Imagenología por Resonancia Magnética Rodolfo Grosso Núcleo de Ingeniería Biomédica Facultades de Ingeniería y Medicina UdelaR Localización espacial
Detección Se coloca una bobina receptora en las inmediaciones para medir la magnetización transversa. Extraída de [1]. Por Faraday se induce una corriente oscilante de RF. La señal se llama FID (Free Induction Decay).
Problema Si el campo externo es uniforme, todos los protones resonaran a la misma frecuencia de Larmor y serán excitados simultáneamente por el pulso de RF, no pudiendo determinar de que parte del tejido proviene la señal. Solución Uso de gradientes magnéticos.
Gradientes Definición Un gradiente de un campo magnético es una variación lineal del mismo con respecto a la posición (no al tiempo). P. ej. según z: B(z) = G z.z + B 0 Figura 1: Esquema de un gradiente. Extraída de [25].
Se obtienen mediante campos magnéticos adicionales generados por bobinas que suman o restan al campo magnético uniforme. Se usan tres gradientes, según x, y y z. Figura 2: Ubicación de los gradientes. Extraída de [16].
Selección del slice Aplicamos un gradiente según z. Posición determinada por la frecuencia central del pulso de RF. Espesor determinado por la pendiente del gradiente y el ancho del pulso de RF. Figura 3: Aplicación de gradiente según z. Extraída de [2].
En resumen, hasta ahora... Figura 4: Identificación de la señal del slice. Extraída de [7].
Por ejemplo: Figura 5: Slice 3x3 voxels. Extraída de [2]. Figura 6: Todos los voxels resuenan a w 0. Extraída de [2].
Señal de un voxel Figura 7: Motivación a la solución. Extraída de [7].
Codificación en frecuencia Figura 8: En cada columna se considera una frecuencia diferente. Extraída de [2].
Codificación de fase Figura 9: En cada fila se considera una fase diferente. Extraída de [2].
Figura 10: Aplicación de gradientes. Extraída de [5].
K-space Figura 11: K-space. Extraída de [23].
Caso real: K-space e imagen Figura 12: Un caso real. Extraída de [8].
Caso real: K-space e imagen Figura 13: Un caso real. Extraı da de [8].
Resumen de IRM Fenómeno de la RMN Relajación: T1, T2, TR, TE, Spin echo Contraste de imágenes Detección, gradientes y Fourier
Historia
Reconocimiento
[1] Zhi-Pei Liang, Paul Lauterbur - Principles of magnetic resonance imaging. IEEE Press Series in Biomedical Engineering [2] Hashemi, R; Bradley, W.; Lisanti, C. - MRI: The Basics, 2nd Edition. Lippincott Williams & Wilkins [3] Haacke, E.; Brown R,; Thompson M.; Venkatesan R. - Magnetic Resonance Imaging Physical Principles and Sequence Design. Wiley-Liss [4] Golland, P. - Spatial Encoding In MRI And How To Make It Faster. http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd =1&ved=0CB4QFjAA&url=http%3A%2F%2Fpeople.csail.mit.edu%2F polina%2fpapers%2fgolland_mriphysics_tr.pdf&ei=l4tzve_j LunIsQT8voKQBQ&usg=AFQjCNHb1B_PhJ-dQDjgcDX4L87EsCuLXg& sig2=apgkccbgos51bnf2xfnq2w [5] Sprawls P. - The Physical Principles of Medical Imaging. http://www.sprawls.org/resources/ [6] Joseph Hornak - The Basics of MRI. http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/index.html [7] Allen Elster - Questions and Answers in MRI. http://mriquestions.com/index.html
[8] Patrick W. Stroman - Essentials of Functional MRI. CRC Press [9] Susana García Regué - Principios físicos de la imagen por resonancia nuclear - http://www.garciaregue.ecaths.com/archivos/garciaregue/rmn.1 [10] Wikipedia - Espin - http://es.wikipedia.org/wiki/esp%c3%adn [11] Daniel Geido - Resonancia Magnética - Diapositivas del curso Imágenes médicas, Adquisición, Instrumentación y Gestión. Facultad de Ingeniería UdelaR, 2011 [12] Jo Blackburn - Capítulo 13, Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear - Richland College, Dallas, TX http://bc.inter.edu/facultad/ocueto/chapter_13au.ppt [13] Fundamentos de Química Orgánica, Tema 10 Espectroscopía de resonancia magnética nuclear - Universidad de Valencia http://www.uv.es/jcastell/espectroscopia.pdf [14] D. Manreza Paret y A. Pérez Abreu - Resonancia magnética - Facultad de Física, Universidad de La Habana
[15] D. Weishaupt, V. Köchli & B. Marincek - How Does MRI Work? - An Introduction to the Physics and Function of Magnetic Resonance Imaging. Springer Verlag [16] - Spatial Encoding - http://www.anst.uu.se/hanslund/med_tekn/mri%20xyz.pdf [17] - Estructura Atómica - http://www.profesorenlinea.cl/fisica/atomoestructura.htm [18] Juan Sebastián Triviño. - Imágenes por Resonancia Magnética Nuclear pesadas por Campos Locales. Facultad de Matemática Astronomía y Física, Universidad Nacional de Córdoba, Marzo 2010 [19] - MRI and Contrast - Introduction to Imaging http://inst.nuc.berkeley.edu/ne107/lectures/mri_iii_contrast [20] - Spin Echo Imaging - ISMRM http://cds.ismrm.org/protected/11mproceedings/files/ismrm201 [21] Manuel Freire Rosales. - Fundamentos físicos de las imágenes médicas: Resonancia Magnética. Depto. de Electrónica y Electromagnetismo, Facultad de Física, Universidad de Sevilla http://personal.us.es/alberto/ffisim/material/resonancia.pdf
[22] CNS Clinic - Jordan - Munir Elias. - MRI Physics. http://www.iomonitoring.org/mrphysics.htm [23] John Ridgway. - Cardiovascular magnetic resonance physics for clinicians: Part I. https://www.researchgate.net/figure/49645994_fig12_ Image-reconstruction-k-space-and-image-space-The- MR-signals-derived-from-each-phase [24] - spatial encoding part 1. https://es.slideshare.net/shape_society/240-spatial-encoding [25] - Signal detection. http://www.81bones.net/mri/mri_sigprocessing1.pdf