Transcript T2 parlama etkisi

TEMEL MR FİZİĞİ
Dr. Faysal Ekici
Dicle Üniversitesi Tıp
Fakültesi
• wL= γBo
f = 1/T = ¼ = .25
NEX
 f(QF) f(B)
BW
 f(slicegap)  f(reconstruction)
SNR  I  voxelx, y , z 
Magnet
• MR sisteminin ana bölümüdür.
• Güçlü;
• Homojen;
• Sabit bir manyetik alan
oluşturur
Magnet
• Birçok MRG sisteminde
manyetik alan gücü 0.2-3T
arasında değişmektedir.
• Sinyal Tesla gücü ile orantılı
artar.
Magnet Tipleri
• Manyetik Alan Gücüne Göre
• *Düşük Tesla’lı: 0.2T altı
• *Orta Tesla’lı:0.2-1T
• *Yüksek Tesla’lı:1.5T üstü
• Manyetik alan oluşturulma
şekline göre
• *sabit (Permanent) magnet
• *Rezistif magnet
• *Süperiletken magnet—
günümüzdeki MR’ların çoğu
Gradient Koiller
• Manyetik alan gücünü 3 değişik
düzlemde değiştiren koillerdir.
• Kesit belirleme, frekans
kodlama ve faz kodlama
işlemlerini gerçekleştirir.
RF Koiller
• Dokulardaki protonları uyarmak
için RF pulsu gönderen ve
dokulardan gelen sinyalleri
saptayan koillerdir.
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.
• 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
• 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.
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
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.
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.
• **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.
• **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.
**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.
**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 Kalanının birden fazla faz çizgisi ile
doldurulmasıdır.
**Turbo IR
• Konvansiyonel STIR imajlar zaman
açısından efektif değildir. Bu da klinik
kullanımı etkilemektedir. Bu handikabı
ortadan kaldıran hızlı STIR sekansı kasiskelet görüntülemesinde önemlidir. Bu
sekansta BOS parlak izlenir. Uzun TI
değeri kullanılarak FLAIR sekansı
oluşturulmuştur.
DİFÜZYON MR
• 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
• 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.
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
• (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.
• 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.
• 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
• 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
• 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.
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)
• 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.
• 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
• 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.
• İskemik hasar sonrası T2 sinyal artışı ilk
6 saatte ortaya çıkar.
• Bu dönemde DAG’de ADC değerlerindeki
azalma ile kolayca tanı konabilir.
Sol hipokampüste difüzyon
kısıtlılığı gösteren akut enfarkt
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
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
• 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
• İzo-hipointenstir.
• Herpes ensefalitinde kısıtlanmış
difüzyon odakları izlenebilir.
• Resim 1
Verteks düzeyinde sol frontal subkortikal
yerleşimli çevresinde vazojenik ödem bulunan
periferik kontrast tutulumu gösteren kistik
kitle
MR SPEKTROSKOPİ
Dokunun belli bir volümündeki
metabolitlerin sayısı ve çeşidinin
grafik olarak gösterilmesidir.
Dokunun kimyasal bileşimini gösteren
non-invazif bir metoddur.
KLİNİK KULLANIM
• 1) Tümör, inme, apse, demiyelinizan
hastalık, metaboloik hastalıklar
gibideğişik intrakranyal patolojilerde
izlenen metabolit değişikliklerini
saptama ve bunların ayırıcı tanısında
• 2) tümörün greydini belirleme
• 3) Tedaviyi planlama
• 4) Tedaviye yanıt veya progresyonu
izlemede
• 5) Rezidü/reküren tümörü radyasyon
nekrozundan ayırmada yardımcıdır.
1H MRS’de beyin metabolitleri
• MRS’de az miktardaki metabolitlerin
sinyallerini ölçmek amaçlanmaktadır.
• Su konsantrasyonu diğer
metabolitlerden1000- 100.000 kat
fazladır, ‘‘chemical shift selective
excitation’’(CHESS) kullanılarak su
baskılanır
1H MRS’de beyin metabolitleri
METABOLİT
LİPİT
LAKTAT
ALANİN
NAA
Glx
Cr/PCr
KOLİN
GLUKOZ
MI
PİK POZİSYONU
0.9-1.4
1.33
1.48
2.02,2.60
2-2.4, 3.6-3.8
3.02, 3.94
3.2
3.43, 3.80
3.56, 4.06
Single Voksel MRS (SVS)
• MR imajları kullanılarak lezyon 3 boyutlu
lokalize edilir.En küçüğü 1 cm olmak üzere
boyutları ayarlanabilen kutucuk olarak lezyon
bölgesi seçilir. Voksel boyu yeterli
sinyal/gürültü oranını sağlayabilmesi için 1-8
cm3 arasında olmalıdır.
• Voksel patolojiyi kapsarken normal doku içinde
veya komşuluğunda kemik, hava, yağ ve
hemoraji gibi manyetik hassasiyette yüksek
farklılıklara neden olan dokuların varlığında
MRS inceleme zorlaşır.
• SVS diffüz ve soliter lezyonlarda
faydalıdır.
• MR görüntülemede olduğu gibi farklı
sekanslar kullanılabilir. Bunlar STEAM
(stimulated echo acqusition mode) ve
PRES (point resolved spectroscopy) dir.
Her ikiside klinik spektroskopik
çalışmada kullanılabilen başarılı
sekanslardır. STEAM tekniği T2
relaksasyon zamanı kısa olan
metabolitleri ortaya koyabilmek için
kullanılır.
• SVS seçildiğinde patolojik verilerin
kıyaslanması için kontrlateral, simetrik
bir inceleme daha yapılması yanlış
yorumu önler.
• Çünkü metabolit oranları kişiden kişiye
ve yaş gruplarına gören farklılıklar
göstermektedir.
• Multivoksel MRS (CSI)
• Tek bir sekansta birbirine komşu multipl
volumetrik dokudan spektroskopik bilgi
sağlanmasını sağlar.STEAM ya da PRES
sekansları kullanılabilir. CSI ile hem
lezyon bölgesinden hem de normal
dokudan aynı incelemede bilgi elde
edebilmek önemli bir avantajdır.
TE’nin spektraya etkisi
• MRS’de kontrast mekanizması normal
MR sekanslarına benzer. Kısa TE
kullanıldığı zaman kısa relaksasyon
zamanına sahip metabolitlerden sinyal
alınır. Örneğin miyoinositol, lipitler,
glutamat, glutamin gibi sadece kısa TE
spektrada izlenir. Uzun TE seçildiğinde
yukardaki metabolitler baskılanır. Uzun
TE değerlerde avantaj temel beyin
metabolitlerinin (NAA, Cholin, Creatin
ve patolojik olarak mevcutsa laktatın
görülmesidir
TE:288 ms ile elde edilen SV MRS
TE:35 ms ile elde edilen SV
MRS
Uzun TE ? Kısa TE?
• Birkaç majör metabolitin incelenmesi
gereken durumlarda (örneğin: CVTE)
uzun TE bize daha yararlı bilgiler
sağlacaktır. Ancak TE değeri kısa olan
minör metabolitlerin incelenmesi gerekli
olan (örneğin: metabolik hastalıklar)
durumlarda kısa TE değeri içeren
teknikler uygulanmalıdır.
• Görsel değerlendirme esastır.
• Bu durumda hasta yaşı, spektranın elde
olunduğu lokalizasyon, spektranın TR ve
TE değerleri önemli faktörlerdir.
Patolojik spektra ile aynı parametrelerle
elde olunmuş normal taraf spektrası ile
mutlaka kıyaslanmalıdır.
• Bugün için yaygın kullanılan yöntem
metabolit pik oranlarını
hesaplamaktır.Creatin piki referans
olarak kullanılarak oranlar hesaplanır.
Proton MRS’de Metabolitler
• Beyin proton MRS’de spektrum NAA (Nacetylaspartate), Cr
(Creatine/phosphocreatine) ,Cho
(Choline), Lac (Lactate) gibi birçok
metabolitten oluşmaktadır. Normal
beyinde metabolitlerin
konsantrasyonubeyinde yaş ile orantılı
olarak varyasyon gösterir. Bu varyasyon
hayatın ilk 3 yılında daha belirgin olup 16
yaş üzerinde bile görülebilmektedir.
Neonatal beyninde dominant metabolit
Choline, erişkin beyninde NAA’dir. Beyin
• Maturasyonu geliştikçe NAA/Cr oranı yani
nöron gelişimi artar, Cho/Cr oranı azalır.
Cholin miktarı beyaz cevherde gri cevhere
görehafif fazladır.
• Metabolit konsantrasyonları özellikle 3.
ventrikül düzeyi ve altında önemli farklılıklar
göstermektedir. Ör: temporal bölgede NAA
düzeyi düşük, serebellar bölgede Cho ve Cr
düzeyleri yüksektir.
1) NAA (N-acetylaspartate)
• Rezonansı 2.02 ppm’dir. Bu pikte az
miktarda NAA-glutamate (NAAG) ve
bazı metabolitlerin de katkısı
olduğundan bazen NAAG olarak
tanımlanır. Daha küçük bir NAA piki 2.6
ppm’de görülebilir. Nöronal ve aksonal
marker olarak tanımlanır. SSS dışında
yoktur. Normal matur beyinde en yüksek
piktir. Nöronal ve aksonal dejenerasyon,
harabiyet yapan brçok patolojide (tm,
infarkt, hipoksi, MS, birçok
lökoensefalopati, epilepsi,
• Demans…) azalır. Reversibl kayıp
(travma, MS, AIDS, ALS) mümkündür.
NAA kaybı her zaman irreversibl olarak
yorumlanmamalı. MS, AIDS, ALS,
mitokondriyal hastalıklar ve temporal
lob epilepsisinde reversibl kayıp
görülmektedir.
• Benign tümör normal beyin dokusuna
göre normal veya düşük NAA piki
gösterir.
• Beyni infiltre etmeyen veya nöroglial
doku içermeyen ekstraaksiyel lezyonlar
NAA piki içermez.
• Artması Canavan hastalığı için tipiktir.
2) (Cho) Choline
• Rezonansı 3.23-3.03 ppm’dir. Hücre
membranında fosfolipit metabolizmasında
etkindir. Membran sentezi ve/veya hücre
sayısı artışını, miyelin yıkımını gösterir.
• Glial tm, Alzheimer hastalığı, kronik hipoksi,
epilepsi gibi birçok farklı patolojide
artmaktadır. Hepatik ensefalopatide azalır.
• Kolin piki en fazla oligodendrigliom ve
menenjiyom gibi benign patolojilerde artar.
• Nekrotik tümörler yüksek kolin seviyesi
ile apselerden ayrılır.
• Rezidü tm lerde ve tm progresyonunda
artar.
• Aktif MS plaklarında Cho artar.
• Serebral infarkt ve beyin apselerinde
Cho azalır.
Sol frontalde çevresel ödem, periferik kontrast tutulumu ve
diffüzyon kısıtlılığı gösteren apse ile uyumlu lezyonda tanıyı
destekleyen lipid artışı, Cho pikinde azalma
3) Cr (Cretine/phosphocretine)
• Rezonansı 3.02 ppm’dir. 3.94 pp’de ikinci
bir pik yapar. Beyin hücrelerinde enerji
bağımlı sistemlerde rolü olduğu, enerji
rezervi sağladığı belirtilmektedir. Diğer
metabolitlere göre nisbeten sabit
değerdedir. Genellikle kontrol ve
kıyaslama için kullanılır. Hipometabolik
durumlarda (travma, hipoksi, tm…) artar,
hipermetabolik durumlarda azalır.
4)Lac (Lactate)
• Rezonansı 1.33 ppm’dir. Normalde beyinde
MRS ile saptanmaz. TE 135 ms’de ‘‘inverted
doublet’’ şeklinde baseline altındadır. 270
ms’de baseline üstüne çıkar.
• Pik yakın rezonanstaki lipitlerle karışabilir,
ayırım gerektiğinde farklı TE’lerdeki bu
özelliği ile tanınabilir.
• İnfarkt, hipoksi, bazı glial tm’lerde (yüksek
gradeli) mitokondrial ensefalopati, kistte
artar.
• Laktat piki yüksek greydli tm lerde en
belirgindir.
5)mI (myoinositol)
• 3.56 ppm’de rezonans yapar.
• Aktif gliyal hücrelerde bulunduğu ve
ozmoregülatör rol oynadığı sanılmaktadır.
Bu nedenle gliyal markerdir.
• Alzheimer hst, frontotemporal demans,
demiyelinizan hst’lar, renal yetmezlik, DM,
bipolar hst Li kullanımında artar, kr hepatik
ensefalopati, inme, tm, enf da azalabilir.
TE:35 ms ile elde edilen SV MRS’de minör
metabolitler yanında 3.94 ppm’de 2. Cr piki var
• SABRINIZ İÇİN
TEŞEKKÜRLER……