1 Forord Takk!... 11

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "1 Forord Takk!... 11"

Samuel Hans-Petter Martinsen
4 år siden
Visninger:

1 Innhold 5 1 Forord Takk! Hvorfor en egen bok om MR? Forskjell mellom hva som sendes inn og hva som kommer ut MR registrerer et bevegelig mål Hvor ble det av geometrien? MR-signaldata er komplekse Om boka Begreper og ordbruk Referanser Avgrensning Begrensning Strøm, magnetisme, og elektromagnetiske bølger Elektrisk ladning og elektriske felt Elektrisitet og magnetisme Elektromagnetisk stråling og nærfelt Magnetfelt og magnetfeltgradienter Frekvens Vektorer, vektoraddisjon og dekomponering MR-maskinen og MR-laboratoriet MR-maskinen MR-rommet Operatørkonsollen Teknisk rom Spoler Hydrogenprotoner + MR-maskin = sant Spinn Magnetisering og magnetisme Hydrogenprotoner i MR-magnetfelt Presesjon Presesjonsfrekvens... 31

2 6 Innhold 6.6 Parallell nettomagnetisering Modell 1: parallelt eller antiparallelt orienterte hydrogenprotoner Modell 2: kompasser i en tørketrommel Hydrogenprotoner i magnetfelt: hva trenger vi å vite? Referanse Flere begreper Fase Sinuskurve Frekvensområde og båndbredde Piksel, voxel, bilder og snitt Noen hovedprinsipper for MR-opptak Hvordan påvirker MR-maskinen hydrogenprotonene? Hvordan gir hydrogenprotonene signal tilbake til maskinen? MR-sekvenser og rekkefølgen i et MR-opptak Eksitasjonspuls Posisjonsinnkoding Signalregistrering Signalopptak: Hva skjer egentlig? Figurkonvensjon: roterende referanseramme RF-eksitasjon Hva er det vi lager bilde av? Todimensjonale og tredimensjonale MR-opptak Et todimensjonalt MR-opptak Pasienten plasseres i MR-maskinen Snittseleksjon Faseinnkoding og frekvensinnkoding Hvor mye signaldata trenger vi? Tredimensjonalt MR-opptak Oppsummering Fra ekkodata til MR-bilde Oppvarming Historikk K-space Fra k-space til MR-bilde Fouriertransformasjon Sammenheng mellom gradienter, ekko og k-space Lineær k-space-fylning Referanse... 69

3 Innhold 7 11 Flere begreper Eksitasjon og flippvinkel Ekkotid Repetisjonstid Signal støy-forhold Kontrast støy-forhold Hvordan får vi ulikt signal fra forskjellige vev? Protontetthet Relaksasjon T2-relaksasjon T2*-relaksasjon T1-relaksasjon Hvem er raskest av T1- og T2-relaksasjonen? T1-vekting og T2-vekting Sammenheng mellom sekvensvekting, ekkotid og repetisjonstid Referanser MR-sekvenser T1-vektet gradientekkoopptak T2-vektet spinnekkoopptak Inversjonssekvenser Short Tau Inversion Recovery (STIR) Fluid Attenuated Inversion Recovery (FLAIR) Mer om T1-vekting: flippvinkel, repetisjonstid, steady state og inversjon Steady state Inversjonspuls for å gi T1-kontrast Kombinasjon av parallell og antiparallell nettomagnetisering Referanse Sekvensdiagrammer Vanlig sekvensdiagram Vektingsdiagram Raskere opptak: varianter av k-space-fylning Echo-Planar Imaging (EPI) Utnytte k-space-symmetri Deling av k-space-data

4 8 Innhold 17 Andre metoder for å spare tid Avbilde flere snitt samtidig Hente ut flere ekko i hver repetisjon Utnytte signalforskjeller mellom flere opptaksspoler Referanser Klassiker Varianter av ekko: «Å, det var ikke så ille» Hahn-ekko og spinnekko Stimulerte ekko Spoiling Fasekoherens, transversal koherens Steady State med balanserte gradienter; gjenbruk av transversal magnetisering Referanser Klassikere Vannsignal og fettsignal Kjemisk skift Frekvensspesifikk fettsuppresjon Forskjell mellom STIR og frekvensspesifikk fettsuppresjon Dixon Dixon variant 1. Motsatt fase-effekt Dixon variant 2: vannbilder og fettbilder Vanneksitasjon Gradientreversering Referanser Klassiker Diffusjon «Ti tu sjain thru» Diffusion Tensor Imaging Intra-Voxel Incoherent Motion (IVIM) Referanser Kontrastmidlene vi ikke kan se T1-kontrastmidler T2/T2*-kontrastmidler Referanser MR-angiografi Kontrastforsterket MR-angiografi Måling av sirkulasjonstid

5 Innhold Registrering av kontrastpassasje i sanntid Flere opptaksposisjoner med samme kontrastdose Time-of-flight-MR-angiografi Magnetization Transfer Contrast Fasekontrast-MR-angiografi Faseinformasjon i MR-signaler Registrering av blodstrømshastighet med todimensjonalt fasekontrastopptak Tredimensjonal fasekontrastangiografi Susceptibilitet: venn og fiende Kjemisk skift versus susceptibilitet Susceptibilitet som fiende Susceptibilitet som venn T2*-effekt 1: perfusjonsavbilding T2*-effekt 2: funksjonell MR Susceptibilitetsavbilding Referanser Spektroskopi Kjemisk skift en gang til Spektrum av kjemisk skift Enkeltvoxelspektroskopi Stimulated Echo Aquisition Mode STEAM Point Resolved Spectroscopy PRESS Kjemisk skift-avbildning Andre utfordringer med spektroskopi Fosforspektroskopi Referanser Bevegelse og MR-signal Flow void Gradient moment nulling Black Blood Double Inversion Respirasjonstrigging Avbildning av hjertebevegelse Avbildning av tarmperistaltikk Radial k-space-fylning MR-artefakter Statiske magnetfeltujevnheter: B 0 -inhomogenitet og susceptibilitet Ujevn RF-effekt: B 1 -inhomogenitet

6 10 Innhold 26.3 Kjemisk skift-artefakt Overfolding Overfolding i faseinnkodingsretningen Overfolding i frekvensinnkodingsretningen Bevegelsesartefakter Pulsasjonsartefakter Peristaltikk Uønsket elektromagnetisk påvirkning Ringing Magic angle Cross talk Referanser Parametervalg og sekvensoptimalisering Mottakerbåndbredde, signal støy-forhold, ekkotid og kjemisk skift-artefakt Geometrisk oppløsning, signal støy-forhold og opptakstid MR-sikkerhet Det sterke, statiske magnetfeltet Dreining Tiltrekning: Spatial Gradient Field Effekt på bevegelse: Lenz lov Krise! Tidsvarierende gradienter Radiobølgene Referanser Anbefalinger til annen lesning Bøker Nettadresser Stikkord

7 1 Forord 1.1 Takk! 11 Min viktigste motivasjon for å skrive denne boka er at pasientene får bedre MRundersøkelser hvis radiografene og radiologene har god forståelse av MR. Det gir bedre bilder og riktigere bildetolkning. Når radiografer og radiologer skal lære seg MR, er MR-fysikken ofte en stor utfordring. I denne boka prøver jeg å presentere og forklare den delen av MR-fysikken som er mest relevant for radiografer og radiologer, og sette den i sammenheng med praktisk bruk av maskinen, sekvenstyper og sikkerhetsaspekter. I dette inngår også fysiologikunnskaper. Det er vel litt dristig at en radiolog uten formelle fysikkunnskaper skriver en bok med «fysikk» i tittelen. Men jeg har et ganske praktisk fokus på dette; hvordan vi som MR-brukere kan nyttiggjøre oss de spennende fysiske fenomenene i MR-opptakene til beste for pasientene. Fra et pedagogisk perspektiv tillater jeg meg å tenke at jeg har en fordel; jeg har slitt såpass med MR-fysikken at jeg definitivt vet noe om hva som er vanskelig å forstå for andre ikke-fysikere. Bruk av «radiografer» og «radiologer» i tittelen er ikke ment å være ekskluderende. Det ville være hyggelig hvis andre yrkesgrupper som befatter seg med MR (for eksempel psykologer) kan ha nytte av boka. Jeg mottar veldig gjerne tilbakemeldinger, særlig om feil og misforståelser, men gjerne også om ting som er tungvint forklart, temaer som savnes eller hva som helst annet. Det er alltid moro å diskutere MR-mekanismer. 1.1 Takk! Først en stor takk til to sentrale personer i etableringen og utviklingen av MR-virksomhet på Rikshospitalet; professor og radiolog Hans-Jørgen Smith og radiograf Eldrid Winther-Larssen. Jeg har hatt det store privilegiet å få jobbe lenge sammen med dem, og de har lært meg mesteparten av det jeg kan om MR. Deres faglige entusiasme, grundighet og nysgjerrighet har blitt videreført i et stadig voksende MR-miljø ved avdelingen. Mange takk til alle radiografer og radiologer (Bac, Jane, Ailo, Elin, Åsmund, Anders, Ida og Ida, Sigurd, Anne Kristin, Hege, Geir, Vanja, Dag Tallak, Gaute, Einar, Rolf, Anna, Ane Julie og andre) som har hjulpet meg med faglige innspill og meget nyttige tilbakemeldinger på teksten. Bac Nguyen og Geir Ringstad har også hjulpet til med figurer. En spesiell takk til MR-fysikerne som generøst har hjulpet meg; professor Atle Bjørnerud, og Øystein Bech Gadmar, Frédéric Courivaud og Oliver Geier (som også

8 12 1 Forord har laget figur 10.1 og 10.2). Med stor tålmodighet har de forsøkt å korrigere mine feiloppfatninger og svare på mine rare spørsmål. De har også lest store deler av manus og gitt livreddende tilbakemeldinger. Takk også til MR-fysiker Lars G. Hanson ved Danish Research Centre for Magnetic Resonance, Hvidovre, for nyttig hjelp. Takk til Mariann Bakken og de andre i Universitetsforlaget for profesjonell og hyggelig hjelp. Og takk til Christina, Ingrid, Olav Andreas og Øyvind for motiverende entusiasme og stor fleksibilitet. Vi er i resonans!

Like dokumenter

MR fysikk for radiologer. Andreas Abildgaard Enhet for abdominalradiologi Rikshospitalet, OUS

MR fysikk for radiologer. Andreas Abildgaard Enhet for abdominalradiologi Rikshospitalet, OUS MR fysikk for radiologer Andreas Abildgaard Enhet for abdominalradiologi Rikshospitalet, OUS aabildga@ous-hf.no Ikke for lite fysikk, (og ikke for mye) Hvordan får man signal fra kroppen Hvordan finner