Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Obrazowanie funkcjonalne. METODY WIZUALIZACJI I PRZYŻYCIOWEJ ILOŚCIOWEJ OCENY LOKALNEGO POZIOMU METABOLIZMU I LOKALNEGO PRZEPŁYWU KRWI W MÓZGU Metody.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Obrazowanie funkcjonalne. METODY WIZUALIZACJI I PRZYŻYCIOWEJ ILOŚCIOWEJ OCENY LOKALNEGO POZIOMU METABOLIZMU I LOKALNEGO PRZEPŁYWU KRWI W MÓZGU Metody."— Zapis prezentacji:

1 Obrazowanie funkcjonalne

2 METODY WIZUALIZACJI I PRZYŻYCIOWEJ ILOŚCIOWEJ OCENY LOKALNEGO POZIOMU METABOLIZMU I LOKALNEGO PRZEPŁYWU KRWI W MÓZGU Metody wykorzystujące jądrowy rezonans magnetyczny 1.MRJ: techniki diffusion weighted imaging i pochodne (mapy współczynnika dyfuzji, tensor dyfuzji etc) 1.Zastosowanie tensora dyfuzji 2.Czynnościowe obrazowanie oparte o dyfuzję 2.MRJ: perfusion weighted imaging 3.fMRJ TECHNIKA BOLD (blood oxygenation level dependent) 4.Zlokalizowana spektroskopia MRJ Metody z użyciem izotopów i znakowanych nimi substancji 1.SPECT (Single photon emission computed tomography) 2.PET (positron emission tomography)

3 Podstawy MRJ zasadnicza terminologia Niezerowy spin jądrowy: 1H, 13C, 15N, 17O,19F, 23Na i 31Pspin Magnetyzacja podłużna Równanie precesji Larmora Cewka radiowej częstotliwości (RF) Sygnał zaniku swobodnej indukcji FID Relaksacja podłuzna spin-sieć (stała czasowa T1) Relaksacja poprzeczna spin-spin (stała czasowa rozfazowania - T2) Echo spinowe Częstość precesji Larmora = B Częstość precesji dla wodoru przy 1T = 42,58 MHz

4 Relaksacja namagnesowania po wyłączeniu impulsu 90 o Relaksacja składowej poprzecznej –> utrata koherencji Powrót M do kierunku równoległego do B o

5 Czasy relaksacji T 1 i T 2 Składowa poprzeczna ze stałą czasową T 2 Składowa podłużna M L wraca do M ze stałą czasową T 1 Oddziaływanie spin-sieć Oddziaływanie spin-spin

6 Zasada i sposób wywołania echa spinowego

7 czas repetycji (TR) jest to czas, który upływa pomiędzy jednym a drugim (kolejnym) impulsem π/2 czas echa (TE). jest to czas jaki upływa od impulsu π/2 do pojawienia się echa a określa się go poprzez ustalenie czasu w jakim podany będzie impuls π, który wyznacza połowę TE. T1 waha się od 300 do 3000 msek T2 dobierany jest w granicach 30 do 150 msek.

8 T1 = czas relaksacji podłużnej, T2 = czas relaksacji poprzecznej. T1 waha się od 300 do 3000 msek T2 dobierany jest w granicach 30 do 150 msek. Spiny rozfazowują się na skutek: a) niejednorodności pola magnetycznego oraz (leczymy to echem spinowym) – b) przez wzajemne oddziaływania spinów (oddziaływanie spin-spin). FID odzwierciedla wirujacy WEKTOR MAGNETYZACJI

9 Podstawowe typy kontrastu Uzyskiwane dobieraniem różnych czasów tzw. repetycji (TR – między impulsami π/2) i czasem echa (TE – impulsy π) –Ważenie T1 –Ważenie T2 –Ważenie PD (gęstością protonową) Uzyskiwane dodatkowymi silnymi gradientami (dyfuzyjnymi przed i po impulsie π) –Ważenie Dyfuzją (DW)

10 ZASTOSOWANA SEKWENCJA JAKI RODZAJ KONTRASTU OTRZYMAMY W REZULTATACIE TR dłuższy (np msek.) TE krótszy (np. 20 msek.) Ważenie PD (od. ang. proton density, = gęstość protonowa) TR krótszy (np. 500 msek.) TE krótki (np. 20 msek.) Ważenie T 1 TR dłuższy (np msek.) TE dłuższy (np. 100 msek.) Ważenie T 2

11 Orkiestracja impulsu RF i gradientów G y – gradient kodowania w fazie G x – gradient odczytu (readout gradient) (FID) = gradient kodowania w częstotliwości FID odczytywany czyli w fazie trwania gradientu odczytu

12

13 Obrazowanie dyfuzji MR Kontrast DW (Diffusion weighted images) Anizotropia dyfuzji Tensor dyfuzji Fibertracking

14 równanie dyfuzji Einsteina-Smoluchowskiego Einstein Albert –"Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen" ("On the Motion--Required by the Molecular Kinetic Theory of Heat--of Small Particles Suspended in a Stationary Liquid") Annalen der Physike, 17, Von Smoluchowski Maryan –Zur kinetischen Theorie der Brownschen Molekulärbevegung und der Suspensionen Annalen der Physike 21: Dystans dyfuzji 1905 (rocznica w 2005 !)

15 Przedrzemaliśmy w letargu wiele dziesiątków lat, podczas, gdy świat pędził dalej w szalonym tempie. Czas najwyższy żebyśmy się zorientowali, że żyjemy w XX wieku, i żebyśmy sobie kuli broń, którą walczy się w czasach dzisiejszych, t.j. wyszkolenie w naukach ścisłych, znajomość praw przyrody, umiejętności techniczne, obrotność gospodarską." /M. Smoluchowski/ Von Smoluchowski Maryan ( ) Profesor uniwersytetu we Lwowie (od 1900) i UJ (od 1913). XXI

16 15 sek 1 min 4 min 16 min

17 Współczynnik D dla swobodnej dyfuzji wody w temp. 37 o C* wynosi 3 x m 2 /sek (3 x mm 2 /sek) co daje przeciętny dystans dyfuzji 17 m na 50 ms * dla temp. pokojowej 20 o C* D = 2,2 x mm 2 /sek Cząsteczka wody w czasie 50 msek podróżuje ok. 10 m (Le Bihan i wsp. JMRI 13:534; 2001) Z rozkładu Gaussa wynika, że ok. 32% molekuł przesunęło się o co najmniej taki dystans a tylko 5% osiągnęło więcej niż 34 m (2x więcej)

18 SE DTI sequence

19 Restrykcja i anizotropia dyfuzji Wykorzystując restrykcję dyfuzji w MRJ możemy zejść z rozdzielczością obrazowania do poziomu komórkowego nie ingerując w procesy chemiczne i metaboliczne ! restriced diffusion 1974 (Cooper, Chang, Young i wsp.)

20 Przesunięcie fazy magnetyzacji poprzecznej wywołane gradientem dyfuzyjnym wzdłuż osi z jest dane wzorem: G = wartość gradientu = współczynnik magnetogiryczny δ = czas trwania impulsu Sekwencja Stejskala-Tannera

21 Następny gradient dyfuzyjny w tej samej osi z po pulsie 180 o ( ) powoduje odwrotne przesunięcie fazy magnetyzacji poprzecznej:

22 Zdefazowanie netto po obu gradientach w osi z wyniesie: 21,5 ms

23 [s/mm 2 ]

24 IZOTROPIA – ANIZOTROPIA Jeśli dyfuzja jest izotropowa - wystarczy skalarna wartości współczynnika dyfuzji ADC Jeśli dyfuzja jest anizotropowa - konieczne wskazanie jej wartości w różnych kierunkach w przestrzeni np. dla trzech ortogonalnych osi układu laboratoryjnego x,y,z, Stosując sekwencje dyfuzyjne w odpowiednich gradientach dla poszczególnych osi możemy obliczyć odpowiednio współczynniki dyfuzji: ADC x ADC y ADC z

25 Rdzeń kręgowy sag ref, DW, ADC (apparent diffusion coefficient)


Pobierz ppt "Obrazowanie funkcjonalne. METODY WIZUALIZACJI I PRZYŻYCIOWEJ ILOŚCIOWEJ OCENY LOKALNEGO POZIOMU METABOLIZMU I LOKALNEGO PRZEPŁYWU KRWI W MÓZGU Metody."

Podobne prezentacje


Reklamy Google