TEMEL MR FİZİĞİ

1. TEMEL MR FİZİĞİ Dr. Faysal Ekici Dicle Üniversitesi Tıp Fakültesi

2. wL= γBo f = 1/T = ¼ = .25

4. Magnet • MR sisteminin ana bölümüdür. • Güçlü; • Homojen; • Sabit bir manyetik alan oluşturur

5. Magnet • Birçok MRG sisteminde manyetik alan gücü 0.2-3T arasında değişmektedir. • Sinyal Tesla gücü ile orantılı artar.

6. Magnet Tipleri • Manyetik Alan Gücüne Göre • *Düşük Tesla’lı: 0.2T altı • *Orta Tesla’lı:0.2-1T • *Yüksek Tesla’lı:1.5T üstü

7. Manyetik alan oluşturulma şekline göre • *sabit (Permanent) magnet • *Rezistif magnet • *Süperiletken magnet—günümüzdeki MR’ların çoğu

8. Gradient Koiller • Manyetik alan gücünü 3 değişik düzlemde değiştiren koillerdir. • Kesit belirleme, frekans kodlama ve faz kodlama işlemlerini gerçekleştirir.

9. RF Koiller • Dokulardaki protonları uyarmak için RF pulsu gönderen ve dokulardan gelen sinyalleri saptayan koillerdir.

12. MRG’de sinyal oluşumu • Doku içindeki protonlar normalde dağınık dizilime sahiptir. • Ancak manyetik alan içinde ise bu protonlar paralel ve antiparalel dizilim göstrerirler. Pararlel dizilim gösterenlerin sayısı biraz daha fazladır.

13. Bu durumda ana manyetik alana dik bir vektör elde edilir. Buna longitudinal manyetizasyon denir • Bu aşamada sinyal yoktur. Buna dışarıdan 90 derecelik RF pulsu uygulandığında transvers manyetizasyon gelişecektir. RF pulsu kesildiğinde protonlar

14. Eski konumlarına geri dönmeye başlar ve sinyal bu aşamada elde edilir. Zaman içinde sürekli azalarak değişen bu manyetizasyon alıcı sargılar ile alınır ve görüntüye çevrilir.

15. T1 Relaksasyon Zamanı • 90 derecelik RF pulsu verildikten sonra longitudinal manyetizasyonun %63’nün yeniden kazanılması için gereken süredir. • T1 relaksasyon süresi, ana manyetik alanın gücüne ve dokuların iç yapı özelliklerine bağlı olarak değişir. Bu süre yağ dokusu için 150-250 ms iken, BOS için 2000-3000 ms’dir

16. T2 Relaksasyon Zamanı • 90 derecelik RF pulsu protonlardaki spin hareketini de aynı faza getirir (in phase). RF pulsu kesilince protonlarda faz kaybı (out of phase) oluşur. RF pulsu kesildikten sonra maksimumda olan transvers manyetizasyonun %37 seviyesine inmesi için geçen süreye T2 relaksasyon zamanı denir. T1 ve T2 aynı zamanda başlar ancak devam süreleri farklıdır.

17. MRG’de Kullanılan Sekanslar • **Spin Eko (SE) Sekansı • En yaygın kullanılan sekanstır. TR görüntünün T1 ağırlığından, TE ise T2 ağırlığından sorumludur. Düşük TR (T1) değerinde anatomik detay çok yüksek iken, T2 ağırlığı doku karakterizasyonu açısından önemlidir.

18. **Invertion Recovery (IR) • Bu sekansta T1 ağırlık artırılarak daha iyi anatomik detay ortaya konulur. Özellikle yumuşak dokular ve yağlı dokular arasındaki patolojik sinyali belirlemede kısa T1’li IR kullanılırken, gri-beyaz cevher ayırımının iyi yapılması istendiğinde T1 değeri uzun tutulmaldır.

19. **Short Time IR (STIR) • Yağdan gelen parlak sinyallerin baskılanarak altta yatabilecek patolojik doku sinyallerinin ortaya çıkarılması amaçlanır. TI değeri 300 ms’nin altında tutulması amaçlanır. Görüntülerin sinyal intensitesi T2 ağırlıklı imajlara benzemektedir.

20. **Gradiyent Eko (GE) • Bu sekansta 180 puls yerine gradiyent çeviriciler konmuştur. Transvers manyetizasyon FA ile daha küçük açılar ile gerçekleşir. GE’da sinyal özelliği TR, TE ve FA değerleri ile belirlenir. FA 45’den fazla ve TE 30 ms’nin altında ise T1, TE>60 ms, FA<20 ise T2* ağırlıklı görüntüler elde edilir.

21. **Hızlı Spin Eko (FSE, TSE) • Bu sekansta konvansiyonel SE sekansına göre belirgin sinyal kaybı olmadan, hızlı görüntüler alınmaktadır. SE’dan temel farkı 90 derecelik RF pulsundan sonra K-alanının birden fazla faz çizgisi ile doldurulmasıdır.

22. **Turbo IR • Konvansiyonel STIR imajlar zaman açısından efektif değildir. Bu da klinik kullanımı etkilemektedir. Bu handikabı ortadan kaldıran hızlı STIR sekansı kas-iskelet görüntülemesinde önemlidir. Bu sekansta BOS parlak izlenir. Uzun TI değeri kullanılarak FLAIR sekansı oluşturulmuştur.

23. DİFÜZYON MR

24. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ile dokular T1 ve T2 sinyal özelliklerine dayanarak birbirinden ayırt edilmektedir. Ancak bazı durumlarda T1 ve T2 özellikleri anormal dokuları ayırmada yetersiz kalır, örneğin araknoid kistin epidermoidden ayırımı, akut infarktın normal beyinden, eski infarktın yeni infarkttan ayırımı. Difüzyon MRG, T1 ve T2 dışındaki

25. Mekanizmalar kullanılarak dokuların mikroskopik düzeyde incelendiği bir yöntemdir. Bu yöntemde görüntü kontrastı suyun moleküler hareketine bağlıdır. Klinik uygulamada en büyük yararı inmenin görüntülenmesi oluştursada, kullanım alanları gittikçe artma göstermektedir.

26. Difüzyon Ağırlıklı Görüntüleme Dokudaki serbest su moleküllerinin yaptığı görünür difüzyonun etkisi ilk kez 1959’da Torrey tarafından, elde edilen MR sinyalinde artışa neden olan bir MR artefaktı olarak tanımlanmıştır. Oysa MR görüntüleme, uygun manyetik alan gradyentleri uygulandığında, su moleküllerinin uygulanan gradyent yönündeki ısıbağımlı serbest hareketlerine

27. (Brownian hareket) duyarlı hale gelebilir. İlk kez 1965’te Stejskal ve Tanner serbest difüzyonun etkisini normal spin ekodan ayırmış ve bunun ayrı bir sekans olarak uygulanabileceğini göstermişlerdir. Bu sekansta 180 derecelik geri çevirme pulsu öncesi ve sonrası her üç gradyent boyunca aynı güç ve yöde uygulanan iki difüzyon gradyenti ile dokudaki serbest su protonları, gradyentlerin uygulama süresince difüzyon yapmaya zorlanır.

28. Birinci gradyent protonlarda faz dağılımına (dephase) yol açar. Ters yöndeki ikinci gradyent hareketsiz protonlarda faz odaklanmasını (rephase) sağlar. Böylece hareketsiz protonlar için T2 sinyalinde bir değişiklik olmaz.

29. DAG’de elde edilen sinyal temel olarak ‘’görünür difüzyon katsayısı’’ (ADC) ve ‘’difüzyon duyarlılık faktörüne’’ (b) bağlıdır. DAG sekansı temel olarak T2 ağırlıklı bir sekanstır. b=0 s/mm2 değeri ile alınan T2 ağırlıklı görüntü ile b=700-1000 s/mm2 değeri ile alınan difüzyon ağırlıklı görüntü serisinden oluşur. Dolayısıyla T2 ağırlıklı görüntüde hiperintens olarak izlenen bir lezyon, DAG’de de hiperintens izlenebilirki buna ‘‘T2 parlama etkisi’’ denir. Bu etkiyi ortadan kaldırmak için her voksel bazında

30. Alttaki T2 sinyali temizlenir. Bunu yapmanın birkaç yolu var. Önce b değeri 0 olan (difüzyon gradyanları kapalı) tarama ile b değeri 800’den fazla olan bir tarama (difüzyon gradyanları açık ) yapılır; ikincisi birincisine bölünerek exponansiyel görüntü elde edilir. DAG temel olarak fizyolojik bir fonksiyonda yararlanarak elde edilen bir anatomik görüntüdür. DAG, suyun ne kadar kolaylıkla difüzyon gösterebileceğini belirlemek amacıyla

31. hücrenin içinde bulunduğu ortamı değerlendirme temeline dayanır. Örneğin sitotoksik olduğu gibi hücreler şiştiğinde su protonlarının hücre dışındaki difüzyonu kısıtlanır. Su difüzyonundaki kısıtlanma DAG’de yüksek sinyale, görünüşteki difüzyon katsayısında (apparent diffusion coefficient=ADC) ise azalmaya yol açar.

32. İSKEMİK İNME Difüzyon MRG inmeyi dakikalar içinde gösterebilen bir sekanstır. Konvansiyonel MRG dahil tüm görüntüleme yöntemleri normal iken ADC değerlerinde azalma olduğu saptanmıştır. İskemi sonrası hücre içine masif iyon ve su geçişi ile birlikte (sitotoksik ödem)

33. İntraselüler kompartman artarken ekstraselüler hacim azalır. Buna bağlı olarak su moleküllerinin bu alandaki hareketi zorlaşır. Bununla birlikte intraselüler yapıların fragmantasyonu, artmış tortüyozite ve vizkosite de difüzyonun kısıtlanmasına katkıda bulunur.

34. Dakikalar içinde azalmaya başlayan ADC değerleriilk 3-5 günde belirgin, yaklaşık 10. günde (7-11. günlerde) normale döner. Geç dönemde ADC değerleri yüksektir. DAG bulguları daha karışıktır. DAG’de görüntü kontrastı iki faktöre bağlıdır. T2 ve difüzyon etkisi

35. İlk 3 günde difüzyon katkısı yüksek iken 3-10. günlerde T2 katkısı daha yüksektir. 10-57. günlerde ADC artmıştır. Difüzyon MRG hiperakut ve akut infarktların tanısında %88-100 arasında duyarlılık ve özgüllük gösterir.

36. İskemik hasar sonrası T2 sinyal artışı ilk 6 saatte ortaya çıkar. Bu dönemde DAG’de ADC değerlerindeki azalma ile kolayca tanı konabilir.

39. Sol hipokampüste difüzyon kısıtlılığı gösteren akut enfarkt

42. İNTRAKRANİYAL KİTLELER Difüzyon MRG ile epidermid tümör araknoid kistten ayrılır. Araknoid kistler difüzyon dahil tüm sekanslarda hiperintenstirler. Epidermoid tümör ise solid yapıda olup, konvansiyonel sekanslarda BOS ile benzer intensite olmasına rağmen DAG’de hiperintenstir

45. İNTRAKRANİYAL ENFEKSİYONLAR Difüzyon MRG ile apseyi kistik ya da nekrotik tümör ayırımı %93 doğrulukla yapılabilir. Her iki lezyonun konvansiyonel sekanslardaki görünümleri ile kontrast tutma paternleri benzerdir. Pürülan apseler; inflamatuar hücreler, debri ve bakterilerden oluşan visköz

46. sıvı içerir. Bu nedenle apseler DAG’lerde difüzyon kısıtlılığı gösterirler. Kistik/nekrotik tümörlerde ise difüzyon daha hızlıdır. ADC haritasında apseye göre belirgin hiperintenstir. Apse DAG’de çok hiperintens, ADC haritasında ise normal beyne göre

47. İzo-hipointenstir. • Herpes ensefalitinde kısıtlanmış difüzyon odakları izlenebilir.

48. Resim 1