Základní fyzikální principy vybraných typů magnetické rezonance Marek Dostál – LF MUNI
Obsah Klasická MR Difúzní MR BOLT MR Závěr Diskuze
Magnetická rezonance Nenulový magnetický moment jádra 1H, 13C, 14,15N, 31P, 57Fe … Silné konstantní homogenní mag. pole Supravodivý magnet Bzem= 56 μT Radiofrekvenční cívky (přijímací, gradientní…) V dnešní době převládá supravodivé magnety +pulzní sekvenceRF cívky
Magnetická rezonance RF pulz o rezonanční frekv daného prvku
Magnetická rezonance Larmorova precese 𝜔 𝐿 = 𝑒𝑔 𝐵 0 2𝑚 =−𝛾 𝐵 0 𝜔 𝐿 = 𝑒𝑔 𝐵 0 2𝑚 =−𝛾 𝐵 0 𝛾 1𝐻 =42,57 𝑀𝐻𝑧𝑇 −1 𝜔 𝐿1𝐻1,5𝑇 =63,85 𝑀𝐻𝑧 𝜔 𝐿1𝐻7𝑇 =207, 99 𝑀𝐻𝑧 𝜔 𝐿13𝐶1,5𝑇 =16,06 𝑀𝐻𝑧 𝜔 𝐿57𝐹𝑒1,5𝑇 =2,07 𝑀𝐻𝑧 RF pulz o rezonanční frekv daného prvku
Magnetická rezonance Blochovy rovnice 𝑑𝑀 𝑥 𝑑𝑡 =𝛾 𝑀 × 𝐵 𝑥 − 𝑀 𝑥 𝑇 2 𝑑𝑀 𝑥 𝑑𝑡 =𝛾 𝑀 × 𝐵 𝑥 − 𝑀 𝑥 𝑇 2 𝑑𝑀 𝑦 𝑑𝑡 =𝛾 𝑀 × 𝐵 𝑦 − 𝑀 𝑦 𝑇 2 𝑑𝑀 𝑧 𝑑𝑡 =𝛾 𝑀 × 𝐵 𝑧 − 𝑀 𝑧 − 𝑀 0 𝑇 1
Difúzní MRI Rozptyl částic v prostoru 1. Fickův zk. 𝐽 𝑥,𝑡 =−𝐷 𝛻𝑐 𝑥,𝑡 Izotropie vs. Anizotropie Bloch-Torrey rovnice 𝑑𝑀 𝑑𝑡 =𝛾𝑀×𝐵− 𝑀 1 𝑒 1 + 𝑀 2 𝑒 2 𝑇 2 − 𝑀 3 − 𝑀 0 𝑇 1 𝑒 3 +𝛻∙𝐷𝛻𝑀 J=hustota toku, D difuz koed grad koncentr
Difúzní MRI
Difúzní MRI
Difúzní MRI 16 - 256 gradientních směrů b = 600-1200 s/mm2 Téměř nezávislé na T1 a T2 Enormně citlivé na pohyb Slabé prostorové rozlišení, poměr S/N Dlouhý měřící čas Velký hluk
BOLT MR Deoxyhemoglobin S=2 paramagnetický Oxyhemoglobin S=0 diamagnetický Změna signálu Změna z OHb na DOHb Funkční aktivita mozku (fMRI)
BOLT MR
BOLT MR
Závěr Nenulový magnetický moment jádra Silné statické magnetické pole T1 a T2 relaxační časy Gradientní magnetická pole Změna kontrastu při difúzi Magnetické vlastnosti de/oxyhemoglobinu
Děkuji Vám za pozornost Máte dotazy?