TEMEL MRG FİZİĞİ. Prof. Dr. Kamil Karaali Akdeniz Üniversitesi Tıp Fakültesi

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "TEMEL MRG FİZİĞİ. Prof. Dr. Kamil Karaali Akdeniz Üniversitesi Tıp Fakültesi"

Oz Hayrettin
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 TEMEL MRG FİZİĞİ Prof. Dr. Kamil Karaali Akdeniz Üniversitesi Tıp Fakültesi

3 Ders Planı Giriş MRG Cihazı Manyetizma Relaksasyon Rezonans Görüntü oluşumu

7 Magnet MRG sisteminin kalbi Güçlü; Homojen; Sabit bir manyetik alan oluşturur

8 Magnet MRG sistemlerinin çoğunda manyetik alan gücü Tesla arasında Sinyal, Tesla gücü ile orantılı artar Deneysel amaçlı ünitelerde bu değer çok daha yüksek

9 Homojenite

10 Soru 1 MRG cihazlarında homojenite birimi nedir? A) Gauss / cm B) ppm C) Tesla D) watt/kg E) hpa

11 Soru 1 MRG cihazlarında homojenite birimi nedir? A) Gauss / cm B) ppm C) Tesla D) watt/kg E) hpa

12 Ppm: parts per million Ne kadar küçük ise homojenite o kadar iyi

13 Magnet tipleri Manyetik alan gücüne göre Düşük Tesla lı (low-field): 0.2 T altı Orta Tesla lı (mid-field): T Yüksek Tesla lı (high-field): 1.5 T üstü

14 Magnet tipleri Manyetik alanın oluşturulma şekline göre Sabit (permanent) magnet Rezistif magnet Süperiletken magnet

15 Açık MR Magnet

16 Kapalı MR Magnet

17 Manyetik alan oluşumu Permanent magnetler doğal mıknatıs Rezistif ve süper iletken magnetlerde ise elektrik akımı ile manyetik alan oluşturulmakta

18 Faraday ın indüksiyon yasası

19 Süperiletken Magnet Günümüzde kullanılan sistemlerin çok büyük kısmı Yüksek Tesla gücüne yalnızca süperiletken magnetler ulaşabilir

20 Süperiletkenlik Süperiletkenlik, iletken bir maddenin 4 K ( C) ye kadar soğutulması sonrası elektrik akımına olan direncinin sıfıra yaklaşması olayıdır. Direnç sıfıra yakın, akım bir kez uygulandıktan sonra elektrik tüketimi çok az

21 Süperiletken Magnet Kriyojen: Kaynama derecesi -160 C (110 K) nin altında olan sıvılar (azot, helyum gibi) Kriyostat: İçinde kryojenleri ve bakır iletkenleri bulunduran, iç içe geçmiş ünitelerden oluşan, vakumlu, termos benzeri yapı

22 GANTRİ Vücut sarmalı Gradient sarmallar Magnet: -kriyojen -iletkenler -shim sargılar

23 Gradient koiller Manyetik alan gücünü 3 değişik düzlemde değiştiren koillerdir y z x

24 Gradient koiller Alıcı koil Hasta

25 Gradient koiller MRG de sinyalin nereden geldiğinin saptanmasını ve dolayısı ile kesit alınabilmesini sağlayan koillerdir

26 Soru 2 MRG cihazının merkezinde gürültü düzeyi ne kadardır? A) 20 db B) 50 db C) 72.3 db D) 110 db E) Sessizlik hakimdir

27 Soru 2 MRG cihazının merkezinde gürültü düzeyi ne kadardır? A) 20 db B) 50 db C) 72.3 db D) 110 db E) Sessizlik hakimdir

28 Gradient koiller Tetkik sırasında oluşan gürültünün ana kaynağı 110 db 90 db 140 db

29 RF koiller Dokudaki protonları uyarmak için RF pulsunu gönderen ve gelen sinyali algılayan bakır sargılar.

30 Koil= sargı=sarmal=bobin

31 RF koiller Kullanıldıkları anatomik bölgeye göre Kafa, vücut, ekstremite, spine, TME,.

32 Manyetik Rezonans Görüntüleme

33 Manyetizma

34 Manyetizma İki cismin arasındaki çekme veya itme kuvveti

35 Manyetizma Mikroskopik (Nükleer) manyetizma Eksternal (dışsal) manyetizma

36 Mikroskopik (nükleer) manyetizma Elektrik yüklü parçacıkların hareketi ile oluşur

37 elektrik yük + rotasyon + manyetizma

38 Nötron (yüksüz) Proton (pozitif yüklü) Elektron (negatif yüklü) ATOM

39 proton elektron HİDROJEN ATOMU

40 proton HİDROJEN İYONU

42 + Spin

43 Salınım (Presesyon) +

44 Dışsal Manyetik Alan (B 0 ) Gauss / Tesla birimi ile ölçülür 1 Gauss = 1 santimetrekarede 1 manyetik alan çizgisi Yerkürenin manyetik alan gücü 0.5 Gauss tur Gauss = 1 Tesla

46 Net manyetik kuvvet N P B o A S

47 Rezonans

50 Rezonans Belirli bir frekansta titreşen sisteme (aynı frekans ile) enerji aktarımı MRG pratiğinde protonların salınım frekansına eşit frekansta radyo dalgaları ile enerji aktarılması ya da uyarılmasıdır

51 Protonların salınım frekansı kaçtır? +

52 Larmor Denklemi ω 0 =γ. B 0 Frekans = Sabit x Dış manyetik alan gücü

53 Soru 3 Hidrojen için γ değeri nedir? A) 11,1 MHz B) 23,2 MHz C) 43,6 MHz D) 63,9 MHz E) Ölçülemez

54 Soru 3 Hidrojen için γ değeri nedir? A) 11,1 MHz B) 23,2 MHz C) 43,6 MHz D) 63,9 MHz E) Ölçülemez

55 1 Tesla: proton salınım frekansı 42.6 MHz (γ) 1 Hz = Saniyede bir salınım SORU: 1.5 T da salınım frekansı ne olur? 63.9 Mhz

56 RF pulsu Güçlü manyetik alan (B 0 ) içindeki protonlar, Larmor frekansına eşit frekansta radyofrekans (RF pulsu) ile uyarılır (enerji aktarılır)

57 RF dalgası, radyo istasyonlarının kullandıkları frekans spektrumu içinde kalan bir elektromanyetik dalga türüdür.

58 Elektrikle çalışan birçok aygıt benzer radyo dalgaları üretir (asansör, otomobil vb gibi hareketli olanlarda daha belirgin). Dış kaynaklı RF dalgaları manyetik inhomojeniteyi bozabilir. Bu nedenle çekim odaları izole edilir (Faraday kafesi).

59 Shielding (kalkanlama) Faraday kafesi prensibi

60 Shielding (kalkanlama) Faraday kafesi prensibi İletken tellerden örülmüş kafes yapısı, içerideki hacme elektriksel alanların geçişine izin vermez

61 Shielding (kalkanlama) Çekim odasının duvarları bu tip iletken teller ve levhalar ile sarılır (pasif kalkanlama)

64 Relaksasyon?

65 Relaksasyon Rezonans sonucu dokuya aktarılan enerjinin sonlandırılması ile dokudaki protonların eski enerji seviyesine dönmesidir

67 Görüntü oluşumuna devam. 67

68 Net manyetik kuvvet N B o S

69 B 0 yönündeki aksa z aksı veya longitudinal aks, buna dik olan düzleme de x,y düzlemi ya da transvers düzlem denir.

70 y z x

72 M=doku manyetik vektörü

73 RF pulsu RF pulsu verilince iki etki meydana gelir Protonlardan bir kısmı yüksek enerji seviyesine ( anti-paralel konum) geçer, longitudinal manyetik vektörü küçülür. Diğer bir etki de protonların in-phase konumuna geçmesidir

75 In-phase / Out-of-phase RF uygulamasının önemli bir sonucu da protonların out-of-phase konumundan inphase konumuna geçmesidir. Transvers manyetizasyonun oluşumu bu sayede olur.

76 Diğer bir etki de protonların in-phase konumuna geçmesidir out of phase

77 Diğer bir etki de protonların in-phase konumuna geçmesidir in phase

78 M z küçüldü, M x,y oluştu out of phase in phase

79 Transvers (x,y) düzlemde oluşan manyetik vektör neden bu kadar önemli??

80 Faraday ın indüksiyon yasası

82 MR Sinyali

83 Neyi ölçüyoruz? Doku manyetizasyonundaki bu değişim süreci, RF antenlerinde Larmor frekansına eşit frekanslı bir alternatif elektrik akımı oluşturur. Böylece dokudan gelen sinyal ölçülebilir ve bu sinyallere göre görüntüler oluşturulabilir.

84 Her zaman transvers düzlemdeki manyetizasyon ölçülür Longitudinal düzlemden ölçüm yapma imkanı yoktur.

85 Longitudinal relaksasyon RF PULS A B C D E Spin-lattice relaksasyon

86 Transvers relaksasyon RF PULS A B C D E Spin-spin relaksasyon

87 90 RF PULS A B C D E

88 sinyal zaman Longitudinal relaksasyon (T1 relaksasyon)

89 sinyal A B zaman Longitudinal relaksasyon (T1 relaksasyon)

90 sinyal A A B %63 B zaman T1 zamanı (A dokusu) T1 zamanı (B dokusu)

91 sinyal zaman Transvers relaksasyon (T2 relaksasyon)

92 sinyal A B zaman Transvers relaksasyon (T2 relaksasyon)

93 sinyal A B %37 A B T2 zamanı (A dokusu) T2 zamanı (b dokusu)

94 T1 ve T2 relaksasyonları, aynı anda başlayıp birlikte devam eden, ancak devam etme süreleri birbirinden farklı olan süreçlerdir. T1 değeri sıfırdan başlar, maksimum seviyesine doğru ilerler, T2 ise maksimumdan başlayarak sıfıra doğru azalma gösterir.

95 Görüntü Oluşumu

96 MRG de Nasıl Kesit Alınır? 96

97 63,9 Mhz +gradient - gradient kesit

98 Kesit kalınlığı Kesit kalınlığı iki şekilde değiştirilebilir: RF pulsunun band genişliği değiştirilerek (64-65 Mhz yerine MHz) Gradient sargı gücü değiştirilebilir (1 gauss/cm yerine 2 gauss/cm)

99 Kesit kalınlığı: RF BW / (. GA) RF BW: RF band genişliği : gyromanyetik sabit GA : Gradient amplitüdü

100 z ekseni tamam, ya x,y?? 100

101

102 FREKANS KODLAMA

103 FREKANS KODLAMA FAZ KODLAMA

104 Frekans farklı zaman

105 Faz farklı zaman

106 FREKANS KODLAMA FAZ KODLAMA

107

108 K-space Sekans elde edilirken, sayısal MR sinyallerinin biriktiği geçici görüntü deposu K-space dolduğunda görüntünün son haline ait tüm veri mevcut

109 Fourier transformasyon Jean Baptiste Joseph Fourier ( )

110 Fourier transformasyon

111 Fourier transformasyon

112 K-space faz frekans

113

114 114

115 K-space K-space in merkez kısımları görüntünün kontrast (ve SNR) bilgisini içerir (=düşük frekanslı sinyaller) K-space in dış kısımları ise görüntünün çözünürlük (kenar keskinliği) bilgisini içerir (=yüksek frekanslı sinyaller)

116 k = max Faz 0 KONTRAST ÇÖZÜNÜRLÜK k = min frekans

117 Perifer Tüm Merkez

118 Teşekkür Prof. Dr. Utku Şenol a Slaytlardaki desteği için teşekkür ederim

Benzer belgeler

Radyolojik Teknikler - I MRG

F.Ü. SHMYO Tıbbi Görüntüleme Teknikleri 2014 Radyolojik Teknikler - I MRG Selami SERHATLIOĞLU MANYETİK REZONANS GÖRÜNTÜLEME Manyetik güç birimi; 1 Tesla = 10.000 Gauss, (MRG) Dünyanın da sabit bir manyetik