Многослойная томография В главе 7 былапредставлена последовательность, основаннаяна 90-FID. Основываясь на этомпредставлении, время необходимое для получения изображения равняетсяпроизведению времени TR на число шагов фазового кодирования. Если TR равнялосьодной секунде, а число шагов градиента фазового кодирования равнялось 256, товремя, необходимое для получения изображения будет равняться 4 минутам 16секундам. Если необходимо получить 20 изображений интересующей нас области, товремя получения изображения будет приблизительно равно 1,5 часам. Очевидно, чтоэто является невозможным при поиске патологии. Если посмотреть на временнуюдиаграмму отображающей последовательности с временем повторения (TR) равнымодной секунде, станет ясным, что большая часть времени последовательностиостается неиспользованным. Это время может использоваться для возбуждениядругих срезов исследуемого объекта. Единственным ограничением является то, чтовозбуждение одного среза не должно никак влиять на возбуждение другого среза.Это может быть достигнуто применением срез-селектирующего градиента однойвеличины и изменением частот 90o-импульсов. Заметим, что три полосычастот от импульсов не перекрываются. В следующей анимации представлены три РЧимпульса, примененные за период TR. Все они имеют различные центральные частоты1,2 и 3. Как следствие, импульсы действуют на разные срезыотображаемого объекта.
Наклонная томография
Ортогональные плоскости изображения вдоль осей X,Y и Z легкополучаются с помощью отображающей последовательности, представленной в главе 7.Тем не менее, как быть, если интересующая анатомическая область не находится нив одной из трех ортогональных плоскостей? Наклонной томографией являетсяпроцесс получения изображений, которые лежат между обычными осями X, Y и Z.Наклонная томография проводится с применением линейных комбинаций X, Y и Zградиентов магнитного поля так, как если бы производился срез-селектирующийградиент, который бы был перпендикулярен отображаемой плоскости,фазо-кодирующий градиент вдоль одной оси отображаемой плоскости ичастотно-кодирующий градиент вдоль оставшейся оси изображения. Например, еслинеобходимо получить изображение среза, проходящего вдоль оси X, но между осямиZ и Y так, чтобы по отношению к оси Y он образовывал угол в 30o, апо отношению к плоскости Z - 60o , будет нужна следующая комбинацияградиентов.
| Срез-селектирующий градиент | Gz = Gs Sin 60o |
| Gy = -Gs Cos 60o | |
| Фазо-кодирующий градиент | Gz = G Sin 30o |
| Gy = G Cos 30o | |
| Частотно-кодирующий градиент | Gx = Gf |
Частотно- и фазо-кодирующий градиенты чередуются. Временнаядиаграмма последовательности выглядит следующим образом.
Спин-эхо томография
В главе 4 мы увидели, что сигнал может быть получен спомощью спин-эхо последовательности. Преимуществом спин-эхо последовательностиявляется то, что она вносит в сигнал зависимость от T2. Ввиду того,что некоторые ткани и патологическое образования имеют близкие по значению T1,но разные значения T2, использование отображающихпоследовательности, производящих изображения с зависимостями от T2,становится обоснованным. Так как изменение векторов намагниченности вследствиеприменения срез-селектирующего, фазо- и частотно-кодирующего градиентов схоже стем, что было представлено в главе 7, спин-эхо отображающая последовательностьбудет представлена только в виде временной диаграммы.
Временная диаграмма для спин-эхо отображающейпоследовательности имеет графы для РЧ импульсов, градиентов в магнитном поле исигнала. Срез-селектирующий 90o-импульс применяется вместе сосрез-селектирующим градиентом. осле прохождения периода времени, равного TE/2,следуют срез-селектирующий 180o-импульс вместе со срез-селектирующимградиентом.
Фазо-кодирующий градиент применяется между 90o- и180o- импульсами. Как и в предыдущей отображающейпоследовательности, фазо-кодирующий градиент изменяется по 128 или 256значениям междуGm и -Gm. Фазо-кодирующий градиент можетприменяться после 180o-импульса, однако, если мы хотим уменьшитьпериод TE, импульс применяется между 90o- и 180o- РЧимпульсами.
Частотно-кодирующий градиент применяется после 180o-импульса,во время регистрации эхо. егистрируемый сигнал является эхо. Спад свободнойиндукции, который наблюдается после каждого 90o-импульса, никак неиспользуется. Между 90o- и 180o- импульсами применяетсяодин дополнительный градиент. Этот градиент направлен так же, как ичастотно-кодирующий градиент. Он расфазировывает спины так, что онивозвращаются в одну фазу в самом центре эхо. Этот градиент оказывает такойэффект, что к началу регистрации эхо сигнал будет находиться на краюk-пространства.
Вся последовательность повторяется каждые TR секунд до техпор, пока не будут записаны все шаги фазового кодирования.
Томографияинверсия-восстановление
В главе 4 мы увидели, что сигнал магнитного резонанса можетбыть получен с помощью последовательности инверсии-восстановления.Преимуществом использования последовательности инверсии-восстановления являетсято, что она позволяет избавлять сигнал от одного компонента вследствие его T1.Из главы 4 мы помним, что при TI = T1ln2 интенсивностьсигнала равна нулю. Опять же, так как изменение векторов намагниченностивследствие применения срез-селектирующего, фазо- и частотно-кодирующихградиентов, схоже с тем, что было представлено в главе 7, последовательностьбудет представлена только в виде временной диаграммы.
Рассмотрим последовательность инверсии-восстановления, в которойдля регистрации намагниченности используется спин-эхо последовательность. РЧимпульсы - 180-90-180. Последовательность инверсии восстановления, в которойиспользуется 90-FID регистрация сигнала, похожа, с тем исключением, что 90-FIDзаменяется на спин-эхо часть последовательности.
Временная диаграмма для отображающей последовательностиинверсии-восстановления имеет графы для РЧ импульсов, градиентов в магнитномполе и сигнала. Срез-селектирующий 180o-импульс применяется вместесо срез-селектирующим градиентом. После прохождения периода времени равного TI,применяется спин-эхо последовательность.
Оставшаяся часть последовательности эквивалентна спин-эхопоследовательности. Эта часть спин-эхо регистрируется как намагниченность вовремя TI после первого 180o-импульса. (Вместо спин-эхо может бытьиспользована 90-FID последовательность). Все РЧ импульсы в последовательностиспин-эхо являются импульсами выбора среза. РЧ импульсы применяются вместе сградиентами выбора среза. Между 90o- и 180o- импульсамиследует фазо-кодирующий градиент. Фазо-кодирующий градиент изменяется, принимая128 или 256 значений между Gm и -Gm.
Фазо-кодирующий градиент не может быть применен послепервого 180o-импульса, так как на этом этапе еще нет поперечнойнамагниченности, фазу которой надо было бы кодировать. Частотно-кодирующийградиент применяется за вторым 180o-импульсом, и в это времярегистрируется эхо.
Эхо регистрируется как сигнал. После 90o-импульсаFID не используется. Расфазирующий градиент следует между 90o- и 180o-импульсами для установки начала получения сигнала на край k-пространства, какэто было описано в разделе спин-эхо томографии. Вся последовательностьповторяется каждые TR секунд.
Томография градиентное эхо
У всех ранее описываемых последовательностей есть одинсущественный недостаток. Для максимального сигнала им всем необходимапоперечная намагниченность, которая бы приходила в свое равновесное состояниевдоль оси Z до повторения последовательности. При большом T1 этоможет существенно удлинять время отображающей последовательности. Если женамагниченность восстанавливается в равновесие не полностью, сигнал слабее, чемесли бы происходило полное восстановление. Если намагниченность повернута наугол , меньший чем 90o, ее компонент Mz приходит вравновесие гораздо быстрее, но сигнал будет слабее, поскольку он будетпропорционален
Sin.Поэтому приходится жертвовать сигналом ради временисканирования. В некоторых случаях собирается и усредняется несколькоизображений для восстановления потерянного сигнала.
Последовательность градиентного эхо является применениемэтих принципов. Здесь представлена ее временная диаграмма. В отображающейпоследовательности градиентное эхо на объект воздействует срез-селектирующий РЧимпульс.Этот РЧ импульс обычно производит поворот на угол между 10oи 90o. Срез-селектирующий градиент применяется вместе с РЧимпульсом.
Далее следует фазо-кодирующий градиент. Как и в другихпоследовательностях фазо-кодирующий градиент меняется между Gm и -Gmпо 128 или 256 значениям.
Рафазирующий частотно-кодирующий градиент применяетсяодновременно с фазо-кодирующим градиентом для того, чтобы заставить спинынаходиться в фазе в середине периода сбора данных. Этот градиент противоположенпо знаку, включенному во время регистрации сигнала, частотно-кодирующемуградиенту. Эхо получается во время включения частотно-кодирующего градиентапотому, что этот градиент расфокусировывает расфазировку, которая проявляетсявследствие расфазирующего градиента.
Период времени, называемый временем эхо (echo time - TE)определяется как время между началом РЧ импульса и максимумом сигнала. Последовательностьповторяется каждые TR секунд. Период TR может быть очень мал (десятки миллисекунд).