S Magneettikuvauksen sovellukset Viikkoharjoitukset

Samankaltaiset tiedostot
S MRI sovellukset Harjoitustehtävät. Ryhmä 1 Juha-Pekka Niskanen Eini Niskanen

Tuomo Saloheimo SYVENTÄVÄÄ MAGNEETTIKUVAUKSEN FYSIIKKAA JA LAITEOPPIA

DIAGNOSOINTI MAGNEETTITUTKIMUKSELLA KORKEAN B ARVON DIFFUUSIOKUVAUKSELLA

MAGNEETTIKUVAUKSEN PÄIVITTÄINEN LAADUNVARMISTUS

MRI-sovellukset. Ryhmän 6 LH:t (8.22 & 9.25)

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 10: Moninkertaisten integraalien sovelluksia

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 10: Moninkertaisten integraalien sovelluksia

Radioamatöörikurssi 2016

Luku 15: Magneettinen resonanssi

Leikepaksuus magneettikuvauksen laadunvalvonnassa. Kandidaatintyö

Mikrofluidisten suspensiovirtausten kuvaus NMR:n etähavaitsemismenetelmällä. Otto Mankinen, NMR research group, University of Oulu

= ωε ε ε o =8,853 pf/m

Diffuusiotensorikuvauksen optimointi

Ch2 Magnetism. Ydinmagnetismin perusominaisuuksia.

Lääketieteellinen kuvantaminen. Biofysiikan kurssi Liikuntabiologian laitos Jussi Peltonen

MS-C1350 Osittaisdifferentiaaliyhtälöt Harjoitukset 5, syksy Mallivastaukset

Puun lahoamisprosessin seuraaminen NMR- ja MRI-menetelmillä

Flash AD-muunnin. Ominaisuudet. +nopea -> voidaan käyttää korkeataajuuksisen signaalin muuntamiseen (GHz) +yksinkertainen

Ultraäänen kuvausartefaktat. UÄ-kuvantamisen perusoletukset. Outi Pelkonen OYS, Radiologian Klinikka

Annoslaskennan tarkkuus ja metalliset implantit

e ax, kun x > 0 f(x) = 0, kun x < 0, 0, kun x > 0 e ax, kun x < 0 e (a iω)x dx = a+iω = 1 a 2 +ω 2. e ax, x > 0 e ax, x < 0,

Ch12 Kokeita spin-1/2 systeemillä. Yksinkertaisia mittauksia usean vuorovaikuttamattoman spin-1/2 ytimen systeemillä

kaikki ( r, θ )-avaruuden pisteet (0, θ ) - oli θ

JUHANA SORVARI Kahteen gradienttipariin perustuvan diffuusiopainotetun magneettikuvaussekvenssin

Kohina. Havaittujen fotonien statistinen virhe on kääntäen verrannollinen havaittujen fotonien lukumäärän N neliö juureen ( T 1/ N)

Petri Kärhä 04/02/04. Luento 2: Kohina mittauksissa

Tietotekniikan osasto. Magneettikuvantaminen. Tuulia Salo

Ch4 NMR Spectrometer

fmri kuvausdatan analysointi

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

Oppikirja (kertauksen vuoksi)

2. Miten aaltomuodot luokitellaan? Millaisia aaltomuotoja etenee koaksiaalijohdossa, suorakulmaisessa aaltoputkessa ja mikroliuskajohdossa?

8a. Kestomagneetti, magneettikenttä

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

Luento 15: Ääniaallot, osa 2

KOHINA LÄMPÖKOHINA VIRTAKOHINA. N = Noise ( Kohina )

LOPPURAPORTTI Lämpötilahälytin Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

4. Fourier-analyysin sovelletuksia. Funktion (signaalin) f(t) näytteistäminen tapahtuu kertomalla funktio näytteenottosignaalilla

Pinces AC/DC-virtapihti ampèremetriques pour courant AC

Radioamatöörikurssi 2017

Infarktialueen määrittäminen T 1ρ -, T RAFF - ja T 2 -relaksaatiomenetelmillä sekä gadolinium-myöhäistehostuman avulla

Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt

E4355 Magneettikuvauslaite (MRI).

Vahvistin ultramatalan kentän magneettikuvauslaitteeseen

Tiedonhallinnan perusteet. Viikko 1 Jukka Lähetkangas

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

NBE-E4510 Special Assignment in Biophysics and Biomedical Engineering AND NBE-E4500 Special Assignment in Human. NBE-E4225 Cognitive Neuroscience

Yhtälöryhmä matriisimuodossa. MS-A0007 Matriisilaskenta. Tarkastellaan esimerkkinä lineaarista yhtälöparia. 2x1 x 2 = 1 x 1 + x 2 = 5.

Nyt n = 1. Tästä ratkaistaan kuopan leveys L ja saadaan sijoittamalla elektronin massa ja vakiot

PHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA

Kompleksianalyysi, viikko 6

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta

FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti

761359A Spektroskooppiset menetelmät NMR-SPEKTROSKOPIA

Tietoliikennesignaalit & spektri

Magneettikuvaus on yksi tarkimpia aivojen

PATIENT'S GUIDE: MAGNETIC RESONANCE IMAGING (MRI)

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA 1

Termodynamiikka. Fysiikka III Ilkka Tittonen & Jukka Tulkki

TASA- JA VAIHTOVIRTAPIIRIEN LABORAATIOTYÖ 5 SUODATINPIIRIT

JUHO HERRANEN MAGNEETTIKUVANTAMISEN LAADUNVARMISTUS

Dynaamisten systeemien identifiointi 1/2

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

1.1 Magneettinen vuorovaikutus

2.6 Funktioiden kuvaajat ja tasa-arvojoukot

Poikkeusinfo XML-rajapinnan kuvaus, rajapinnan versio 2 Seasam Group

S Elektroniset mittaukset ja elektroniikan häiriökysymykset. 2 ov

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS128. Operaatiovahvistinrakenteet

(9) Aalto-yliopisto AMI-keskus MAGNEETTIKUVAUSLAITTEEN MELUMITTAUKSET. 1 Tausta. 2 Mittaukset ja analyysi. akustiikka audiovisual melu

Suodatus ja näytteistys, kertaus

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 2 / vko 45

Laitteita - Yleismittari

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Kuva 1: Funktion f tasa-arvokäyriä. Ratkaisu. Suurin kasvunopeus on gradientin suuntaan. 6x 0,2

Selvästi. F (a) F (y) < r x d aina, kun a y < δ. Kolmioepäyhtälön nojalla x F (y) x F (a) + F (a) F (y) < d + r x d = r x

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

FUNKTIONAALINEN MAGNEETTIKUVAUS EPILEPSIAMALLISSA

Data Warehouse kuulumisia

Pinces AC-virtapihti ampèremetriques pour courant AC

Ruiskuvalumuotin jäähdytys, simulointiesimerkki

Luento 8. Suodattimien käyttötarkoitus

Neutriinokuljetus koherentissa kvasihiukkasapproksimaatiossa

AC-huoneen ulkonäkö ja käyttö poikkeaa ipadissa oleellisesti tietokoneen AC-huoneesta.

Fluidi virtaa vaakasuoran pinnan yli. Pinnan lähelle muodostuvan rajakerroksen nopeusjakaumaa voidaan approksimoida funktiolla

Alkuraportti. LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO TIETOJENKÄSITTELYN LAITOS Ti Kandidaatintyö ja seminaari

Signaalit ja järjestelmät aika- ja taajuusalueissa

Sähköstaattinen energia

Laaturyhmän toiminta

Harjoitus Nimi: Op.nro: Tavoite: Gradientin käsitteen sisäistäminen ja omaksuminen.

Luento 8. June 3, 2014

Radioastronomian käsitteitä

U-REMIX USB RF 2 RF 1 POWER

MAGNEETTIKUVANTAMISESSA TYÖSKENTELEVIEN RÖNTGENHOITA- JIEN KOULUTUKSEN KEHITTÄMINEN HEIDÄN NÄKÖKULMASTAAN

1 Kannat ja kannanvaihto

AUTOVISTA VIS KÄYTTÄJÄHALLINTA

Hallintaliittymän käyttöohje

Luento 14: Periodinen liike, osa 2. Vaimennettu värähtely Pakkovärähtely Resonanssi F t F r

RAKENNUSAKUSTIIKKA - ILMAÄÄNENERISTÄVYYS

Kvanttifysiikan perusteet 2017

Mallintarkistus ja sen

Transkriptio:

S-66.3326 Magneettikuvauksen sovellukset Viikkoharjoitukset Tehtävät 8.16, 8.17 ja 9.33 Ryhmä 11: Jukka Remes, Tuomas Svärd ja Tuomo Starck Radiologian klinikka, 26.5.2010 OULUN YLIOPISTOLLINEN SAIRAALA

Tehtävät 8.16: Discuss the chemical shift effect along the phase-encoding direction. 8.17: Explain why the chemical shift artifact is more serious in higher fields than in lower fields. 9.33 Discuss the difference of T2*- zigzag trajectory and a spiral trajectory.

Chemical shift, yleinen teoria [1,2,3] Samoista spinjärjestelmistä eri taajuuksilla resonoivia versiota (isokromaatteja) Kukin spinin sisältävä molekyyli asettautuu B 0 -kenttään tyyppikohtaisesti rakenteestaan riippuen Molekyylin elektronit aiheuttavat B 0 epähomogeenisuuden ja siten muuttavat Larmor taajuutta molekyylin sisällä Koostumukseltaan erilaisten alueiden rajapinnoissa kontrastimuutoksia: suuremman B 0 + G FE puolisessa rajapinnassa voimistumaa ja päinvastoin Kaksi ratkaisua [1,2]: Voimakas lukugradientti: Δx c = δ B 0 / G, joten pikselisiirroksen määrä Δx c pienentyy lukugradientin voimakkuuden G kasvaessa (toisaalta samalla myös kaistanleveys kasvaa, joten signaali-kohinasuhde huononee, koska valkoisen kohinan määrä mittauksissa lisääntyy) Supressiosekvenssit: minimoidaan siirrosta merkittävästi aiheuttavien spinien (esim. rasvan spinien) signaali Lähde: [1] LUKUGRADIENTIN SUUNTA

8.16: Discuss the chemical shift effect along the phase-encoding direction. Em. yleisesti MRI:tä koskeva siirtymä ei koske kuvan vaihekoodaussuuntaa [3] Yksittäinen vaihekoodaus antaa kyllä eri isokromaateille eri vaiheet.. mutta jokaisen isokromaatin oma vaihe-ero eri vaihekoodausten välillä pysyy vakiona. Myös vaihekoodaussuuntaa koskeva (nk. 2-tyypin ) siirtymä on mahdollinen gradienttikaikusekvensseissä [2] Gradienttikaiusta vaihesiirros rasvan ja veden välille Esim. 1.5T:ssa 225 Hz, joten 4.4ms:n moninkerta-te:ssä täysin vaiheessa, muissa TE-vaihtoehdoissa signaalialentuma Ainoastaan 2-tyypin siirros olennainen vaihekoodaussuuntaa ajatellen TE valittava tarkoituksenmukaisesti Sovelluksia kudosluokittelussa (esim. adrenal adenoomat eli rasvamaksanoduulit)

8.17: Explain why the chemical shift artifact is more serious in higher fields than in lower fields. ω 0,shifted = ω 0 (1-δ), missä ω 0 = γ B 0 Kenttävoimakkuuden B 0 noustessa myös siirroksen määrä ω 0 δ = γ B 0 δ lisääntyy Kuten em., pikselisiirtymän suhteen: Δx c = δ B 0 / G Merkitys suuremmissa kenttävoimakkuuksissa esim. rasva aiheuttaa enemmän artefaktoja kudoskuvauksissa laitteen instrumentoinnin olisi syytä tarvittaessa pystyä tuottamaan voimakkaita gradientteja ja vastaavasti näytteistämään nopeasti (varmaankin toteutuu joka tapauksessa useimmilla laitetoimittajilla?)

T2*-painotus EPI-kuvauksessa, teoria [1,4] T2*-relaksaatio [ S = S(0) * exp(te/t2*) ] sisältää kohteen ominaisen T2- relaksaation lisäksi B0-kentän epähomogenisuuden ja kohteen suskebtiliteetin (spin-spin-vuorovaikutukset) vaikutukset T2*-relaksaatio koskee gradienttikaikusekvenssejä Echo-Planar Imaging:lla (EPI) tarkoitetaan yleensä 2D-tason nopeaa kuvaamista yhdellä RF-virityksellä K-avaruuden keräämiseen käytetään mm. zigzag-, spiraali- ja suorakulmatrajektoreita Spiral Keräys aloitetaan k-avaruuden keskeltä käyttäen kahta gradienttia taajuuskoodaukseen FID:n keräys hetkellä TE(eff) Spiral-out (kuvassa), spiral-in on mahdollista kerätä samassa virityksessä (spiral-in/out) Lähde: [1]

T2*-painotus EPI-kuvauksessa, teoria [1,4] Zigzag Keräys aloitetaan k-avaruuden keskeltä (FID:n keräys; kuva) tai laidalta (kaikusignaali) käyttäen kahta gradienttia taajuuskoodaukseen Lähde: [1] Spiral ja Zigzag poikkevat näin suorakulmaisesta (Rectilinear) EPI:stä, jossa k-avaruuden läpikäymiseen sisältyy myös erillinen vaihekoodaus (kuva) Lähde: [1]

9.33 Discuss the difference of T2*- zigzag trajectory and a spiral trajectory. Oletukset vertailussa: TE(eff) eli k-avaruuden keskipisteen näytteistysaika on sama Spiral-out ja zigzag lähtien k-avaruuden keskipisteestä

9.33 Discuss the difference of T2*- zigzag trajectory and a spiral trajectory.

9.33 Discuss the difference of T2*- zigzag trajectory and a spiral trajectory.

9.33 Discuss the difference of T2*- zigzag trajectory and a spiral trajectory.

9.33 Discuss the difference of T2*- zigzag trajectory and a spiral trajectory.

9.33 Discuss the difference of T2*- zigzag trajectory and a spiral trajectory Tiheästi näytteistetty k-avaruuden keskusta Harvaan näytteistetty k-avaruuden reuna (Spiral) Harvaan näytteistetty k-avaruuden keskusta Tiheästi näytteistetty k-avaruuden reuna (Zigzag)

9.33 Discuss the difference of T2*- zigzag trajectory and a spiral trajectory EPI-kuvaussekvenssien (k-avaruuden) T2*- painotus on monimutkainen prosessi, johon vaikuttaa ainakin efektiivinen kaikuaika TE(eff) signaalikeräyksen kesto suhteessa kuvauskohteen T2-aikavakioon Spiral- ja Zigzag-keräyksen poikkeavat tavat täyttää k-avaruus

Lähteet 1. Zhi-Pei Liang, Paul C. Lauterbur: Principles of Magnetic Resonance Imaging 2. Dennis Hoa: Chemical shift artifacts http://www.imaios.com/en/e-courses/e- MRI/Image-quality-and-artifacts/chemical-shift (IMAIOS, Medical websites and e- learning for healthcare professionals) 3. Joseph P. Hornak: The Basics of MRI http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/ 4. D.W. McRobbie et al. : MRI From Picture to Proton