• Spin eko sekanslarda görüntünün T1, T2
ya da PD ağırlıklı olmasını TR ve TE
değerleri belirler.
• Dokular arasında longitudinal relaksasyon
farkları açığa çıkartılacaksa (T1 ağırlıklı),
TR kısa tutulmalıdır.
T1-ağırlıklı sekans
• Longitudinal relaksasyonu hızlı olan doku
parlak görünsün
A
sinyal
A
%63
B
zaman
T1 zamanı (B dokusu)
T1 zamanı (A dokusu)
B
A
sinyal
A
%63
B
zaman
A
B
B
• T1 ağırlığının mümkün olduğunca fazla
olması için TR’ nin kısa tutulması dışında,
TE’ nin de kısa olması gereklidir.
• TE kısalması görüntünün T2 ağırlığını
azaltır.
T2-ağırlıklı sekans
• Transvers relaksasyonu uzun süren doku
parlak görünsün
sinyal
A
B
%37
B
A
T2 zamanı (b dokusu)
T2 zamanı (A dokusu)
sinyal
A
B
A
A
B
B
TR (time to repeat)
•
•
•
•
RF pulsları arasındaki süre
Milisaniye olarak belirtilir
Görüntüdeki T1 ağırlığı ile direkt ilişkilidir
TR süresi kısaldıkça görüntünün T1 ağırlığı
artar
TE (time to echo)
•
•
•
•
RF pulsu ile sinyal kaydı arasındaki süre
Milisaniye olarak belirtilir
Görüntüdeki T2 ağırlığı ile direkt ilişkilidir
TE süresi uzadıkça görüntünün T2 ağırlığı artar
Proton yoğunluğu
• İnceleme alanındaki proton yoğunluğu sinyal
ve kontrasta direkt etki eder
• T1 ve T2 ağırlığının en aza indirildiği
görüntüler proton dansite ağırlıklıdır (PD)
• TR uzun, TE kısa
• TR.............T1 ağırlık
• TE.............T2 ağırlık
• (Pratikte, PD görüntüde T1 ve T2 ağırlığı vardır, ya da T1
görüntüde PD veT2 ağırlığı vardır. Eğer sekansta TR var
ise T1 etkisi, TE var ise T2 etkisi olacaktır ve sinyal de
her zaman proton yoğunluğundan etkilenecektir)



T1 : Kısa TR, Kısa TE
T2: Uzun TR, Uzun TE
PD: Uzun TR, Kısa TE
Soru 1
• Siyah alan neyi ifade eder?
•
•
•
•
•
A) Artefakt
B) Satürasyon bandı
C) Kesit dışı kalan alan
D) Negatif kontrast madde
E) Barsak gazları
Soru 1
• Siyah alan neyi ifade eder?
•
•
•
•
•
A) Artefakt
B) Satürasyon bandı
C) Kesit dışı kalan alan
D) Negatif kontrast madde
E) Barsak gazları
Dual Eko görüntüleme
• Spin eko sekansında 90° RF pulstan sonra
iki kez 180° RF puls uygulanır.
• Aynı sekansta T2 ve PD görüntüler elde
edilir.
• İlk eko (kısa TE): PD görüntü
• İkinci eko (uzun TE): T2 görüntü
Turbo Spin Eko
• TSE, Fast spin eko (FSE)
• Temel fark, 90° RF pulstan sonra
k uzayına birden fazla faz çizgisi
doldurulmasıdır.
• 90° puls sonrası belli sayıda 180° RF puls
uygulanır, her 180° pulsta faz kodlama
adımı değiştirilir.
Turbo Spin Eko
• TSE factor (Turbo Factor, Echo train
length; ETL) her 90° RF puls sonrasında
taranan k uzayı satır sayısı=180° RF puls
sayısı= elde edilen eko sayısı
• TSE factor 2-32 arasında değişir
• Echo space (ESP): 180° pulslar arası süre
(echo spacing).
Turbo Spin Eko
• TE effective (etkin TE); k space’ in
ortasında bulunan ekoyu tanımlar ve
görüntü kontrastının ana unsurudur.
• TE eff= ESP x ETL/2
• İnceleme süresi TR x TSE faktörü ile
orantılıdır.
Turbo Spin Eko
• Avantajı spin ekoya göre belirgin kısa sürede
görüntü alınmasıdır. Doku kontrastı spin ekoya
yakındır.
• Özellikle T2 sekansların süresinin azaltılmasında
kullanılır.
• Yağ dokusu hiperintenstir. Kan yıkım ürünleri
daha az belirgindir.
• SAR değerleri yüksektir.
• Dual TSE sekanslarda özellikle PD görüntülerde
bulanıklık olabilir.
SE
Süre: 6:16
TSE
Süre: 1:38
TSE fact 15
TSE fact 15
Süre: 1:47
RSL: % 100
TSE fact 25
Süre: 1:18
RSL: % 78
TSE fact 15
Süre: 1:47
RSL: % 100
TSE fact 35
Süre: 1:16
RSL: % 64
UTSE
• Ultrashort TSE
• TSE faktörü çok yüksek
• ESP çok düşük (4-6 ms)
• SNR daha düşük bir görüntü
• Artefaktlar daha fazla
Inversion Recovery (IR)
• Önce 180° RF puls uygulanır.
• Bu puls sonrasında protonlar, longitudinal
relaksasyon sürelerine göre eski
konumlarına dönerler
• Belli bir süre sonra 90° RF puls uygulanır.
Sekans SE gibi devam eder
• Bu süreçte 90° RF puls, longitudinal
manyetizasyonun sıfır olduğu anda
uygulanırsa hiç transvers manyetizasyon
oluşmaz.
• Dokunun 90° RF pulsa cevap vermediği
bu noktaya “null point” denir. Yaklaşık
olarak T1 zamanının %69’ una eşittir.
• Null point yağ dokusu için ayarlanırsa (140
ms) yağ dokusundan gelen sinyal
baskılanır.
• Bu sekans STIR (short tau inversion
recovery) olarak yağ baskılamada yaygın
olarak kullanılır.
• Null point serbest sıvı için ayarlanırsa
(1700-2200 ms) sıvılardan gelen sinyal
baskılanır.
• Bu sekans FLAIR (fluid attenuated
inversion recovery) olarak bilinir.
• Inversion time (TI): İlk 180° puls ile 90° puls
arasındaki zamandır.
• Görüntü kontrastını sağlayan esas parametre TI
dır.
• İkinci 180° puls spin ekodaki ile aynı etkiyi yapar.
• TR: İlk 180° ile üçüncü 180° puls arası süre
• TE: 90° puls ile eko zamanı arası süre
SPIR / fat-sat
• Yağ baskılama
• Yağ dokusundaki hidrojen protonları salınım
frekansı farklı ( 220 Hz, 1,5 T)
• Bu frekansa uygun prepuls uygulaması ve çok
kısa süre sonra normal sekansın başlatılması
• Yağdaki protonlar sinyal verecek zaman
bulamaz
T1-SPIR (fat-sat)
STIR / SPIR ?
• Geniş alanlarda STIR daha homojen yağ
baskılar
• Düşük Teslalı cihazlarda fat-sat olanağı yok (suyağ arası proton salınım farkı çok az)
• 1,5 T üstü ve özellikle T1 imajlarda (post
kontrast) SPIR / fat-sat ideal
Gradient eko
• 90° den küçük değerde tek bir RF puls
uygulanır.
• Flip angle < 90°
• 180° puls yoktur, bunun yerine gradient
sistem (frekans kodlama gradienti)
kullanılarak aynı etki sağlanmaya çalışılır.
Gradient eko
• RF pulslar arası süre TR değeridir ve çok
küçük değerlerdedir (50 ms).
• Flip angle 90° den küçük olduğu için her
zaman bir longitudinal manyetizasyon
vardır.
FA (flip angle)
• Gradient eko sekanslarda sapma açısı
• Derece olarak belirtilir
FA
Küçük ( < 40)
Büyük (> 50)
TE
Kısa ( < 15 ms) Uzun ( > 20 ms)
PD
T1
T2
------
Gradient eko
• Gradient ekoda kullanılan TR süresi içinde
birçok dokuda transvers relaksasyon
tamamlanamaz.
• Dolayısı ile longitudinal manyetizasyon ile
birlikte her zaman transvers
manyetizasyon da vardır. Bu duruma
steady state konumu denir.
FLASH (Fast low angle shot)
• T1-FFE (Philips), SGPR (GE)
• Steady state konumundaki protonların transvers
manyetizasyonunu ortadan kaldıran gradient
(spoiler gradient) uygulanır. (Spoiled FLASH,
SPGR)
• Kısa TR ve 30-60° flip angle ile T1 görüntüler
elde edilir.
Gradient eko
• Avantajları:
– Süre SE sekanslara göre kısa (TR kısa)
– SAR değeri düşük (yüksek tesla cihazlar için
uygun)
– Hızlı görüntüleme yöntemleri, fonksiyonel
incelemeler
– MR anjiyografi
– 3 boyutlu inceleme sekansları
Gradient eko
• Dezavantajları
– SNR daha düşük
– Daha çok gürültü
– Manyetik duyarlılık engel yaratabilir
Gradient eko
• Dezavantajı, sekansın kendine özgü doku
kontrast özellikleri olduğundan spin eko
sekanslarda elde edilen kontrast
sağlanamaz.
• Manyetik duyarlılık etkileri çok fazladır.
“Blooming”
3 Boyutlu sekanslar
• Bir kesit için uygulanan RF pulsu incelenecek
tüm dokuya uygulanır.
• Sinyal amplitüdü fazladır, bu nedenle çok ince (1
mm) kesitlere olanak tanır.
• Kesitler, kesit alınacak düzlem boyunca
uygulanan ikinci bir faz kodlama gradienti ile
elde edilir (32-256).
EPI sekansları
• Echo planar imaging
• Çok hızlı sekanslar grubundadır
• Tüm k uzayı 1 kesit için 1 saniye gibi
sürelerle taranabilir
• Tek RF puls
• Sonrasında frekans ve faz gradyentleri çok
hızlı ve kademeli değiştirilir
• Difüzyon AG temel sekansıdır
EPI sekansları
• SNR düşük
• Çözünürlük az
• T1 ve PD için uygun değil
TOF sekansları
• Time-of-flight
• Gradient eko rubundan
• Hareketli protonları durağandan ayırt eder
TOF sekansları
• Kısa TR ler ile durağan protonlar “satüre”
edilir
• Kesite yeni giren “taze” protonlarda
transvers manyetizasyon oluşur
• “Satürasyon bantları” ile arteryel veya
venöz yapılar incelenebiir
•
MIP (maximum intensity
projection)
•
Görüntü Kalitesi ve
Sekans optimizasyonu
Prof. Dr. Kamil Karaali
Akdeniz Üniversitesi
Radyoloji
•
•
•
•
•
•
TR
TE
FOV
rFOV
Matrix
Scan percentage
•
•
•
•
•
•
FA
TI
Halfscan
WFS
Thk
ETL
Soru 2
Optimize sekans ne anlama gelir?
A) Uygun SNR
B) Uygun CNR
C) Uygun çözünürlük
D) Yeterli sinyal
E) Hepsi
Soru 2
Optimize sekans ne anlama gelir?
A) Uygun SNR
B) Uygun CNR
C) Uygun çözünürlük
D) Yeterli sinyal
E) Hepsi
ZAMAN
KONTRAST
REZOLÜSYON
SİNYAL
Bir MRG kesitinde, herhangi bir detayın
görülebilmesi için gerekli üç bileşen:
Kontrast
Uygun SNR ve CNR
Çözünürlük
Kontrast
• Kelime anlamı= Zıtlık, karşıtlık
Bir görüntüleme yönteminde herhangi bir doku ya
da organın, kullanılan enerji türüne gösterdiği
yanıtın, çevresindeki oluşumlara göre, farklı olması
Kontrast
• MRG’ de kontrast; bir doku ya da organdan
elde edilen sinyalin çevreden farklı olma
derecesidir
• C= (Sa – Sb) / (Sa + Sb)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
5
5
5
5
Soru 3
Bu lezyon için kontrast değeri
ne kadardır?
a)10
b)5
c)2
d)0,33
e)0,5
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
5
5
5
5
Soru 3
Bu lezyon için kontrast değeri
ne kadardır?
a)10
b)5
c)2
d)0,33
e)0,5
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
5
5
5
5
C= (Sa – Sb) / (Sa + Sb)
C= ( 10-5) / ( 10 + 5)
C= 5 / 15
C= 0, 33
Soru 4
• MRG’de, doku ve organların özellikleri
dışında; kontrastı hangi parametre belirler?
A)TR
B)TE
C)Flip angle (sapma açısı)
D)Dokunun proton yoğunluğu
E)Hepsi
Soru 4
• MRG’de, doku ve organların özellikleri
dışında; kontrastı hangi parametre belirler?
A)TR
B)TE
C)Flip angle (sapma açısı)
D)Dokunun proton yoğunluğu
E)Hepsi
ZAMAN
KONTRAST
REZOLÜSYON
SİNYAL
Sinyal
• Voksel bilgisi görüntüye aktarıldığındaki
parlaklık derecesi
• Kontrasta etki eden parametreler sinyali de
etkiler (TR, TE, TI, flip angle..)
Sinyal
• Uygun koil (sargı, sarmal) seçimi uygun sinyal
elde etmek için son derece önemlidir
Sinyal
• Hastanın gantriye uygun yerleştirilmesi
SNR
• Signal-to-noise ratio= sinyal / gürültü oranı
• Optimizasyonda en önemli aşamalardan biri
uygun SNR elde edilmesidir
• Düşük SNR küçük detaylardaki kontrastın
kaybolmasına yol açabilir
Soru 5
SNR’ de sözü edilen gürültünün kaynağı nedir?
A) Gradient koillerin sesi
B) Elektrik akımındaki gelişigüzel (random)
fluktuasyonlar
C) Manyetik alanın gücündeki azalma
D) Çekim odasının yetersiz ses izolasyonu
E) Rekostrüksiyon bilgisayarında yanlış
kodlamalar
Soru 5
SNR’ de sözü edilen gürültünün kaynağı nedir?
A) Gradient koillerin sesi
B) Elektrik akımındaki gelişigüzel (random)
fluktuasyonlar
C) Manyetik alanın gücündeki azalma
D) Çekim odasının yetersiz ses izolasyonu
E) Rekostrüksiyon bilgisayarında yanlış
kodlamalar
Gürültü
• Elektronik gürültü olup tüm iletken tiplerinde
bulunur,
• Elektrik akımındaki gelişigüzel fluktuasyonlara
ve elektronların random (Brownian)
hreketlerine bağlıdır
• Dokulardaki iyonlar (Na, K, Cl) da manyetik
alanda fluktuasyonlar yaparak gürültüye
katkıda bulunur
SNR
• İdeal olarak SNR 20’ nin üzerinde olmalıdır
• SNR= Sa / Noise
Soru 6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Lezyon için
SNR değeri
kaçtır?
A)2
B)5
C)10
D)15
E)20
Soru 6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Lezyon için
SNR değeri
kaçtır?
A)2
B)5
C)10
D)15
E)20
CNR
• Contrast-to-noise ratio
• Kontrast / gürültü oranı
• Görüntü kalitesindeki en önemli parametredir
CNR
• CNRab= (Sa – Sb) / noise
Soru 7
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Lezyon için
CNR değeri
kaçtır?
A)2
B)5
C)10
D)15
E)20
Soru 7
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Lezyon için
CNR değeri
kaçtır?
A)2
B)5
C)10
D)15
E)20
Soru 7
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
5 5 5
5 10 5
5 5 5
5 5 5
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Lezyon için
CNR değeri
kaçtır?
A)2
B)5
C)10
D)15
E)20
( 10-5) / 1
B
A
noise
Sinyal
• İnceleme alanındaki proton miktarı arttıkça sinyal
de artar;
• Sinyal, görüntü boyutu ile ilgili parametrelerden
etkilenir
• FOV
• rFOV
• Thk
Sinyal
• Sinyal, diğer parametrelerden bazılarınca da
etkilenir
• Faz kodlama değeri
• Frekans kodlama değeri
• NSA (NEX)
Boyut ile ilgili parametreler
• FOV
• RFOV
• Thk
FOV (Field of view)
• Görüntülenen alanı belirleyen parametredir
• FOV x FOV mm2
• SNR bu alan ile doğru orantılı artar
• SNR  FOV2
FOV (Field of view)
• FOV artışı ile SNR çok kuvvetli artar, çözünürlük
ise azalır (piksel boyutu artışı !)
• Ör: FOV, 200 mm den 300 mm ye artırılırsa;
• SNR artışı (300/200) 2 = 2.25
• % 125 artış (1 2.25)
FOV
180 mm
RSL : % 100
80
mm
RSL: % 23
FOV
175
mm
RSL: % 58
250
mm
RSL: %118
RFOV (Rectangular Field of View)
• Katlama ( faz kodlama) yönündeki adım sayısı
azaltılması
• Süre doğru orantılı azalır
• İncelenen bölgenin anatomik özellikleri önemli
• Katlamaya dikkat, “Fold-over suppression” ile
birlikte kullanılabilir
RFOV
% 100
Süre: 2:25
RSL: % 100
RFOV
% 70
Süre: 1:47
RSL: % 83
RFOV
% 100
Süre: 2:25
RSL: % 100
RFOV
% 50
Süre: 1:19
RSL: % 73
Kesit kalınlığı (slice thickness)
• SNR, kesit kalınlığı ile doğru orantılı artar
• Ör: Kesit kalınlığı 6’ dan 10 mm ye çıkarılırsa
SNR artışı
• 10/6=1.67 (1  1.67)
• % 67
Kesit kalınlığı (slice thickness)
• Kesit kalınlığı artışı :
– çözünürlüğü azaltır,
– parsiyel volüm etkileri artar,
– manyetik duyarlılık gibi bazı artefaktlar daha geniş
alanlarda etkili olur
Kesit kalınlığı=
5 mm
RSL: % 100
Kesit kalınlığı=
2 mm
RSL: % 40
Interslice gap
• Kesitler arası boşluk
• Komşu kesitlerin aynı RF pulsundan
etkilenmesi sonucu oluşan sinyal kaybını
(cross-talk) azaltmaya yönelik
• Pratikte kesit kalınlığının % 10-30’ u kadar gap
yeterli
Kesit kal.=
5 mm
Gap= 0
RSL: % 57
Kesit kal.=
5 mm
Gap 1 mm
RSL: % 100
SNR
• Sinyal, voksel içindeki protonların sayısı ile
doğru orantılı artar
• Voksel hacmi
Soru 8
Voksel hacmini hangileri etkiler?
I. Kesit kalınlığı
II. FOV
III. Faz ve frekans kodlama değerleri
IV. NSA (NEX)
A)I
B)I ve II
C)I, II, III
D)I, II, III ve IV
Soru 8
Voksel hacmini hangileri etkiler?
I. Kesit kalınlığı
II. FOV
III. Faz ve frekans kodlama değerleri
IV. NSA (NEX)
A)I
B)I ve II
C)I, II, III
D)I, II, III ve IV
Piksel boyutu / voksel hacmi
• Piksel boyutları faz ve frekans yönündeki FOV
değerlerinin matriks değerlerine bölünmesi ile
bulunur
• Bu değer kesit kalınlığı ile çarpılırsa da voksel
hacmi bulunur
Matriks
• Ör: 320 mm FOV
• 192 x 256 (r) matriks
• Kesit kalınlığı 5 mm
320 mm
Matriks
…………………………..
320 mm
192 x 256 (r)
…………………………….
320 mm
Matriks
…………………………..
320 mm
192 x 256 (r)
Matriks
• 192 x 256 (r) matriks
• Kesit kalınlığı 5 mm
• 1.67 x 1.25 x 5 mm3
1.25 mm
• Ör: 320 mm FOV
1.67 mm
Voksel hacmi
• Voksel hacmi artınca:
– Sinyal artar
– Çözünürlük azalır
ZAMAN
KONTRAST
REZOLÜSYON
SİNYAL
Rezolüsyon=Çözünürlük
• Birbirinden ayırt edilebilen iki nokta arası
uzaklık; ne kadar az ise çözünürlük o kadar
fazladır
Çözünürlük
• Çözünürlüğü etkileyen parametreler: Piksel
boyutu ya da voksel hacmini etkileyen
parametrelerdir
•
•
•
•
FOV
Thk
Faz kodlama adım sayısı ( NPE)
Frekans kodlama adı sayısı (NFE)
Matriks
•
•
•
•
•
Faz kodlama X Frekans kodlama
Genelde ikinci değer daha büyük
Cihazlar arası farklılıklar
Frekans kodlama=readout (read) gradient (r)
Piksel boyutu/Voksel volümü
Matriks
• Piksel boyutu küçüldükçe görüntünün
çözünürlüğü artar.
• Görüntü alanındaki matriks değerleri
artırılınca piksel alanı azalır, çözünürlük artar
640 x 480
2880 x 2160
307200 piksel
6220800 piksel
640 x 480
2880 x 2160
Matriks
• Ancak, matriks sayısını artırmak SNR
azalmasına yol açar (voksel volümü azalması
nedeni ile)
235 x 512 (r)
Süre: 1:47
117 x 512 (r)
Süre: 0:56
RSL: % 150
235 x 512 (r)
Süre: 1:47
117 x 512 (r)
Süre: 0:56
RSL: % 150
SİNYAL
ÇÖZÜNÜRLÜK
ZAMAN
KONTRAST
REZOLÜSYON
SİNYAL
Soru 9
Sekans süresi
Sekans süresini hangi parametreler etkiler
I. NSA (NEX)
II. FOV
III. Thk
IV. TR
• A) I ve II
• B) I, III ve IV
C) III ve IV
D) I ve IV
E) Tümü
Soru 9
Sekans süresi
Sekans süresini hangi parametreler etkiler
I. NSA (NEX)
II. FOV
III. Thk
IV. TR
• A) I ve II
• B) I, III ve IV
C) III ve IV
D) I ve IV
E) Tümü
Sekans süresi
Süreyi etkileyen parametreler
• TR
• NPE ( faz kodlama )
• NSA (NEX)
NSA (Number of Signals Averaged)
NEX (Number of Excitations
• Görüntü oluşturmak için faz kodlama
adımlarının kaç kere ölçüldüğünü gösterir
• SNR, NSA (NEX)’ nın karekökü ile doğru
orantılı artış gösterir
• SNR  √ NEX
• Hareket ve akıma bağlı artefaktlar azalır
NSA (Number of Signals Averaged)
NEX (Number of Excitations
• İnceleme süresi ise NSA ile doğru orantılı artar
• Ör: NSA’ nın 2’ den 4’ e çıkarılması SNR’ de
% 40 artış sağlar
• √ (4/2)=1.4
• İnceleme süresi ise 2 katına çıkar
NSA: 4
Süre: 3:53
RSL: % 141
NSA: 2
Süre: 1:59
RSL: % 100
NSA: ?
NSA: ?
NSA: 4
Süre: 4:20
NSA: 2
Süre: 2:12
Soru 10
Süre azaltma
• Sekans süreleri genelde nasıl azaltılır?
A) TR ve TE süreleri değiştirilir
B) K space doldurma şekillerinde değişiklik
yapılır
C) FOV değiştirilir
D) Kesit kalınlığı azaltılır
E) MRG yerine BT önerilir
Soru 10
Süre azaltma
• Sekans süreleri genelde nasıl azaltılır?
A) TR ve TE süreleri değiştirilir
B) K space doldurma şekillerinde değişiklik
yapılır
C) FOV değiştirilir
D) Kesit kalınlığı azaltılır
E) MRG yerine BT önerilir
K-space
• Sekans elde edilirken, sayısal MR sinyallerinin
biriktiği “geçici görüntü deposu”
• K-space dolduğunda görüntünün son haline
ait tüm veri mevcut
K-space
faz
frekans
K-space
K-space
• K-space’ in merkez kısımları görüntünün
kontrast (ve SNR) bilgisini içerir (=düşük
frekanslı sinyaller)
• K-space’ in dış kısımları ise görüntünün
çözünürlük (kenar keskinliği) bilgisini içerir
(=yüksek frekanslı sinyaller)
k = max
Faz 0
KONTRAST
ÇÖZÜNÜRLÜK
k = min
frekans
Perifer
Tüm
Merkez
www.uib.no
düşük frekanslar
Yüksek frekanslar
Tüm
frekanslar
Soru 11
• K space’ in sadece yarısının doldurularak diğer
yarının bilgisayar tarafından tamamlandığı,
böylece sürenin yarıya yakın azaltıldığı teknik
hangisidir?
A) Rectangular FOV
B) Scan percentage
C) Zero filling
D) Halfscan
E) Shotokan
Soru 11
• K space’ in sadece yarısının doldurularak diğer
yarının bilgisayar tarafından tamamlandığı,
böylece sürenin yarıya yakın azaltıldığı teknik
hangisidir?
A) Rectangular FOV
B) Scan percentage
C) Zero filling
D) Halfscan
E) Shotokan
Half Fourier (Halfscan, Half NEX)
• K-space’ de faz kodlama adımlarının yarısı (!)
elde edilir
• Diğer yarısı matematiksel yöntemlerle
(kompleks konjuge sentez) tamamlanır
• Süre yaklaşık yarı yarıya azalır
• SNR azalması % 30 kadar
• Çözünürlük etkilenmez
k = max
0,625
Faz 0
k = min
frekans
HALFSCAN (HALF FOURIER)
Half Fourier / Halfscan
ky
2
5
6
kx
256
ky
1
2
8
kx
256
tam çözünürlük
Half Fourier (Halfscan)
• NSA (NEX) 1’ den fazla ise half fourier
(halfscan) yerine NSA azaltmak daha uygundur
• Manyetik duyarlılık ve akıma bağlı artefaktlar
belirginleşir
NSA: 1
HS: No
Süre: 2:10
NSA: 1
HS: Yes
Süre: 1:17
NSA: 3
HS: No
Süre: 2:52
NSA: 3
HS: Yes
Süre: 2:36
Soru 12
• K space’ de periferdeki yüksek frekanslı
kısımlara 0 (sıfır) değeri atanarak sürenin
kısaltıldığı uygulama hangisidir?
A) Scan percentage
B) Foldover suppression
C) Rumble in the Jungle
D) Time of flight
E) PRESS
Soru 12
• K space’ de periferdeki yüksek frekanslı
kısımlara 0 (sıfır) değeri atanarak sürenin
kısaltıldığı uygulama hangisidir?
A) Scan percentage
B) Foldover suppression
C) Rumble in the Jungle
D) Time of flight
E) PRESS
Rumble in the Jungle
Scan Percentage
• Reduced matrix (azaltılmış matriks)
• Zero filling
• Image interpolation
Scan Percentage
• K-space’ de merkezden perifere doğru
profiller örneklenir
• En dış kesimlerdeki değerler sıfır olarak atanır
(zero filling)
• Sekans süresi orantılı olarak kısalır
• SNR bir miktar artar (değişimin karekökü ile
orantılı)
Scan Percentage
• Scan percentage uygulandığında çözünürlük
azalır (k-space’ de yüksek frekans değerleri
yok)
• Ringing (Gibbs) artefaktları oluşabilir
• TSE (FSE) sekanslarda %80’ in altındaki
değerlerde görüntülerde bulanıklaşma
oluşabilir
k = max
% 15
Faz 0
% 15
k = min
frekans
SCAN PERCENTAGE (REDUCED ACQUISITION) % 70
ky
2
5
6
kx
256
1
2
8
256
1
2
8
256
azalmış rezolüsyon
Scan
Percentage
% 70
Süre: 1:47
RSL: % 100
Scan
Percentage
% 30
Süre: 0:37
RSL: % 172
Scan
Percentage
% 70
Süre: 1:38
RSL: % 100
Scan
Percentage
% 25
Süre: 0:40
RSL: % 189
Turbo (Fast) Spin Echo
• TSE, Fast spin echo (FSE)
• Temel fark, 90° RF pulstan sonra
k
uzayına birden fazla faz çizgisi doldurulmasıdır.
• 90° puls sonrası belli sayıda 180° RF puls
uygulanır, her 180° pulsta faz kodlama adımı
değiştirilir.
FSE / TSE
• TSE factor (Turbo Factor, Echo train length;
ETL) her 90° RF puls sonrasında taranan k
uzayı satır sayısı=180° RF puls sayısı= elde
edilen eko sayısı
• TSE factor 2-32 arasında değişir
• Echo space (ESP): 180° pulslar arası süre (echo
spacing).
FSE / TSE
• Avantajı spin ekoya göre belirgin kısa sürede
görüntü alınmasıdır. Doku kontrastı spin ekoya
yakındır.
• Özellikle T2 sekansların süresinin
azaltılmasında kullanılır.
FSE / TSE
• Yağ dokusu hiperintenstir.
• (Bebeklerde myelinizasyon değerlendirilmesi için
uygun değil !!!!!!!)
• Kan yıkım ürünleri daha az belirgindir.
• SAR değerleri yüksektir.
• Dual TSE sekanslarda özellikle PD görüntülerde
bulanıklık olabilir.
SE
Süre: 6:16
TSE
Süre: 1:38
TSE fact 15
TSE fact 15
Süre: 1:47
RSL: % 100
TSE fact 35
Süre: 1:16
RSL: % 64
UTSE
• Ultrashort TSE
• TSE faktörü çok yüksek
• ESP çok düşük (4-6 ms)
• SNR daha düşük bir görüntü
• Artefaktlar daha fazla
Paralel Görüntüleme
• Aynı anatomik bölgeden bilgi toplayan birden
fazla yüzeyel sarmal; sonuçta volüm bilgisi
elde edilir
• Sinyal ve çözünürlük bilgisi yeterli
K-space undersampling
K-space domain
C
O
I
L
1
C
O
I
L
2
Katlanmış
görüntüler
Son görüntü
2DFFT / coil
Processing
C
O
I
L
3
C
O
I
L
4
k y 
Raw data
1
FOVy
Rekonstrüksiyon
Son görüntü
Azim Çelik, GE healthcare
• SENSE (ASSET, iPAT) faktörü= 2-4 arası
• Arttıkça, süre orantılı olarak azalır, ancak SNR
de azalır
Paralel görüntüleme
Standart head coil
15 dak
12 kanal iPAT
8 dak
Doç. Dr. Ercan Karaarslan’ ın arşivinden
Antalya

MR Sekansları ve görüntü kalitesi

Transkript

Benzer belgeler