sequenze rmn - Fermononrespiri

LE SEQUENZE
ü Che cosa sono
ü A cosa servono
TR
TE FA
ü Come sono formate
ETL ES
Le sequenze sono l’insieme di impulsi
di radiofrequenza (RF) ripetuti più
volte durante un determinato intervallo
di tempo.
Queste si basano:
Le sequenze
su impulsi di RF
su variazioni dei gradienti
…controllano il
contrasto delle
immagini
…determinano la
localizzazione
spaziale delle
immagini
Le sequenze d’impulso in RM si
dividono in
§ Spin-Echo (SE)
convenzionali
§ Inversion Recovery (IR) +
STIR, SPIR,FLAIR
§ Gradient-Echo (GE)
rapide
§ Fast o Turbo Spin-Echo (FSE o
TSE)
§ Gradient-Echo Spin-Echo (GRASE)
§ Echo Planar Imaging (EPI)
ultrarapide
Le sequenze
§ Half Fourier Single Shot Spin-Echo
(HASTE)
Le sequenze SE
La sequenza SE si ottiene con l’invio di un primo
impulso di RF a 90° e con un secondo a 180°,
che permette la registrazione dell’eco del segnale.
Nella sequenza SE le
variabili di maggiore
importanza
sono
due…
1) il tempo di ripetizione (TR), che è l’intervallo di tempo
tra l’inizio di una sequenza e l’inizio di una successiva;
2) il tempo di eco (TE), che è l’intervallo di tempo tra
l’invio dell’impulso a 90° e la comparsa dell’eco.
Le sequenze SE
Con opportune variazioni dei parametri TR e TE è possibile
ottenere sequenze SE
T1-dipendenti
DP-dipendenti
T2-dipendenti
ottenute con
TR e TE brevi
ottenute con TR
lungo e TE breve
ottenute con TR
e TE lunghi
Sostanza bianca Ý
Grasso
(TR/TE 530/15) Ý
Liquor
ß
Le sequenze SE
Sostanza bianca Û
Grasso
(TR/TE 2287/30 )Û
Liquor
Û
Sostanza bianca ß
Grasso
(TR/TE 2287/100 ) ß
Liquor
Ý
Le sequenze SE, in conclusione, permettono
di ottenere un alto contrasto tissutale
(fattore di vantaggio rispetto alle altre
sequenze RM), ma risultano avere bassa
suscettibilità magnetica e soprattutto tempi
di acquisizione molto lunghi, che di
conseguenza favoriscono artefatti legati a
movimenti fisiologici del paziente (respiro,
pulsazione cardiaca, flusso ematico,
peristalsi, ecc.) e tempi di permanenza del
paziente nel magnete particolarmente
lunghi.
Le sequenze SE
Le sequenze IR
La sequenza IR sono caratterizzate da un impulso
preparatorio di inversione a 180°
seguito dagli impulsi di eccitazione di una qualsiasi
sequenza.
Nella sequenza IR la
variabile di maggiore
importanza è il Tempo di
Inversione (TI), che
rappresenta l’intervallo
che
intercorre
tra
l’impulso preparatorio a
180° e l’inizio della
sequenza (primo impulso
a 90°).
Nelle sequenze IR il TE è comunque breve, mentre il TR è molto
più lungo rispetto alle sequenze SE T1-dipendenti.
Le sequenze IR
Selezionando opportunamente valori TI è possibile attenuare o
sopprimere il segnale di un determinato tessuto.
Per questo, è possibile distinguere diversi tipi di sequenze IR.
Le più diffuse sono
la Short-Tau IR
(STIR)
la Selective Partial IR
(SPIR)
Permette di annullare
il segnale del grasso,
quello di tessuti o
liquidi
biologici
caratterizzati da un
tempo di rilassamento
T1 breve, nonché il
mdc paramagnetico.
Permette di annullare
solo il segnale del
grasso, utilizzando una
presaturazione spettrale,
e di conservare quello
di molecole a T1 breve,
come il mdc.
Le sequenze IR
la Fluid Attenuated IR
(FLAIR)
Permette di annullare
il segnale del liquor
cefalo-rachidiano.
STIR
La sequenza STIR è
caratterizzata da un
TI breve (100/200 msec), un
TE breve e un TR lungo.
Le sequenze IR
SPIR
Nella sequenza SPIR, per
saturare il grasso, si utilizza una
presaturazione selettiva. Risulta
molto utile per studi pre e postcontrastografici.
Le sequenze IR
FLAIR
Nella sequenza FLAIR il TI è
molto lungo (1800/2500 msec),
come anche il TE (120/200 msec) e
il TR (anche di 10000/12000 msec).
Le sequenze IR
Le sequenze IR, in conclusione,
presentano come grosso vantaggio un
rilevante fattore diagnostico, riuscendo
ad evidenziare lesioni che le tradizionali
sequenze
SE
avrebbero
potuto
mascherare, ma anche un lungo tempo di
acquisizione e una certa sensibilità ad
ogni tipo di artefatto.
Le sequenze IR
Le sequenze GE
La sequenza GE si ottiene con l’invio di un impulso di
RF non più a 90°, ma con un angolo di deflessione o
flip angle (FA) inferiore a 90°.
Dopo l’impulso RF non viene applicato un impulso a
180°, ma viene attivato un gradiente (“eco di gradiente”)
che determina l’eco del segnale.
Con le sequenze GE è possibile realizzare una dipendenza T1,
DP e T2 variando i valori di TR, TE e soprattutto del FA.
una dipendenza T1 si ottiene con
FA elevato (> 60°) e
TE breve (~ 10 msec)
una dipendenza T2 si ottiene con
FA piccolo (< 40°) e
TE lungo (~ 20 msec)
Le sequenze GE
Le sequenze GE presentano molteplici vantaggi, che le fanno
preferire alle altre:
- Ý rapidità (nell’esecuzione della sequenza);
- Ý maneggevolezza (nell’uso di un gradiente rispetto agli impulsi
RF);
- ß cessione di energia (meno impulsi di RF);
- acquisizioni con tecnica 2D/3D;
- ß spessore di strato;
- Ý segnale di flusso;
- Ý suscettibilità magnetica (nella ricerca di depositi di emosiderina,
calcio, ferro).
Lo svantaggio delle sequenze GE è rappresentano dagli artefatti da
suscettibilità magnetica, dovuti a protesi metalliche.
Le sequenze GE
La possibilità di acquisizioni molto rapide ha permesso di utilizzare le
sequenze GE negli studi dinamici, come ad es. nelle CE Angio-RM…
…sfruttando spessori di
strato molto piccoli
(anche di 0,5 mm) e
acquisizioni con tecnica
tridimensionale della
durata di 20/30 sec.
Le sequenze GE
Inoltre nella sequenza GE, l’uso di TR bassi permette di incrementare
il segnale del sangue che entra nello strato in esame provenendo da
volumi non sottoposti a precedenti rilevamenti. Ciò è alla base
dell’Angio-RM.
Le sequenze GE
Nelle sequenze GE l’alta suscettibilità magnetica determina
• il rilevamento di depositi
patologici di sostanze
paramagnetiche;
Le sequenze GE
• l’aumento di artefatti
legati alle disomogeneità di
campo magnetico,
dovuti a materiale metallico.
Le sequenze FSE o TSE
La sequenza TSE può essere considerata una sequenza SE
multieco rapida basata principalmente su
L’Echo Train Length (ETL)
L’Echo-spacing (ES)
Rappresenta il treno di echi,
cioè il numero di echi generati
nello stesso TR grazie a tanti
impulsi a 180° successivi al
prima impulso a 90°.
Rappresenta
tra gli echi.
l’intervallo
Variando adeguatamente l’ETL e l’ES è possibile ottenere delle
modifiche importanti sul tempo di acquisizione e sulla
semeiotica del segnale.
Un Ý dell’ETL riduce:
Un Ý dell’ETL incrementa:
• il tempo d’esame. Il tempo di
• la
acquisizione di una TSE viene
ridotto, rispetto alla SE, di n.
volte in rapporto al numero di
echi secondo la formula:
• gli artefatti;
Ta= TRxNEXxNPCF
ETL
• il numero delle scansioni
eseguite per un determinato
TR.
Le sequenze TSE
T2-dipendenza
della
sequenza per TR e TE
comunque lunghi;
• una cessione di energia al
paziente rispetto
convenzionali.
alle
SE
Un Ý dell’ES riduce:
Un Ý dell’ES incrementa:
• il contrasto dell’immagine
RM;
• il tempo di acquisizione
per strato;
• il rapporto segnale/rumore
(S/R);
• il range del TE per un dato
ETL;
• il numero di strati per un
determinato TR.
• la suscettibilità magnetica;
• gli artefatti.
Le sequenze TSE
Anche con le sequenze TSE è possibile ottenere diverse
pesature, sempre variando i parametri ETL, ES nonché TR e TE
T1-dipendenti
Risultano
utilizzate per
poco
1)
lo
scarso
guadagno di tempo
rispetto
alle
SE
convenzionali;
2)
la
sensibilità
artefatti.
Le sequenze TSE
maggior
agli
DP-dipendenti
T2-dipendenti
Sono più sfruttate rispetto alle SE
convenzionali per
1) il notevole guadagno di tempo;
2) una semeiotica del segnale molto
simile a quella delle SE.
Le sequenze GRASE
La sequenza GRASE è una tecnica ibrida che ha
caratteristiche sia della TSE sia della GE, riunendo i
vantaggi di entrambe.
combinazione SE (con RF a 180°) +
GE (con applicazione di un FA)
La sequenza GRASE presenta vantaggi molto importanti:
Ý rapidità (simile alle GE);
Ý contrasto tissutale (simile alle TSE);
ß cessione di energia (simile alle GE);
ß suscettibilità magnetica (simile alle TSE).
Le sequenze EPI
La sequenza EPI è una sequenza ultraveloce (~ 20 msec per
ogni immagine), caratterizzata dall’acquisizione di un solo
impulso nel tempo di un unico TR.
La matrice viene acquisita con un unico TR (“single shot
ecoplanar”) o con pochi TR ripetuti (“multishot”).
E’ una tecnica definita anche “snap-shot”, poiché un’intera
immagine è generata dopo un singolo impulso di RF.
Può essere applicata a sequenze SE, GE, IR ed anche a
tecniche con soppressione del grasso.
SE EPI T2-dipendente
GE EPI T1-dipendente
con saturazione del grasso
GE EPI T1-dipendente
…a volte, tuttavia, si creano artefatti che possono distorcere le
immagini.
IR EPI
Le sequenze EPI
GE EPI T2-dipendent e
SE EPI T2-dipendent e
L’elevata velocità di esecuzione delle sequenze EPI a favorito
moltissimo lo sviluppo di studi funzionali come
la diffusione;
la perfusione;
l’attivazione corticale.
Le sequenze EPI tuttavia presentano degli svantaggi da tenere
in considerazione:
Ý suscettibilità magnetica;
Ý possibilità di artefatti (soprattutto su interfacce osso o
aria/tessuti molli).
Le sequenze EPI
Le sequenze HASTE
La sequenza HASTE presenta tempi di acquisizione maggiori
(~ 1/2 sec per ogni immagine) rispetto all’EPI.
Tecnicamente le sequenze HASTE sono ottenute con l’invio di
un singolo impulso a 90° con successivo treno di impulsi RF a
180° e produzione di 128 echi.
In questo modo viene acquisita poco più di metà matrice,
mentre la restante parte necessaria per completare l’immagine
è ottenuta mediante una ricostruzione Half-Fourier.
Le caratteristiche delle immagini ottenute con sequenze
HASTE sono molto simili a quelle delle sequenze TSE.
Il vantaggio sta però in tempi di acquisizione molto bassi, con
conseguente riduzione di possibili artefatti da movimento,
soprattutto con pazienti poco collaboranti.
Lo svantaggio più grosso, come nelle TSE, è dato dalla bassa
suscettibilità magnetica.
Le sequenze HASTE