MR Flashcards
Vilka egenskaper har väteatomerna som gör dem lämpliga att använda för avbildning av organ med MR?
- Väteatomer är särskilt lämpliga för användning i MR av flera skäl, vilket inkluderar deras kemiska egenskaper och deras rikliga närvaro i biologiska system:
- Hög förekomst: väte är det vanligaste grundämnet i kroppens vävnader. H2O innehåller väteatomer, och kroppen består till stor del av vatten. Detta gör väteatomer rikligt förkommande i de flesta biologiska vävnader, vilket är viktigt för att erhålla hög bildkvalitet i MR.
- Enkel kärnspinn: väteatomer har en enkel proton i kärnan. Denna proton har en positiv ladnning och är känslig för magnetiska fält, vilket är grunden för MR. När en stark magnet appliceras, kommer väteatomernas protoner att reagera och skapa MR-signaer.
- Hög rörlighet: protonerna i väteatomer är fria att rotera och röra sig, vilket göt dem lämpliga för att avbilda rörliga strukturer, som hjärtat och blodflödet.
- Variabel energinivå: protonerna i väteatomer kan absorbera och emittera energi i form av radiovågor vid specifika frekvenser när de är utsatta för ett starkt magnetfält. Detta är kärnan i MR-tekniken, där man skapar bilder genom att mäta denna energiutväxling.
- Ingen joniserande strålning: MR använder inte joniserande strålning (som röntgenstrålning) för att generera bilder. Istället är det en ickeinvasiv bildgivningsmetod som inte innebär någon risk för joniserande strålningsrelaterad skada.
Larmorfrekvens
Är den specifika frekvens vid vilken protoner roterar eller processerar i det externa magnetfältet. Den beror på styrkan av det externa magnetfältet och egenskaperna hos protonen. Larmorfrekvensen är unik för varje atom eller isotop och stiger linjärt med ökande magnetfältstyrka. För protoner (1H) i en 1,5 tesla magnet, ligger Larmofrekvensen vid cr 63,87 MHz.
Protonspinn
Är en intrinsisk egenskap hos protonen, som är en subatomär partikel. Protonen har en kvantmekanisk egenskap som kallas ”spinn”, vilket inte har någon analogi i den klassiska fysiken. Spinn är en kvantiserad egenskap och ger protonen ett magnetiskt moment. Denna egenskap är avgörande för att protoner kan reagera på och precessera i ett externt magnetfält och därmed vara användbara för MR-bildgivning.
Protonprecession
Är rörelsen eller rotationen av protonernas magnetiska moment omkring den externa magnetfältlinjen vid larmorfrekvensen. När protoner utsätts för magnetfältet, tenderar de att rätta in sig med det externa magnetfältetes riktning och börja precessera kring det.
Vad händer när styrkan på det yttre magnetfältet Bo ökas och vilka för och nackdelar finns det med starkare magnetfält?
- Fördelar: bättre bildkvalite, förbättrad upplösning och minskad mätningstid.
- Nackdelar: kostnad, begränsad tillgänglighet, säkerhet och kontraindikationer och ökad känslighet för rörelse.
Hur ser MR- utrustningen ut, vilka är utrustningens ingående delar och vad är de olika delarna till för?
- MR är avancerad medicinsk bildteknik som används för att skapa detaljerad tredimensionella bilder av kroppens inre strukturer. MR utrustningen betsår av flera viktiga komponenter som är:
- Maganet: kärnan i MR – utrustningen är magneten, som genererar det starka magnetfältet (mäts ofta i tesla) som krävs för att påverka protonerna i kroppen. Magnetens styrka varierar, vanligtvis från 1,5 till 7 tesla i klinska MR- system.
- Radiovågssändare och mottagare: dessa komponenter används för att skapa och registerera radiovågor. Radiovågssändaren skicka ut pulserade radiovågor i riktning mot patienten för att påverka protonernas spinn. Radiovågsmottagaren är ansvarig för att detektera de utstrålande radiovågorna från protonerna efter efter att de precesserar i det starka magnetfältet.
- Gradientspolar: är mindre magnetiska spolar som används för att skapa gradientfält i de tre dimensionerna (x,y och z) i rymden. Dessa gradientfält hjälper till att positionera protonerna inom MR- avbildningen och skapar olika faser och rymdinformation som behövs för att bilda bilder.
- Säng och patientbord: patienten placeras på en säng eller ett patientbord som är försedd med en rörlig mekanism.
- Dator och programvara: datorer och specialiserad programvara används för att styra MR-undersökningen, behandla data och generera de slutliga bilderna.
- Koilmottagare: mottagningskablar och antennar (spolar) placeras nära det området som undersöks. Dessa koiler används för att förbättra känsligheten och samlar in signaer från det specifika området som avbildas. Det finns olika typer av koiler för olika delar av kroppen.
- Operatorpanel: MR- operatören använder en kontrollpanel för att övervaka patientens status, justera inställningar och övervaka undersökningen.
- Rumsanläggning: en MR- avdelning är också utformad för att vara säker och bekväm för patienten, inklusive belysning, ventilation och ljudsystem.
Hur är syftet med RF- pulsen?
Syftet med en radiofrekvenspuls i MR är att påverka protonernas spinn och förbereda dem för bildskapande. RF-pulsen är kort, kontrollerad radiovågspuls som används i MR för att manipulera magnetiseringen av protoner i kroppen.
Vilka avväganden måste tas i beaktande när RF-pulsen väljs?
Valet av radiofrekvenspuls (RF-puls) i MR innebär flera avväganden som måste tas i beaktande för att uppnå önskande bildresultat. Några viktiga överväganden kan vara: pulsens frekvens och amplitud, pulstid och repetitionstid (TR), pulstyp och sekvens, magnetfältets styrka, koilmottagare och kroppsdelen som avbildad och patientens hälsa och bekvämlighet.
Hur ser MR-signalen ut och hur uppkommer den?
- MR genererar signaler som används för att skapa bilder av kroppens inre strukturer. MR- signalen är en tidsberoende radiokvot som erhålls från protonerna i kroppens vävnader.
- Utseende av MR-signalen:
- MR – signalen visas som en kurva som varierar över tid. Signalen har två huvudkomponenter: amplituden och fasen. Amplituden av signalen representerar signalens styrka, medan fasen relaterar till den specifika positionen för protonerna i rymden.
- Hur MR- signalen uppkommer:
- Påverkan av protoner med RF-puls: innan en MR -undersökning startar, utsätts kroppens vävnader för en RF-puls. Denna pulsfunktion inverterar tillfälligt protonernas magnetiska spinn i förhållande till det starka magnetfältet (B0). Protonerna överför energi från RF-pulsen och ändrar sitt magnetiska tillstånd.
- Återhämtning av protonspinn: efter att RF-pulsen är avslutad, börjar protonerna återvända till sitt grundtillstånd genom att släppa ut den absorberade energin som en radiokvot.
- Signalinsamling med koilmottagare: signalen som utstrålas av protonerna fångas av mottagarkoiler som är placerade nära området som avbildas. Denna signal innehåller information om de magnetiska egenskaperna hos vävnaden, inklusive signalens amplitud och fas.
- Tidsberoende datainsamling: mottagna signaler mäts över tid, och varje mätning representerar signalen vid en specifik tidpunkt. Datainsamlingen är tidsberoende eftersom protonerna återgår till sitt grundtillstånd över tiden.
- Signalbehandling och Fourier-transform: de insamlade dataserierna genomgår signalbehandling, inklusive en matematisk operation kallad Fourier-transform. Detta omvandlar den tidsberoende data till frekvensdomänen och generar ett spektrum av frekvenskomponenter.
- Bildskapande: de resulterande frekvenskomponenterna används för att skapa MR-bilder. Genom att kombinera information från olika rymd- och faskomponenter kan man konstruera tvärsnittsbilder av kroppens vävnader.
T1- Relaxation (longitudinell Relaxation):
- T1–relaxation mäter tiden det tar för protoner att återgå till sitt termiska jämviktstillstånd längs magnetfältets (B0) riktning. Detta sker efter att protonerna gar påverkats av en radiofrekvenspuls och är omkastade i sitt magnetiska spinn.
- T1- relaxation påverkas av egenskaperna hos vävnaden och dess omgivning. Faktorer som bidrar till T1-relaxation inkluderar vävnadens densitet och fuktighet. Mer dens vävnad kommer att ha kortare T1-relaxationstider.
- Under T1-relaxation återvänder protonerna gradvis till sitt termiska jämviktsläge längs B0- riktningen. Detta genererar en signal som avtar med tiden. Protoner med kortare T1- relaxationstider återgår snabbare till jämvikt och ger en starkare signal, medan protoner med kängre T1- relaxationstider tar längre tid att återvända till jämvikt och ger en svagare signal.
- T1- relaxation påverkar kontrasten i T1-vägda MR -vilder, där olika vävnader har olika T1-relaxationstider och därigenom olika signalstyrkor.
T2-relaxation (Transversell Relaxation):
- T2-relaxation mäter tiden det tar för protoner att dekoherera eller tappa sin fasrekation i det tvärskärda planet i förhållande till B0. Detta resulterar i att protonspinnen vlir oordnade i detta plan.
- T2-relaxation påverkas av vävnadens struktur och rörlighet. Vävnader med många små ginder, som celler och vätskefyllda utrymmen, kan ha kortare T2-relaxationstider eftersom protonerna interagerar med dessa hinder.
- Under T2-relaxation tappar protonerna gradvis sin kohärens och de genererar en signal som minskar i amplitud över tiden. Protoner med längre T2-relaxationstider bevarar sin fasrelation längre och ger en starkare signal.
- T2-relaxation påverkar kontrasten i T2-vägda MR-bilder, där olika vävnader har olika T2-relaxationstider och gärigenom olika signalstyrkor.
Vad ser man i en T1-viktad bild, vad blir mörkt respektive ljust och varför?
I en T1-viktad MR-bild ser man olika vävnader och strukturer i kroppen med olika kontraster, beroende på deras T1-relaxationstider. T1-viktade bilder ger information om strukturer och kontraster som är särskilt användbara i mediscinsk diagnostik.
Vad man ser i en T1-viktad bild:
- Cerebrospinalvätska (CSF) är generellt mörk i T1-viktade bilder. Detta inkluderar områden som hjärnventriklar och ryggmärgskanalen. CSF har en relativ kort T1-relaxationstid och ger därför en svag signal.
- Fettvävnad är ljus i T1-viktade bilder. Fett har också en kort T1-relaxationstid och ger en stark signal. Detta gör att fettvävnad kan skiljas från andra vävnader.
- Muskelvävnad kan vara medelgrå eller ljus i T1-viktade bilder beroende på musklens innehåll av fett och vatten. Muskler har en blnadning av korta och längre T1-relaxationstider.
- Grå och vita hjärnsubstans skiljer sig åt i T1-viktade vilder. Grå substans, som innehåller neuroner, är ofta medelgrå. Vit substans, som består av nervfiberbanor, kan vara ljusare än grå substans.
- Kontrasämnen som används för att dörbättra synligheten av vissa struktrurer, som blodkärl eller tumörer, kan ha en särskild signatur i T1-viktade bilder.
- Varför vissa områden är mörka och andra ljusa:
- Kontrasten i T1-viktade bilder beror på hur olika vävnader och strukturer har olika T1-relaxationstider. Vävnader med kortare T1-relaxationstider genrerar starkare signaler och ser ljsare ut i bilden, medan vävnader med längre T1-relaxationstider ger svagare signaler och ser mörkare ut.
- Mörkheten i CSF i T1-viktade bilder beror på dess korta T1-relaxationstid, vilket gör att den återrgår snabbt till sitt jämviktsläge efter att ha påverkats av en RF-puls.
- Ljusheten i fettvävnad beror på dess korta T1-relaxationstid och snabba återgång till jämviktsläget.
- Skillanden i T1-relaxationstider mellan olika vävnader gör att MR-systemet kan skapa kontraster i bilden som gör det möjligt att särksilja och indentifiera olika vävnader och strukturer.
Vad ser man i en T2-viktad bild, vad blir mörkt respektive ljust och varför?
I en T2-viktad bild ser man olika vävnader och strukturer i kroppen med olika kontraster, beroende på deras T2-relaxationstider. T2-viktade bilder ger information om struktrer och kontraster som är användbara inom medicinsk diagnostik.
Vad man ser i en T2-viktad bild
- CSF är generellt ljus i T2-viktade bilder. CSF har en relativt lång T2-relaxationstid och ger därför en stark signal.
- Fettvävnad kan vara medelgrå eller mörk i T2-viktade bilder. Fett har en blandning av korta och längre T2-relaxationstider.
- Muskelvävnad är ofta mörk i T2-viktade bilder, särskilt om den inte innehåller mycket fett. Muskler har vanligtvis korta T2-viktade bilder. Grå substans är ofta mörk, medan vit substans kan vara ljsare än grå substans.
- Vätskefyllda cystor och vävnader kan vara ljusa i T2-viktade bilder, eftersom de innehåller vätska med långa T2-relaxationstider.
- Blodkärl kan vara mörka i T2-viktade bilder, särskilt om de är fyllda med syrerikt blod.
- Varför vissa områden är mörka och andra ljusa:
- Konstraten i T2-viktade bilder beror på hr olika vävnader och strukturer har olika T2-relaxationstider. Vävnader med längre T2-relaxationstider genererar starkare signaler och ser ljusare ut i bilder, medan vävnader med kortare T2-relaxationstider ger svagre signaler och ser mörkare ut.
- Ljusheten i CSF i T2-viktade bilder beror på dess långa T2-relaxationstid, vilket gör att den tar längre tid att dekoherera och tappa sin fasrelation i förhållande till B0.
- Mörkheten i muskelvävnad beror på dess korta T2-relaxationstid, vilket gör att den dekoheraras snabbt.
- Skillanden i T2-relaxationstider mellan olika vävnader skapar kontraster som gör det mörjligt att särskilja och indentifiera olika vävnader och strukturer i bilden.
