Контрольная работа: Импульсные последовательности в магнитно-резонансных томографах

.

В левой части уравнений (3) первый индекс при q означает номер воксела, начиная снизу, а второй – номер повтора. Значения sinq_ik жестко связаны с величинами градиентных импульсов и, в принципе, заранее известны. Величины А и sinqв правой части определяются из преобразований Фурье.

Внимательный читатель может заметить, что вследствие симметрии фаз q_ki верхней и нижней половин среза в решении может участвовать только половина уравнений системы (3). Действительно, это так. Для получения недостающей половины можно использовать еще и косинусы этих углов. Таким образом, для определения амплитуд от матрицы вокселов размером M´Nнужно решить Mсистем уравнений типа (3). Эти решения выполняются в конце сканирования. К этому моменту уже готовы результаты Фурье-анализа всех эхо-сигналов. Существуют и другие, более быстрые, методы решения, основанные на представлениях о К-пространстве – матрице частот и фаз [k_x ,k_y ], где , .

Каждому вокселу соответствует пиксел изображения (или группа пикселов). Общее количество пикселов (матрица) равно M´N. Для хорошего разрешения желательно иметь матрицу 256´252. Общее время обследования определяется как

TA= TR´N´К_п ,

где TA(timeacqistion) – время сбора данных, К_п – кратность повторов.

Повторное сканирование применяется для усреднения результатов с целью увеличения отношения сигнал-шум. Обычно кратность повторов равна 2 – 3. Например, при TR= 1500 мс, К_п =2 и N= 256 получаем ТА = 12,8 мин. На практике это время может быть уменьшено за счет применения меньшего количества повторов. Например, при N=32 время обследования уменьшается в 8 раз. Правда, при этом ухудшается четкость, так как вокселы укрупняются. Но это может быть допустимо для предварительных обследований. Можно также применять быстрые последовательности, например, взвешенные по Т₂ . Кроме того, надо иметь в виду, что вследствие достаточно длинных периодов повторения и малой длительности откликов за один период TRможно возбудить несколько слоев и получить такое же количество изображений. Например, для последовательности «спиновое эхо» максимальное количество слоев можно оценить по формуле

N_макс = TR/(TE+ C),

где С = 10 –20 мс. При TR= 2000 мс и ТЕ = 80 мс оно будет равно примерно 20.

Как уже отмечалось, в томографах с сильными магнитами применяют быструю последовательность «градиентное эхо». Дальнейшее уменьшение времени обследования может быть достигнуто применением малоугловых РЧИ (a< 90^о ). При этом время восстановления и соответственно период повторения TRуменьшается во много раз. При этом, конечно, уменьшается и сигнал. Для его восстановления необходимо увеличивать индукцию главного поля. Поэтому низкоугловые последовательности – удел МРТ с сильными магнитами. На них можно производить исследования даже в режиме текущего времени, например, сердца и сосудов.

МР-томографы дают еще одну замечательную возможность исследователям – выполнение ангиографии без введения контрастных веществ. Она основана на том, что за время TRкровь в проходящем сквозь исследуемый слой сосуде успевает полностью обновиться (TR>Т_с ). Намагниченность «свежей» крови к началу следующей импульсной последовательности будет полной и равной М₀ , тогда как у неподвижных тканей, уже подвергшихся действию РЧИ, к началу нового цикла ИП намагниченность не успеет полностью восстановиться. Поэтому сигнал от этих тканей будет слабее, чем от крови. Описанный метод называется время-пролетным. Существуют также фазоконтрастные методы визуализации сосудистой структуры. В них используются фазовые различия МР-сигнала от крови и неподвижных тканей. Этот метод используется на базе ИП «градиентное эхо». Здесь с помощью специальных градиентных импульсов кодируют скорость кровотока. В результате этого отклики, поступающие от элементарных объемов крови, проходящих через выбранное сечение в разные моменты времени, имеют разную фазу.