Tomografia

rezonansu

magnetycznego

MRI

(ang. Magnetic Resonance

Imaging) – Obrazowanie rezonansu
magnetycznego:

1. Polega na pomiarze magnetyzacji jądrowej w

określonym elemencie objętości

2. Widma NMR nie zawierają informacji o

przestrzennym rozmieszczeniu jąder w
próbce – stanowią wielkości średnie
sygnałów z różnych miejsc

3. Uzyskanie obrazu dwuwymiarowego jest

możliwe, gdy pole magnetyczne ma stały
gradient wzdłuż jednej z trzech osi
współrzędnych prostokątnych x,y,z

4. Nałożenie się liniowego gradientu pola (g

x

)

na jednorodne pole B

0

daje podział próbki na

elementarne „piksele” prostopadłe do
kierunku gradientu

Każdy wycinek w odległości x od

B

0

ma swój własny warunek

rezonansu równy:

ν = γ (B

0

+ g

x

X)

Selektywne wzbudzenie protonów

Selektywne wzbudzenie protonów w

wydzielonym elemencie próbki, z którego

sygnał NMR jest zbierany i przekształcany w

obraz optyczny – jest to fundamentalna

zasada otrzymywania obrazów metoda

NMR!!!

Włączenie impulsu r.f. powoduje wzbudzenie

protonów tylko w wybranym wycinku wzdłuż osi

x:

Pole magnetyczne

za słabe

Pole

magnetyczne za

mocne

Rezonans występuje tylko w

oznaczonym odcinku!

x

B

0

(x)

1. Dla zobrazowania danej płaszczyzny potrzebny

jest drugi, prostopadły do g

x

gradient g

y.

2. Sygnał FID emitowany przez wzbudzone jądra

daje po transformacji Fouriera obraz cząstkowy,
który stanowi rzut gęstości protonów na kierunek
gradientu g

y

.

3. W praktyce: powtarza się doświadczenie przy

różnych orientacjach gradientu w płaszczyźnie
prostopadłej do B

0

i obejmującej łuk 180

0

.

4. Seria odwzorowań kątowych (zwykle 256 pozycji)

– rekonstrukcja obrazu wycinka za pomocą
standardowego algorytmu rekonstrukcji,
podobnie jak w TK.

5. Na monitorze: 16-stopniowa skala szarości:

• pole czarne – zerowa wartość amplitudy

NMR,

• pole białe – maksymalna wartość.

Obecnie w MRI stosuje się metody

dwuwymiarowej i trójwymiarowej

transformacji Fouriera (2DFT i 3DFT).

METODA 2DFT:

• stosuje się stały gradient G

x

i prostopadły do niego gradient G

y

włączany na przemian z gradientem G

x.

•

G

y

może mieć stałą amplitudę i wzrastający czas działania, albo

odwrotnie.

1. Selektywne wzbudzenie spinów przez impuls 90

0

z

jednoczesnym gradientem G

z

2. Włączenie gradientu G

x

na czas t

x

3. Włączenie gradienty G

y

na czas t

y

– czas ten zwiększamy o stałą

wartość Δt – otrzymujemy serię n kolejnych zapisów

4. Proces ten powtarzamy n-razy dla n równoodległych wartości t

x

,

otrzymując w efekcie macierz n

2

punktów pomiarowych.

METODA 3DFT:

Stosuje trzy gradienty pola włączane kolejno po sobie.

Amplituda sygnału NMR

zależy od:

1. Gęstości protonów.

2. Ich czasu relaksacji.

Aby otrzymać w obrazie informację

o:

1. Gęstości protonów – stosujemy

sekwencję impulsów 90

0

(repeated FID) i

długi czas opóźnienia (T

d

).

2. Czasach relaksacji – stosujemy zamiast

zwykłego impulsu r.f. odpowiednia
sekwencje impulsów, stosowana do
wyznaczenia czasów relaksacji.

WODA

1. Dominujący udział w tworzeniu obrazów NMR

mają protony wody – zatem obrazy te są odbiciem
dystrybucji i struktury wody w różnych tkankach.

2. Woda w żywych tkankach – jako woda „wolna” i

zwiazana z makrocząsteczkami biopolimerów
(zachodzi ciągła wymiana cząsteczek wody).

3. Obserwowane czasy relaksacji protonów są

średnia ważoną obu stanów wody (od 0,1 – 3
sek.). W tk. Nowotworowych są znacznie dłuższe.

Obrazowanie MRI może być przeprowadzone w różnych
sekwencjach:

• obrazy T1-zależne, najlepiej oddające wizualnie strukturę
anatomiczną mózgu, gdzie istota biała jest ukazywana w jasnych
kolorach, zaś istota szara w ciemnych, płyn mózgowo-rdzeniowy,
ropień i guz na ciemno ciemno, a miąższ wątroby na jasno.

• obrazy T2-zależne, na których istota biała ukazywana jest w
ciemniejszych barwach, zaś istota szara - w jaśniejszych, płyn
mózgowo-rdzeniowy, guz, ropień, naczyniak wątroby i śledziona – na
jasno, a wątroba i trzustka – na ciemno..

• FLAIR (ang. Fluid Light Attenuation Inversion Recovery), pewna
modyfikacja sekwencji T2-zależnej, gdzie obszary z małą ilością wody
ukazywane są w ciemniejszych barwach, zaś obszary z dużą ilością
wody - w jaśniejszych. Obrazowanie w tej sekwencji znajduje dobre
zastosowanie w wykrywaniu chorób demielinizacyjnych.

• Obrazowanie dyfuzyjne mierzy dyfuzję molekuł wody w tkance.
Wyróżnia się tutaj następujące techniki: obrazowanie tensora dyfuzji
(ang. DTI - diffusion tensor imaging), które może być zaadoptowane
do obrazowania zmian w połączeniach istoty białej, oraz obrazowanie
zależne od dyfuzji (ang. DWI - diffusion-weighted imaging), które
wykazuje się dużą skutecznością w obrazowaniu udarów mózgu.

Angiografia

rezonansu

magnetycznego.

Skan fMRI przedstawiający

obszary zaktywowane na

pomarańczowo, w tym

pierwotną korę wzrokową

(V1, BA17).

WSKAZANIA DO WYKONANIA BADANIA:

1. Ze strony ośrodkowego układu nerwowego:

• Choroby demielinizacyjne (np. stwardnienie rozsiane).

• Choroby otępienne (np. choroba Alzheimera).

• Nowotwory mózgu trudne do oceny w innych

badaniach.

• Ocena struktur okolicy przysadki mózgowej, oczodołu,

tylnego dołu mózgu.

• Guzy kanału kręgowego.

• Ocena anatomiczna struktur kanału kręgowego.

• Zmiany popromienne w ośrodkowym układzie

nerwowym.

• Zaburzenia neurologiczne o niewyjaśnionej etiologii.

2. Ze strony tkanek miękkich:

• Guzy tkanek miękkich.

• Urazy tkanek miękkich (stawów, mięśni, więzadeł).

3. Ze strony klatki piersiowej, śródpiersia i miednicy:

• Guzy serca.

• Choroby dużych naczyń.

• Guzy płuc naciekające ścianę klatki piersiowej.

• Nowotwory narządów rodnych u kobiet i gruczołu

krokowego (prostaty) u mężczyzn.

INFORMACJE, KTÓRE NALEŻY ZGŁOSIĆ

WYKONUJĄCEMU BADANIE:

1. Przed badaniem:

• Posiadanie rozrusznika serca, metalowych

klipsów na tętniaku w mózgu, lub innych
metalowych części w organizmie.

• Rozpoznanie wcześniej alergii lub wystąpienie

w przeszłości jakichkolwiek reakcji
uczuleniowych na leki lub środki kontrastowe.

• Wyniki wszystkich poprzedzających badań.

• Klaustrofobia.

• Skłonność do krwawień (skaza krwiotoczna) w

przypadku stosowania dożylnych środków
kontrastowych.

2. W czasie badania pacjent powinien

natychmiast zgłaszać:

• Wszelkie nagłe dolegliwości (np. uczucie

klaustrofobii).

• Jakiekolwiek objawy po podaniu dożylnego

środka cieniującego (duszność, zawroty głowy,
nudności).