MRT: sequenztypen, schichtwahl und ortskodierung

zeitlicher ablauf von einstrahlen der hochfrequenz, datenakquisition und magnetfeldgradientenschaltungen

• spin echo

• gradienten echo

• spin echo

• turbo spin

• inversion recovery

• gradienten echo

• echo planar imaging

spin-echo-sequenz: skelett-muskel-system und schädel

• nach einem 90 grad impuls wird nach der halben echozeit ein 180 grad impuls geschalten

  • zum zeitpunkt des auslesens erhält man dadurch ein maximum an signal

• kann für t1, t2 und pd-gewichtete aufnahmen verwendet werden

• relativ unempfindlich gegenüber magnetfeldinhomogenitäten (dadurch weniger artefakte)

relativ lange messzeit

1. 90 grad anregungsimpuls (aus Mz wird Mxy)

2. rephrasiuerungsimpuls (180 grad)

   1. richtungsänderung der protonen

3. messen des signals nach bestimmter TE

   1. danach von Mxy und Mz

4. Nach TR: nächster anregungsimpuls

• richtungsänderung der protonen

• ausgleich der phasendifferenz, wodurch die geschwindigkeitsdifferenzen von den unterschiedlichen gewebstyüen ausgeglichen werden

  • höhere signalhomogenität

  • gewebe besser zuzuordnen

während einer tr zeit werden mehrere tes untergebracht, also mehrere echos gemessen, ansonsten ist es wie die spin echo sequenz

spin echo sequenz

turbo spin echo sequenz

• nach jedem 180 grad impuls wird ein echo gemessen

  • jedes echo wird in einer zeile des k-raums gemessen

echozuglänge

zahl der umkehrimpulse (anzahl der messungen innerhalb einer tr)

verkürzung der messzeit um die hälfte

• schnellere messzeit

• weniger bewegungsartefakte als in der spin echo sequenz

bildschärfe und signalstärke geht mit jedem echozug verloren

1. 90 grad anregungsimpuls

2. 180 grad umkehrimpuls

3. nach bestimmter te wird signal gemessen

4. wiederholung: dephrasiuerung, rephrasierung und messen nach te

5. nach tr: nächster anregungsimpuls

verschiedene gewebsarten auszulöschen

• ähnelt spin echo, nur das vor dem 90 grad impuls ein zusätzlicher 180 grad umkehrimpuls stattfindet

• TI: nach bestimmter zeit beginnt die eigentliche messung mit dem 90 grad anregungsimpuls

• gesamte longitudinale magnetisierung wird um 180 grad gedreht (transversalmagnetisierung)

time of inversion

von welchem gewebe das signal unterdrückt wird

• FLAIR

• STIR

fluid attenuated inversion recovery

-> schädel

short time inversion recovery

-> wirbelsäule

2000ms

100 bis 150ms

lange TI, unterdrückung des signals von flüssigkeiten (wasser)

kurze TI, unterdrückung des signals von fett

1. anregung aus mz wird mxy

2. dephrasierung

3. rephrasierung

4. messung

1. 180 grad impuls

   1. mz wird zu m-z

2. mz kippt, bestimmte TI wird gewartet

   1. signale die unterdrückt werden verbleiben in der xy-ebene - längsmagnetisierung (bzw m-z)

3. 90 grad anregungsimpuls - transversalmagnetisierung

4. 180 grad impuls, richtungsänderung der protonen

5. signalmessung nach bestimmter TE

6. nach TR: nächster anregungsimpuls

• angiographie

• atem-anhalte techniken

• es wird auf den 180 grad impuls verzichtet

• kleinerer anregungsimpuls wird verwendet

• rephrasierung durch umpolung der gradienten

• kürzere te und tr gewählt werden

• sar sinkt

kein ausgleich von magentfeldinhomogenitäten

vom flipwinkel abhängig

• bis 45 grad: T2

• ab 60 grad: T1

• macht atem-anhalte-technik möglich

• geringere SAR

• weniger bewegungsartefakte

• zeitersparnis weil kleinerer anregungsimpuls

• mehr suszeptibilitätsartefaakte

• nicht ratsam bei patienten mit metallartefakten

• mehr periphere nervenstimulationen möglich

1. anregungsimpuls kleiner als 90 grad

2. schnelle änderung der gradientenpolarität

   1. manipulierung der dephrasierung weshalb sie schneller geht (B0 wird inhomogen)

3. signal wird nach bestimmter TE gemessen

4. nach TR: nächster anregungsimpuls

echo planar imaging

echo planar imaging

• nach einer einzigen anregung werden alle daten pro schicht in der GE-technik gesammelt; keine zwischenzeitliche messung der TE in einer schicht sondern als gesamtes bild

• gradientenumpolung

• besonders gut für erfassung physiologischer parameter hirnbildgebung

• stark reduzierte messzeit

• geringere bewegungsartefakte (weil höhere sensititvität)

• geringere schichtanzahl pro TR

• reduzierte detailauflösung (weil kleine matrix)

1. anregungsimpuls kleiner als 90 grad

2. ständige änderung der gradientenpolarität ohne zwishcenzeitliche TE messung

3. unter verwendung eines anregungsimpulses wird ein ganzes bild ausgelesen

• zuordnung, woher das signal aus dem körper kommt

• erfolgt in drei ebenen

1. schichtwahl: z-Gradient wird angelegt während der anregung

   1. mit bestimmter frequenz werden nur die spins innerhalb einer bestimmten schicht angeregt

   2. lamorfrequenz entlang z-achse ortsabhängig; alle spins gleich schnell

2. phasenkodierung: y-gradient wird angelegt zwischen anregung und auslesen

   1. lamorfrequenz oben, einige spins schneller als andere

   2. jede zeile phasenvorsprung

   3. magnet nimmt von oben nach unten ab

3. frequenzkodierung: anlegen x-gradient während auslesevorgang

   1. messen des gesamten frequenzspektrums

   2. jede spalte kann durch frequenz eindeutig identifieziert werden (spins wieder gleich schnell, aber unterschiedlicher vorsprung)

   3. magnet nimmt von links nach rechts zu

• problem: magnetfeld ist über den ganzen körper homogen

• lösung: einschalten zusätzlicher magnetfelder um das hauptmagnetfeld zu überlagern und somit inhomogen zu machen

  • dadurch lassen sich die spins anregen wenn der hf-impuls ihrer lamorfrequenz entspricht

• räumlich veränderliches magnetfeld, welches zum grundfeld bei bedarf hinzugeschaltet werden kann

  • sorgt für eine zu- oder abhname des magnetfeldes in eine bestimmte richtung

• schichtwahlgradient: zeitgleich mit HF

• phasenkodiergradient: zwischen anregung und messung

• frequenzgradient: zeitgleich messung

durch die gradienten kann man die schichtebenen beliebig im raum positionieren und außerhalb der schicht bleiben die spins vom hf-impuls unbeeinflusst

1. schichtwahl: x gradient / transversal

2. phasenkodierung: y gradient / coronar

3. frequenzkodierung: z gradient / sagittal

• wechsel der gradientenstärke

• änderung der freuenzbandbreite

• stärkere gradientenstärke: dünnere felder

• geringere: dickere felder

• kleinere frequenzbandbreite: dünnere schichten

• größere: dickere schichten

• z-gradient wird angelegt während der anregung wodurch es zur änderung der magnetfeldstärke kommt

  • änderung präzessionsfrequenz (dadurch entsteht die ortsabhängige lamorfrequenz)

  • lamorfrequenz entlang z-achse ortsabhängig und die spins haben eine eigene lamorfrequenz

• mit einer bestimmten frequenz werden nur die spins innerhalb einer bestimmten schicht angeregt

  • angrenzende schichten besitzen andere resonanzfrequenten und werden nicht beeinflusst

• anlegen eines y-gradienten zwischen der anregung und dem signalauslesen (TE)

• lamorfrequenz ist oben, einige spins sind schneller als andere

  • phasenverschiebung

  • jede horizontale zeile erhält einen phasenvorsprung der sie eindeutig identifieziert

• bei ausschalten bleibt die phasenverschiebung

• gradient von oben nach unten (nimmt ab)

abstand vom nulldurchgang von zwei verschiedenen schwingungen

jede zeile erhält einen phasenvorsprung der sie eindeutig identifiziert (da die präzessionsfrequenz beeinflusst wurde)

MHz

frequenzbereich in dem elektrische signale mit einem bestimmten amplitudenabfall empfangen werden

mehr informationen in einer zeiteinheit

zahl der schwingungen pro zeitintervall

• anlegen x-gradient während auslesevorgangs

• signalmessung: ganzes frequenzspektrum wird gemessen

  • jede spalte kann durch ihre frequenz identifiziert werden (jede spalte erhält eigene präzessionsfrequenz)

• durch frequenz und phase ist jedes voxel eindeutig charakterisiert