Samenvatting MRI: semester 1, periode 1

Samenvatting MRI: semester 1, periode 1

Hoofdstuk 3: Het MRI-signaal
Bij MRI worden afbeeldingen gemaakt met magnetische eigenschappen van waterstofkernen.
Kern waterstofatoom bestaat uit één proton.
Proton= positief geladen deeltje: draait continu om eigen as= kernspin
Magnetisch veldje moet je zien als vector
Vector= grootheid met grootte én richting.
Buiten veld MRI-scanner is richting magnetische veldje rond waterstofkernen willekeurig waardoor er
geen nettomagnetisatie is.
Nettomagnetisatie= de som van alle individuele magnetische veldjes van waterstofkernen.
Externe veld = het magnetische veld als alle individuele magneetjes zich hier naar richten.
Precessie= kernspins gaan ronddraaien om magnetische veld
Protonspins behouden snelheid en blijven precesseren.
Hoe snel ze ronddraaien hangt af van magnetische veldsterkte.
Precessiefrequentie= het aantal ronddraaiingen per seconde.
Kernspins kunnen precessiebeweging uitvoeren in twee posities:
- Antiparallele stand: stabiele positie; meer energie nodig.
- Parallele stand: stabiele positie
 Spins kunnen van ene naar andere stand overgaan: ze nemen dan energie op/af
Uit fase precesseren= alle spins wijzen andere kant uit.
Magnetisatie in lichaam meten: toedienen energie in vorm elektromagnetische radiofrequentiepuls
(RF-puls):
Resonantie= uitwisseling van energie tussen radiogolven en protonspins, als frequentie radiogolven
gelijk is aan precessiefrequentie van protonspins.
Protonspins proberen zich te richten naar elektromagnetische veld van radiogolf (B 1) en gaan
daardoor in fase precesseren.
Excitatie= verschijnsel dat protonspins overgaan naar hoger energieniveau.
Door excitatie is er magnetisatie ontstaan in xy-vlak, loodrecht op oorspronkelijke magnetisatie in z-
richting. -> kunnen we meten.
Longitudinale magnetisatie= het effect dat het grootst is als magnetisatie in z-richting geheel
verdwijnt. -> gebeurt als helft van overschot aan parallelle spins overgaat naar antiparallelle richting.
Transversale magnetisatie= ontstaan zo groot mogelijke magnetisatie in xy-vlak.
Netto-magnetisatie is dan 90 graden gedraaid, door de 90*-puls.
Er moet voor 90*-puls precies zoveel energie worden toegediend als dat er geen overschot meer is
van parallel gerichte protonspins.

Inductie= verschijnsel dat bewegende lading een magnetisch veld genereert of andersom.
FID-signaal (free induction decay)= verkregen signaal door ronddraaiende nettomagnetisatie
waardoor elektrische stroom wordt geïnduceerd in antenne. -> sterkte signaal neemt snel af door
protonspins na stoppen RF-puls weer terugvallen naar oorspronkelijke positie.

SNR (signaal-ruisverhouding) -> belangrijke factor kwaliteit uiteindelijke MRI-beeld.
Ruis= signaal dat in ontvanger als storing wordt ontvangen.
Parameters die SNR beïnvloeden:
- Magneetveldsterkte
sterker magneetveldGrotere nettomagnetisatiemeer protonspins richten parallel aan
magnetisch veldgrotere transversale magnetisatievectorsterker signaalgrotere SNR
- Pulshoek of flip angle

, Signaal het sterkst als longitudinale magnetisatie wordt omgezet in transversale
magnetisatie.
 Bij kleinere pulshoek blijft longitudinale magnetisatie bestaan en is transversale
magnetisatievector kleiner SNR kleiner bij kleinere pulshoek.
- Aantal averages
Hoe meer metingen, des te meer ruis uitgemiddeld.
NSA en NEX zijn parameters die aantal metingen uitdrukken.
 Groter aantal averages verbetert SNR.
- Resolutie
In grote voxel meer waterstofprotonen dan kleine voxel.
 Hoe meer protonen, dus hoe groter voxels, des te sterker het totale signaal-> SNR groter.
- Antenne (spoel/coil)
Kwaliteit, vorm en afmeting van spoel bepalen kwaliteit van ontvangen signaal.
Ontvanger signaal= bodycoil.
 Hoe kleiner de spoel, des te groter de SNR.

Hoofdstuk 9: Systeemcomponenten of hardware
Kooi van faraday:
Kooi bestaande uit koperfolie. Zit in de wanden, plafond en vloer van MRI-onderzoeksruimte.
He t is een ruimte volledig van omgeving afgeschermd voor vervuiling door radiofrequenties in de
omgeving.
Als de kooi er niet was, was er geen beeldvorming en zouden er allerlei artefacten te zien zijn.
MRI-systeem werkt met frequentie tussen 8,5 MHz en 128 MHZ.
Penetrationpanel= het kanaal in de kooi waar alle benodigde kabels doorheen komen.

3 soorten magneten:
->Permanente magneten: veldsterkte tot 0,3 tesla, dus lage energieverbruik. Wel groot gewicht, lage
veldsterkte en het systeem kan niet ‘uitgezet’ worden.
->Weerstandmagneten: veldsterkte tot 0,6 tesla. Magneetveld wordt gecreëerd door wikkelingen
waar stroom doorheen loopt die in magneetveld genereren. Voordeel: lichter, eenvoudig uit te
schakelen. Nadeel: groot energieverbruik en grote koelcapaciteit die systeem vergt.
->Supergeleidende magneten: (momenteel meest gebruikt) magneten genereren hoge veldsterkte: 3
tesla. Het zijn vaten gevuld met vloeibaar helium, met temperatuur -273*C. In vaten is buis
gemaakt=bore, waar patiënt in wordt geschoven. In vaten worden wikkelingen gebracht van
materiaal dat bij -273*C geen elektrische weerstand ondervindt. Zo ontstaat magneetveld.
Voordeel: Beeldvorming met hoge veldsterkten, betere SNR.
Nadeel: staan altijd aan, ze kunnen worden uitgezet, maar dat is prijzig.
Om het heliumvat bevindt zich vat met stikstof, dient als isolator.
Coldhead= extra voorziening om systeem te koelen en te voorkomen dat onnodig helium
verdampt(maakt bonkend geluid).
 Hoe homogener de magneet, hoe beter de beeldkwaliteit.

Gradiënten= wikkelingen waarmee primaire veld kan worden aangepast om beeldvorming mogelijk
te maken: een punt in de ruimte 3 coördinaten mee geven: X-(horizontaal),Y-(verticaal) en Z-
gradiënt(lengte van bore).
M.b.v. gradiënten wordt magneetveld aangepast dat ruimtelijke codering kan plaatsvinden. Het
schakelen van de gradiënten gaat met veel kracht waardoor het lawaai maakt tijdens het onderzoek.
Slew rate = snelheid waarmee gradiënt van nul tot maximumamplitude kan stijgen. (mT/m/ms).