MR kronjuvelen. MR-teknik. Rocket Science. Tre ägg: Vad är det vi avbildar? Fältstyrka i Tesla (T) Mårten Annertz Neuroröntgen

Transkript

1 MR kronjuvelen MR-teknik Mårten Annertz Neuroröntgen Med tack till Danielle van Westen Yttre magnetfält B0 - oftast på (0.23) (7) Tesla Fältstyrka i Tesla (T) Rocket Science 1,5 T 3 T 1mm 7 T Avancerad vetenskap och ingenjörskonst: Supraledning Cryoteknik Kvantfysik Radiofrekvensteknik Datateknik ALLT! Inklusive sjukvård!! Vad är det vi avbildar? Tre ägg: Vatten Närvaro av H 2 O Egenskaperna hos väteprotonerna Förändringar av protonens magnetiska egenskaper 1. Rått 2. Löskokt 3. Hårdkokt Vad avbildar CT? 1

2 Vilket är CT och vilket är MR? CT MRI Måste vi fatta MR-fysiken? Måste man förstå en förbränningsmotor med datoriserad insprutning för att få lära sig köra bil? Börja med att titta på bilder Kunna de vanligaste MR-sekvenserna Hur de ser ut på bilden gråskalan Vad de kan användas till Diagnostisk radiologi CT och MR (Skrytbilder) CT 1972 Hounsfield Cormack Nobel Prize

3 NMR Nuclear Magnetic Resonance Bloch (Stanford) and Purcell (Harvard) Nobel Prize 1952 Kärnspinnsresonans Kemisk provrörsteknik Boston Herald angående Edward Purcells upptäckt: It wouldn t revolutionize industry or help the housewife Provets vattenmolekyler används H 2 O ~ 70% Vätekärnorna ställer sig längs huvudmagnetfältets riktning Vätekärna med kärnegenskapen spin Laddning i rörelse genererar magnetfält De påverkade vattenmolekylers energistatus ändras med en radiofrekvent (RF) puls Kontrollerad insändning av radiofrekvent energi (RF) med rätt avpassad frekvens RF pulsen stängs av, signalen läses ut vid lämplig tidspunkt En mottagarspole placeras kring eller nära intill objektet En växelström induceras i spolen (principen för växelströmsgenerator) 3

4 När RF pulsen stängs av, återgår systemet till grundtillståndet: Signalen dör bort (som ett cykelljus) M (magnetiseringsvektorn) återuppstår Två processer som går olika snabbt i olika vävnader Två processer: T1- och T2-relaxation Signalens bortdöende: T2-relaxation Magnetiseringens återuppväxande: T1-relaxation Tid Magnetic Resonance Imaging MRI Mansfield and Lauterbur Nobel prize 2003 First MRI of the brain 1978 Skivselektion med hjälp av gradient Små magnetfältsvariationer (gradienter) B 1 B 2 B x B 0 f 1 f 2 f x Sammanfattning: Hur fick vi en MR-bild? Kroppens protoner påverkas av MR kamerans magnetfält Protonernas energistatus ändras genom att skicka in en radiofrekvent (RF) puls RF pulsen stängs av Protonerna skickar tillbaka energin som en radiosignal Signalen kan positionsbestämmas med hjälp av gradienter Avancerad datateknik med Fourier-transformation skapar en bild RF f 2 En skiva väljs ut = skivselektion 4

5 Fråga: Vad står bokstaven R för i förkortningen MR? Varför är MR så roligt och utmanande att arbeta med? Mäter många parametrar inkl fysiologiska: protonernas relaxation T1 och T2, diffusion Hög mjukdelskontrast med högre sensitivitet för patologi än CT Manipulering med parametrarna för vävnads karakterisering (fett, vätska, blod..) Vanliga bildsekvenser som kliniskt verksamma läkare känner till T1 T2 PD proton density Fettutsläckning STIR CSF-utsläckning FLAIR Diffusion MR-angio Funktionell MR - fmri Bildkontraster: känn till mönstren T1 viktad bild T1 viktad med kontrast T2 viktad bild MR-Angio 1. Time-of-flight TOF 2. MRA faskontrast 3. Kontrastmedel (Gd) intravenöst 5

6 2 D PC Venc min 14 sec MRA DSA 10 s 28 s 28 s MRA 68% DSA 67% Kliniska exempel Nytta av diffusionssekvens? MR måste ner från piedestalen (även om det är vår kronjuvel). MR är en basal modalitet precis som CT. MR måste in TIDIGT i sjukvårdsförloppet i modern sjukvård. Stroke Abscess Celltäta tumörer 6

7 Akut ischemi Normal Grå/vitsubstans-diskrimination Grå substans drabbas först vid ischemi Cytotoxiskt ödem CT Missing grey matter MR Diffusions-viktad sekvens Ischemi Litet extracellulär-rum: Vattenprotonerna i ECV kan inte diffundera fritt Storkärls-ischemi cortex drabbad Småkärls-ischemi CT MR diff MR ADC MR T2-flair Fyra timmar efter stroke CT MRI DWI CBF MRA 7