PB170087

14    3 Nattędzw w radiologu

- należy pamiętać, że zewnętrzne pole magnetyczne BO występuje zawsze i jest łwrd/o silne. Pb drugie, tracą synchronizację laz wirowania, do której zostały zmuszone pracz impuls radiowy BI. Podczas fdy następuje rozejście się w fazie, silą wewnętrznego poła magnetycznego iak?e maleje. W dalszej części podręcznika te procesy są dokładniej opisane.

Mamy już dowód M u>. Ze protony znajdują się w salami: oczywiście mieliśmy przeczucie. że lak jest. Aby przyjrzeć się plasterkom kiełbasy, musimy przypisać sygnały do lokalizacji w trójwymiarowym układzie współrzędnych.

Umiejscowienie sygnału MR w przestrzeni

Częstotliwość, z jaką się huśtam lub z jaką popycham huśtawkę z moim dzieckiem, zależy między innymi od przyciągania Dońskiego. Częstotliwość Lamom, z jaką możni wzbudzać proton, zależy od siły otaczającego go pola magnetycznego Pola magnetyczne mogą być zbudowane asymetrycznie w taki sposób, że ich sib wzrasta wzdłuż osi. Takie pola są nazywane gradientami.

Gradient Zi Jeśli tuki gradient jest umiejscowiony w zdłuż osi podłużnej osi 7. układu (gradient Z.) (lyc. .V6a), pole magnetyczne narasta wzdłuż ulami, nadając każdemu plasterkowi inną częstotliwość Larmora. Jeśli w tym momencie wyślemy impuls HI. pobudzi on nic całe salami, ale tylko jeden plasterek (en o częstotliwości Larmora impulsu BI (ryc. 3.6b). Pasmo i forma impulsu BI określają grubość wybranego plasterka.

Gradient Y. Po zakończeniu pobudzania impulsu BI dodawany jen drugi gradient wzdłuż osi Y układu (gradient Y). W czasie utrzymywania się lego gradientu protony mają więc różne częstotliwości Larmora. w zależności od tell pozycji na osi Y - oznacza tu. że nbmcująsię z różną prędkością. Zadana fazy utrzymuje się po tym. jak gradient Y jest ponownie wyłączony. Plasterek kiełbasy składa się teraz ze słupków znajdujących się w różnej fazie (ryc. lóc). Aby zilustrować to zjawisko, można tutaj przedstawić następującą analogię. Jeśli trzy różne samochody poruszają się po uzypnsaowej autostradzie i dostosowują się do limitu prędkości, pozostają w równej linia. Po usunięciu ograni-czcma prędkości poruszają Kię z różną szybkością, a odległość pomiędzy nimi zmienia się. Po ponownym wprowadzeniu ograniczenia - porastają się z tą samą prędkością (taka sama częstotliwość Larmora dla protonów), ale przestrzeli tmęd/y nimi (/nuana (a/y) pozostaje niezmieniona Oczywiście odnosi się to jedynie do kierowców przestrzegających przepisów mchu drogowego. Gradient może być skonstruowany tak. aby częstotliwość Larmora po/ostab aiecmienonfl w jednym słupku, kloty w wyniku tego we podlega zmianie fazy. Dzięki temu częstotliwość i faza są takie Mg ag początkowy impuls BI. Podzielimy teraz ten słupek na kostki (voxelc).

Gradient X: Ostatni gradient jest włączony podczas fazy odczytu i UBHjacmwy wzdłuż osi X (gradient X). Dzieli on słupek na kostki, nadając każdej częstotliwość Lar* suaineJM

Mamy teraz pojedyncze kostki (voxcle). których potrzeba-jemy do stworzenia dwuwymiarowego obrazu: wybióroa pobudzoną warstwę, o określone; grubości, oraz słupek wę właściwej fazie, podzielony na kostki o różnych częsty, w ościach Larmora. które mogą by ć przypisane ich lokafr-zacji w układzie współrzędnych, Aby uzyskać obraz, odęty wykonać oddzielne pomiary dla każdego słupka (raęda voxcłi lub pikseli) matrycy obrazu; stąd dla matrycy 256 x 256 voxdi musimy powtórzyć proces 256 razy. Reszta to skomplikowana inżynieria elektryczna.

Analiza sygnału MR

Które zjawiska powinniśmy znać?

Jak to już zostało wspomniane, sygnał MR, mierzony bezpośrednio po impulsie radiowym, szybko zanika. Wyniki I to z następujących zjaw isk:

•    Relaksacja podłużna jest to proces, w którym we-1 wnętrzne pole magnetyczne powraca do pierwotną I orientacji (oś Z) wzdłuż zewnętrznego pola magnctycz- I nego HO. Jest to dosyć szybki proces. Parametrem od- I powiadającym mu jest wartość Tl.

•    Relaksacja poprzeczna - jest to proces utraty sygnału, I wynikający z rozejścia się faz protonów. Wyjściowo otrzymujemy taką sumą częstotliwość rotacyjną i fazę luz po impulsie BI. lecz na różne protony w różnych! lokalizacjach mają wpływ siły magnetyczne sąsiadujących / nimi atomów oraz ogólna wielorodnaść poU,l w wyniku czego tracą swoją synchronizację (tracą wspólny rytm). A oto kolejna analogia dla zilustrowa. nia tego zjawiska. Wyobraźmy sobie orkiestrę smyczkową w ygrywijącą partyturę. Jest lo zespól wyjątkowy I - miizycy słyszą wyłącznic swą własną muzykę i mc widzą nikogo poza dyrygentem. To dyrygent daje sygnał do rozpoczęcia (impuls 131), Gdyby wyszedł zaraz na początku, poszczególni muzycy mogliby kontynuować grę ze swoich nut, jednak brzmienie całej orkiestry szybko utraciłoby harmonię - rozeszloby się w fa/ic. W czasie kiedy loży obrotu protonów ulegają rozejściu się. zmniejsza się sita wewnętrznego pola l magnetycznego. Jest to proces długotrwały - nazywa- i oy relaksacją poprzeczną. Proces ten opisuje się przez | wartość T2.

Jako że wartość T2 informuje nas o otoczeniu protonów, jot I to bardzo ważny parametr. Nietrudno sobie wyobrazić, tc T2 nutóe ram wiele powiedzieć na temat budowy tkanek. I

lyłko jak zmierzyć wartości Tl i T2?

Jeśli jakiś c/as po pobudzeniu impulsu BI zastosujemy dodatkowy impuls radiowy IM⁰. możemy odwrócić oś obracających się protonów i pozwolić im kręcić się w przeciwną stronę w edu wytworzenia echa sygnału. I A oto ostatnia analogia. Jeśli kilku samochodów o różnej i prędkości maksymalnej wyruszy z linii startu ze swą nąj-1 wytt/ą szybkością, zaczną oddalać się od siebie i z czasem odległość ta będzie roała.

!

Jeśli wszyscy kierowcy otrzymają przez radio polecenie jak najszybszego powrotu, dotrą do miejsca startu w tym samym czasie, lak samo jest z naszymi obracającymi się protonami: po impulsie ISO? sygnał wzmaga się ponownie, osiągając punkt kulminacyjny w echu (echu spinowym) sygnału wyj. setowego. Wpływ nieuniknionej wielotodności magnetycz* nej, spowodowanej zewnętrznym polem magnetycznym, jest na szczęście zniwelowany podczas tego procesu.

Różnica między siłą sygnału początkowego i jego echem Informuje nas o a) powrocie wewnętrznego pola magnetycznego w stronę osi Z (Tt; relaksacja podłużna) oraz b) miejscowych niejednorodnościach pola magnetycznego, które nio mogą być zrekompensowane impulsem 180' <T2; relaksacja poprzeczna).

Jeśli potrzebujesz obrazu Tl-zależnego, wytwarzasz impuls 180“ tuż po sygnale pierwotnym. Ponieważ relaksacja podłużna następuje szybko, utrata sygnału odpowiada wtedy Tl. Jeśli potrzebujesz obrazu T2-zalcżncgo, czekasz długo, zanim wyślesz impuls 180°, aby dać czas na rozejście się łozie (relaksacja poprzeczna). Utrata sygnału odpowiada wtedy T2.

Wartości Tl i T2 wody, tkanki tłuszczowej, mięśni i wą-troby znacznie się różnią. Dzięki temu rezonans ma tuk znakomity kontrast tkankowy. Jeśli wzbudzone atomy wodoru pr/emies/c/ąją się poza wzbudzone plasterki przed odczytem (tak dzieje się w przypadku płynącej krwi), nic ma sygnału, który można byłoby zmierzyć; jest to przyczyną tego, że w większości obrazów MR naczynia są czarne. Jeśli jest tylko kilka atomów wodoru (np. w istocie korowej kości lub w ścięgnach), utrzymuje się niski sygnał. Różne środki cieniujące stosowane w MR mogą zmieniać wartości Tl i T2. Najczęściej;używanym składnikiem tych środków jest gadolin.

I W obrazach T1 -zależnych płyn (np. płyn mózgowo-f -rdzeniowy, mocz) jest ciemny, podczas gdy w obra-• zaęh TZ-ząlćżnyćh - jest jasny. Istota korowa kości nie daje sygnału MR. zawsze jest czarna.

3.5 Nasza percepcja

Wynik badań obrazowych (lub zabieg) zależy nie tylko bil sposobu lub techniki jego wykonania. Radiolog, ze swoją wiedzą i doświadczeniem, jest ostatnim ogniwem łańcucha diagnostycznego. Radiolog szuka na obrazie ważnych informacji, postrzega je, klasyfikuje oraz ocenia, aby w końcu postawić (miejmy nadzieję, żc rozsądną) diagnozę. Poszukiwanie, wykrycie i wstępna ocena są głównymi składnikami postrzegania.

ff Bez całościowego i zoptymalizowanego postrzegania f diagnosty każde badanie obrazowe, niezależnie od • stopnia zaawansowania technologii, |ost stratą czasu i pieniędzy, zwiększa także narażenie pacjenta.

Co widzimy najlepiej?

W obrazach diagnostycznych, takich jak mammogramy, należy dostrzec nieprawdopodobnie małe struktury, słabo kontrastujące się. takie jak mikrozwopnienia.

Struktura jest najlepiej widoczna, gdy jest oglądana z takiej odległości, przy której zajmuje ona kąt 5* pola widzenia (ryc. 3.7a)

Stosujemy tę fizjologiczną sztuczkę w codziennej pracy, kiedy zbliżamy się.do obrazu, szukając bardzo małych szczegółów, na tyle, na ile pozwala ukomodacja oka. Ako-modacjn jest oczywiście znakomita u dzieci (gdy pokazują Ci kurtkę papieru, którą masz przeczytać, trzymają ją tuż przed T\voim nosem). Jednakże radiolodzy w słusznym wieku biologicznym muszą mieć szkło powiększające, aby zrekompensować sobie braki w akomodacji Interesujące jest to. żc zjaw isko działa też w drugą stronę duże zmiany, słabo kontrastujące, są lepiej widoczne, kiedy są oglądane przez szkło pomniejszające. Liczba radiologów posługujących się tymi szkłami jest jednak mała. Zwykle oglądają obraz po prostu odsunąwszy się od niego.

To jak dobrze widzimy niewielkie struktury, zależy także od jasności, czyli - jak to nazywają fizycy - gęstości optycznej. Jako typowe zwierzęta stepowe najlepiej dostrzegamy kontrasty w świetle letniego popołudnia. W tej gęstości optycznej nasze czopki pracują w sposób optymalny. a rozproszenie wewnątrzgałkowe jest minimalne. Kiedy sic ściemnia, przestawiamy się na widzenie pręcikowe. Spostrzeganie bardzo obniża się. stąd konieczność lumpki do czytania przy łóżku.

Okna na typowym oddziale można wykorzystywać jako negatoskopy tylko wtedy, jeśli obchód ma miejsce w letnie popołudnie i jeśli nad okolicą jest bezchmurne niebo. Z drugiej strony jednak, późnym wieczorem szeroka publiczność może podziwiać jakość leczenia z parkingu przyszpitalnego.

Ponieważ nasze oko przystosowuje się do jasności całego pola widzenia, obraz nu ncgutoskopic powinien być dobrze zblcndowany. jeśli nie chcemy przeoczyć zmian słabo kontrastowych. Światło w pomieszczeniu (rozproszone) musi być także tak przystosowane, aby zapobiegać powstawaniu odblasków nu obrazie oraz rozszerzeniu się źrenic, gdyż wtedy zwiększa się rozpraszanie wewnątrzgałkowe i aktywacja widzenia pręcikowego.

Rzetelna ocena obrazu wykonanego z ogromną starannością nie może więc być mało znacząca (ryc. 3.7b). Specjalne negatoskopy sterowane komputerowo lub monitory, które iukż.e kontrolują światło w pomieszczeniu, tworzą optymalne wuninki postrzegania (ryc. 3.7c),