1
,INHOUDSOPGAVE
INTRODUCTIECOLLEGE ..................................................................................................................................... 3
FLITSCOLLEGE SE, TSE EN GE ............................................................................................................................ 7
FLITSCOLLEGE BEELDKWALITEIT ..................................................................................................................... 11
FLITSCOLLEGE RUIMTELIJKE CODERING EN K-VLAK ........................................................................................ 16
ZS+PRMOMRI1 .............................................................................................................................................. 20
COMOMRI2 ................................................................................................................................................... 22
LITERATUUR COMOMRI2 ............................................................................................................................... 32
COMOMRI3 ................................................................................................................................................... 34
SAMENVATTING PARALLEL IMAGING ............................................................................................................ 45
ZS+PRMOMRI3 .............................................................................................................................................. 46
BEELDMODULE .............................................................................................................................................. 51
2
,INTRODUCTIECOLLEGE
Protonspin beweging – Proton draait om eigen as.
Precessiefrequentie – Frequentie waarmee proton om externe magneetveld draait.
Menselijk lichaam – groot deel bestaat uit H2O (60-70%), pasgeborenen (>75%) en ouderen (50%)
MAGNEET
• Atoomkernen met oneven aantal protonen
- Waterstofkernen → 1 proton
• Draaiend proton
- Kernspin/ protonspin → door de magnetische lading van de aarde gaat proton spinnen.
• Alle waterstofprotonen in ons lichaam worden aangestuurd door het magnetisch veld van de aarde.
• Draaiende lading
• Elektrische stroom
• Magnetisch veld
PROTON IN MAGNEETVELD
• Magneet in uitwendig magneetveld
- Kernen gaan zich richten: meer parallel dan anti-parallel, want:
▪ Parallel – lage energie
▪ Anti-parallel – hoge energie
• Parallel en anti-parallel heffen elkaar op → klein deel van de protonen zijn
bruikbaar.
• Het verschil tussen het aantal parallele en anti-parallele (veel energie)
protonen heet netto-magnetisatie (Mz)
PRECESSIE
• Larmorvergelijking (= precessiefrequentie)
- 𝜔0 = 𝑦𝐻 𝑥 𝐵0
- 𝛾𝐻 (gyromagnetische ratio) = 42,6 ∗ 106 Hz/T (constante)
- 𝐵0 = 0,2 − 3,0 𝑇 (𝑖𝑚𝑎𝑔𝑖𝑛𝑔)(hoofdmagneetveld)
• Precessiefrequentie = 42,6 * 106 Hz/T x aantal T’s
- Voorbeeld: B0 = 1,5T, yH = 42,6 MHz/T
- Precessiefrequentie = 42,6 MHz/T * 1,5T = 63,86 MHz
RESONANTIE
• Wanneer er een RF-puls wordt uitgezonden met dezelfde frequentie als de precessiefrequentie,
ontstaat er resonantie. Bij een gelijke frequentie is er namelijk energieoverdracht.
• De longitudinale magnetisatie (Z: niet-meetbaar) wordt vervolgens na de RF-puls omgezet in
transversale magnetisatie (meetbaar).
3
,COÖRDINATENSTELSEL
• Z-as parallel → altijd in de richting
van 𝐵0
• X-as loodrecht
• Y-as loodrecht
- X en Y loodrecht richting
verschilt
• Magnetisch veld nu als vector
weergegeven.
NETTOMAGNETISATIE VECTOR (MZ)
RF-PULS
Effect 1 Longitudinale magnetisatie ↓
• Protonen gaan van
parallel naar anti-parallel
• Protonen in fase om z-as
→ excitatie
Effect 2 Synchronisatie → ontstaan van transversale magnetisatie
• RF-puls wordt losgelaten → Transversale magnetisatie gaat terug over naar
longitudinale magnetisatie → dit proces heet: T1-relaxatie
• T2-relaxatie → magnetisatie wordt uit elkaar geduwd (uit fase gaan in y-
richting)
RELAXATIES
• T1 en T2 relaxatie vinden tegelijk plaats
• Wanneer de 1e RF-puls wordt uitgezonden en naar transversaal gaat, en de RF-puls stopt, dan gaat
het weer terug van transversaal naar longitudinaal: ofwel T1-relaxatie.
• Naast dat de protonspins weer omhoog gaan naar longitudinaal, gaan ze ook uit elkaar omdat ze niet
dezelfde kernspins hebben → ze gaan uit-fase lopen: T2-relaxatie.
4
,LONGITUDINALE RELAXATIE
• RF-puls uit → LM ↑
• T1-curve
• Toename longitudinale magnetisatie
• T1 = relaxatietijd waarin 63% van LM is hersteld.
• Vet is veel sneller terug dan water. Vet heeft dus een lage
repetitietijd.
• Als je repetitietijd te hoog (> 1000 ms) wordt krijg je een T2.
TRANSVERSALE RELAXATIE
• RF-puls uit → TM ↓
• Uit fase
• Vet heeft een korte TR en water een lange TR → vet is eerder
hersteld.
• T2-curve: Afname transversale magnetisatie
• T2 = relaxatietijd waarin 37% van TM overgebleven is.
• T2-relaxatietijd is afhankelijk van de echotijd (TE).
VOORBEELDEN RELAXATIETIJDEN
• Water/vloeistoffen - Vet
• Lange T1 + lange T2 - Korte T1 + korte T2
• T1 tijd water = 2500 ms (63%) - T1 tijd vet = 200 ms (63%)
• T2 tijd water = 2500 ms (37%) - T2 tijd vet = 100 ms (37%)
5
,EXCITATIE/ TRANSVERSALE MAGNETISATIE
• Spins krijgen een hogere energie door de RF-puls. Na het loslaten willen ze echter weer terug naar
hun eigen energie. De overtollige energie zet zich om in warmte (Specific Absorption Rate; SAR in
Watt/Kg) en signaal.
• Er wordt gekeken naar de SAR, omdat een patiënt 1 graad opwarmt. → Er wordt daarom dus rekening
gehouden met patiënten met koorts. Ook wordt er rekening gehouden met metalen (stents, etc.)
SIGNAAL
1. RF-puls uitgezonden
2. Excitatie (longitudinale ↓ + ontstaan transversale magnetisatie)
3. Draaiende tranversale magnetisatie
4. Stroom (inductie)
5. Signaal (uit lichaam patiënt)
6. Afbeelding
EXCITATIE/TRANSVERSALE MAGNETISATIE
• Spins krijgen een hogere energie door de RF-puls
- Overtollige energie
▪ Warmte (SAR = Specific Absorption Rate) → opwarming patiënt
o Hogere SAR is meer opwarming
▪ Signaal
• Proton heeft energie van zichzelf, wanneer je energie geeft en deze loslaat gaan de protonen terug
naar hun eigen energie → overtollige energie (warmte en signaal) blijft over en wordt losgelaten →
deze energie (signaal) wordt gemeten → afbeelding
SAMENVATTING
• Patiënt in magneet
- LM aanwezig, TM niet
• RF-puls
- LM verdwijnt, TM verschijnt
• RF uit
- LM afhankelijk van T1-relaxatietijd – TM afhankelijk van T2-relaxatietijd
• Afbeelding
MRI-CONTRASTEN
• T2-relaxatiecurve (verval TM) → lange TR, lange TE
• PD-contrast → lange TR, korte TE
• T1-relaxatiecurve (herstel LM) → korte TR, korte TE
6
, FLITSCOLLEGE SE, TSE EN GE
TR (REPETITIETIJD)
• Tijd tussen excitatiepuls in (90 graden RF-puls)
• TR wordt bepaald door laborant
• TR bepaalt de mate van LM herstel tussen excitatiepulsen
• Bij een matrix van 256 x 256 moeten 256 echo’s worden gemeten voor 1 plak/slice → 256 keer een
RF-puls geven om 256 echo’s op te wekken. Scantijd = 256 x TR
• Spin echo duurt lang omdat hier maar 1 echo wordt uitgelezen tussen de 180 graden refaseringspuls
en de volgende 90 graden puls →
oplossing TSE (turbo spin echo)
TE (ECHOTIJD
• Tijd tussen excitatiepuls en de echo
(signaalmeting)
• TE wordt bepaald door laborant
• TE bepaalt mate van afname TM tijdens de meting
• Bij een matrix 256 x 256 moeten 256 echo’s worden gemeten voor 1 plak/slice
SPIN ECHO TECHNIEK (SE)
• Exciterende 90 graden puls (van LM → TM)
• Maakt gebruik van één 180 graden refocusseerpuls/refaserendepuls (halverwege echotijd)
• Echo (MRI-signaal) → meten met ontvangstspoel
• Hoeveelheid gemeten echo’s is afhankelijk van de matrix
FID-SIGNAAL
• FID: Free Induction Decay
• Na 90°/ RF puls: T2* defasering
• Uit fase o.i.v. veldinhomogeniteiten
• Geen netto trans. magn.
• Geen meting
180 GRADEN REFOCUSSEERPULS
• 90 graden puls:
o Magnetisatie naar het X-Y vlak geflipt
o Protonen gaan in fase draaien!
o Protonen zullen kort na uitschakeling RF-puls gaan defaseren (spin-spin relaxatie +
veldinhomogeniteiten T2*; T2-relaxatie) → signaal ↓
• 180 graden puls:
o Zorgt voor refasering waardoor het signaal weer maximaal wordt → compensatie voor
veldinhomogeniteiten T* effecten ↓ (niet voor spin-spin interactie)
• TE/2: 180 graden puls → uitschakelen meting defasering door veldinhomogeniteiten.
• Echo: signaal
7
,INHOUDSOPGAVE
INTRODUCTIECOLLEGE ..................................................................................................................................... 3
FLITSCOLLEGE SE, TSE EN GE ............................................................................................................................ 7
FLITSCOLLEGE BEELDKWALITEIT ..................................................................................................................... 11
FLITSCOLLEGE RUIMTELIJKE CODERING EN K-VLAK ........................................................................................ 16
ZS+PRMOMRI1 .............................................................................................................................................. 20
COMOMRI2 ................................................................................................................................................... 22
LITERATUUR COMOMRI2 ............................................................................................................................... 32
COMOMRI3 ................................................................................................................................................... 34
SAMENVATTING PARALLEL IMAGING ............................................................................................................ 45
ZS+PRMOMRI3 .............................................................................................................................................. 46
BEELDMODULE .............................................................................................................................................. 51
2
,INTRODUCTIECOLLEGE
Protonspin beweging – Proton draait om eigen as.
Precessiefrequentie – Frequentie waarmee proton om externe magneetveld draait.
Menselijk lichaam – groot deel bestaat uit H2O (60-70%), pasgeborenen (>75%) en ouderen (50%)
MAGNEET
• Atoomkernen met oneven aantal protonen
- Waterstofkernen → 1 proton
• Draaiend proton
- Kernspin/ protonspin → door de magnetische lading van de aarde gaat proton spinnen.
• Alle waterstofprotonen in ons lichaam worden aangestuurd door het magnetisch veld van de aarde.
• Draaiende lading
• Elektrische stroom
• Magnetisch veld
PROTON IN MAGNEETVELD
• Magneet in uitwendig magneetveld
- Kernen gaan zich richten: meer parallel dan anti-parallel, want:
▪ Parallel – lage energie
▪ Anti-parallel – hoge energie
• Parallel en anti-parallel heffen elkaar op → klein deel van de protonen zijn
bruikbaar.
• Het verschil tussen het aantal parallele en anti-parallele (veel energie)
protonen heet netto-magnetisatie (Mz)
PRECESSIE
• Larmorvergelijking (= precessiefrequentie)
- 𝜔0 = 𝑦𝐻 𝑥 𝐵0
- 𝛾𝐻 (gyromagnetische ratio) = 42,6 ∗ 106 Hz/T (constante)
- 𝐵0 = 0,2 − 3,0 𝑇 (𝑖𝑚𝑎𝑔𝑖𝑛𝑔)(hoofdmagneetveld)
• Precessiefrequentie = 42,6 * 106 Hz/T x aantal T’s
- Voorbeeld: B0 = 1,5T, yH = 42,6 MHz/T
- Precessiefrequentie = 42,6 MHz/T * 1,5T = 63,86 MHz
RESONANTIE
• Wanneer er een RF-puls wordt uitgezonden met dezelfde frequentie als de precessiefrequentie,
ontstaat er resonantie. Bij een gelijke frequentie is er namelijk energieoverdracht.
• De longitudinale magnetisatie (Z: niet-meetbaar) wordt vervolgens na de RF-puls omgezet in
transversale magnetisatie (meetbaar).
3
,COÖRDINATENSTELSEL
• Z-as parallel → altijd in de richting
van 𝐵0
• X-as loodrecht
• Y-as loodrecht
- X en Y loodrecht richting
verschilt
• Magnetisch veld nu als vector
weergegeven.
NETTOMAGNETISATIE VECTOR (MZ)
RF-PULS
Effect 1 Longitudinale magnetisatie ↓
• Protonen gaan van
parallel naar anti-parallel
• Protonen in fase om z-as
→ excitatie
Effect 2 Synchronisatie → ontstaan van transversale magnetisatie
• RF-puls wordt losgelaten → Transversale magnetisatie gaat terug over naar
longitudinale magnetisatie → dit proces heet: T1-relaxatie
• T2-relaxatie → magnetisatie wordt uit elkaar geduwd (uit fase gaan in y-
richting)
RELAXATIES
• T1 en T2 relaxatie vinden tegelijk plaats
• Wanneer de 1e RF-puls wordt uitgezonden en naar transversaal gaat, en de RF-puls stopt, dan gaat
het weer terug van transversaal naar longitudinaal: ofwel T1-relaxatie.
• Naast dat de protonspins weer omhoog gaan naar longitudinaal, gaan ze ook uit elkaar omdat ze niet
dezelfde kernspins hebben → ze gaan uit-fase lopen: T2-relaxatie.
4
,LONGITUDINALE RELAXATIE
• RF-puls uit → LM ↑
• T1-curve
• Toename longitudinale magnetisatie
• T1 = relaxatietijd waarin 63% van LM is hersteld.
• Vet is veel sneller terug dan water. Vet heeft dus een lage
repetitietijd.
• Als je repetitietijd te hoog (> 1000 ms) wordt krijg je een T2.
TRANSVERSALE RELAXATIE
• RF-puls uit → TM ↓
• Uit fase
• Vet heeft een korte TR en water een lange TR → vet is eerder
hersteld.
• T2-curve: Afname transversale magnetisatie
• T2 = relaxatietijd waarin 37% van TM overgebleven is.
• T2-relaxatietijd is afhankelijk van de echotijd (TE).
VOORBEELDEN RELAXATIETIJDEN
• Water/vloeistoffen - Vet
• Lange T1 + lange T2 - Korte T1 + korte T2
• T1 tijd water = 2500 ms (63%) - T1 tijd vet = 200 ms (63%)
• T2 tijd water = 2500 ms (37%) - T2 tijd vet = 100 ms (37%)
5
,EXCITATIE/ TRANSVERSALE MAGNETISATIE
• Spins krijgen een hogere energie door de RF-puls. Na het loslaten willen ze echter weer terug naar
hun eigen energie. De overtollige energie zet zich om in warmte (Specific Absorption Rate; SAR in
Watt/Kg) en signaal.
• Er wordt gekeken naar de SAR, omdat een patiënt 1 graad opwarmt. → Er wordt daarom dus rekening
gehouden met patiënten met koorts. Ook wordt er rekening gehouden met metalen (stents, etc.)
SIGNAAL
1. RF-puls uitgezonden
2. Excitatie (longitudinale ↓ + ontstaan transversale magnetisatie)
3. Draaiende tranversale magnetisatie
4. Stroom (inductie)
5. Signaal (uit lichaam patiënt)
6. Afbeelding
EXCITATIE/TRANSVERSALE MAGNETISATIE
• Spins krijgen een hogere energie door de RF-puls
- Overtollige energie
▪ Warmte (SAR = Specific Absorption Rate) → opwarming patiënt
o Hogere SAR is meer opwarming
▪ Signaal
• Proton heeft energie van zichzelf, wanneer je energie geeft en deze loslaat gaan de protonen terug
naar hun eigen energie → overtollige energie (warmte en signaal) blijft over en wordt losgelaten →
deze energie (signaal) wordt gemeten → afbeelding
SAMENVATTING
• Patiënt in magneet
- LM aanwezig, TM niet
• RF-puls
- LM verdwijnt, TM verschijnt
• RF uit
- LM afhankelijk van T1-relaxatietijd – TM afhankelijk van T2-relaxatietijd
• Afbeelding
MRI-CONTRASTEN
• T2-relaxatiecurve (verval TM) → lange TR, lange TE
• PD-contrast → lange TR, korte TE
• T1-relaxatiecurve (herstel LM) → korte TR, korte TE
6
, FLITSCOLLEGE SE, TSE EN GE
TR (REPETITIETIJD)
• Tijd tussen excitatiepuls in (90 graden RF-puls)
• TR wordt bepaald door laborant
• TR bepaalt de mate van LM herstel tussen excitatiepulsen
• Bij een matrix van 256 x 256 moeten 256 echo’s worden gemeten voor 1 plak/slice → 256 keer een
RF-puls geven om 256 echo’s op te wekken. Scantijd = 256 x TR
• Spin echo duurt lang omdat hier maar 1 echo wordt uitgelezen tussen de 180 graden refaseringspuls
en de volgende 90 graden puls →
oplossing TSE (turbo spin echo)
TE (ECHOTIJD
• Tijd tussen excitatiepuls en de echo
(signaalmeting)
• TE wordt bepaald door laborant
• TE bepaalt mate van afname TM tijdens de meting
• Bij een matrix 256 x 256 moeten 256 echo’s worden gemeten voor 1 plak/slice
SPIN ECHO TECHNIEK (SE)
• Exciterende 90 graden puls (van LM → TM)
• Maakt gebruik van één 180 graden refocusseerpuls/refaserendepuls (halverwege echotijd)
• Echo (MRI-signaal) → meten met ontvangstspoel
• Hoeveelheid gemeten echo’s is afhankelijk van de matrix
FID-SIGNAAL
• FID: Free Induction Decay
• Na 90°/ RF puls: T2* defasering
• Uit fase o.i.v. veldinhomogeniteiten
• Geen netto trans. magn.
• Geen meting
180 GRADEN REFOCUSSEERPULS
• 90 graden puls:
o Magnetisatie naar het X-Y vlak geflipt
o Protonen gaan in fase draaien!
o Protonen zullen kort na uitschakeling RF-puls gaan defaseren (spin-spin relaxatie +
veldinhomogeniteiten T2*; T2-relaxatie) → signaal ↓
• 180 graden puls:
o Zorgt voor refasering waardoor het signaal weer maximaal wordt → compensatie voor
veldinhomogeniteiten T* effecten ↓ (niet voor spin-spin interactie)
• TE/2: 180 graden puls → uitschakelen meting defasering door veldinhomogeniteiten.
• Echo: signaal
7
