EPI og DWI PDF

Echo Planar Imaging (EPI) og Diffusjonsvektet avbildning (DWI) Øystein Olsen EPI og Dfiffusjonsvektet avbildning (DWI) Innhold Singel shot og multi shot EPI Spinn ekko EPI Gradient ekko EPI Blipped, non-blipped og spiral EPI...

Echo Planar Imaging (EPI) og Diffusjonsvektet avbildning (DWI) Øystein Olsen EPI og Dfiffusjonsvektet avbildning (DWI) Innhold Singel shot og multi shot EPI Spinn ekko EPI Gradient ekko EPI Blipped, non-blipped og spiral EPI Diffusjon og diffusjonskoeffisient Apparent Diffusion Coeffisient (ADC) MR-kontrast basert på molekylbevegelse (diffusjon) Pulssekvensdiagram (gradient ekko og spinn ekko) T2-shine through og ADC-kart EPI – Echo Planar Imaging Leser hele k-space etter en, eller noen få, 90o grader puls(er) Singel shot og muli shot EPI 1 RF puls Flere RF pulser Utlesningstid: 50 – 100 ms Benyttes DWI fMRI funksjonell MRI …. Poustchi-Amin M. Published Online: May 01, 2001 https://mriquestions.com/echo-planar-imaging.html https://doi.org/10.1148/radiographics.21.3.g01ma23767 Spinn ekko EPI (SE-EPI) 180° 90° Fylling av k-space RF t Gz (Slice) t Gy (Phase) t... Gx (Read) t Gradient ekko EPI (GRE-EPI) 90° Fylling av k-space RF t Gz (Slice) t Gy (Phase) t Gx... (Read) t Blipped, non-blipped og spiral EPI www.imaios.com/en/e-Courses/e-MRI/MRI-Sequences/echo-planar-imaging Diffusjon og diffusjonskoeffisient DWI –Diffusion Weighted Imaging – T2 vekting + «bevegelseskontrast» Diffusjonsvektet avbildning Diffusjon – tilfeldige bevegelser pga. temperatur r = 𝐷𝑡 r [D] = http://www.biologie-schule.de/diffusion.php I løpet ev en tid t har en partikkel (et molekyl) beveget seg en avstand r D Diffusjonskoeffisient – beskriver hvor «hurtig» et molekyl beveger seg Vann : D = 3 10 Grå substans: D = 1 10 Apparent Diffusion Coefficient - ADC Normalt vev Ødem Høy diffusjonskoeffisient Lav diffusjonskoeffisient I en voksel måler vi summen av både intracellulær og ekstracellulær diffusjon Denne «gjennomsnittlige» diffusjonskoeffisienten kalles ADC ADC - Apparent Diffusion Coeffisient ADC er en vevsspesifikk parameter som kan framstilles/måles v.hj. MR MR kontrast basert på diffusjon De-fasingsgradient Re-fasingsgradient Gx Gx tid ∆ x x r Spinn som har beveget seg i tiden ∆ til gradient ble slått på igjen re- faser ikke fullstendig Faseforskjell proposjonal med avstanden r Svakere signal MR kontrast basert på diffusjon DWI I områder med høy ADC (diffusjon) vil vannmolekylene bevege seg langt, noe som fører til stor faseforskjell etter re-fasingsgradienten Svakt signal  mørkt område i DWI bildet I områder med lav ADC vil vannmolekylene bevege seg kort, noe som fører til liten faseforskjell etter re- fasingsgradienten Sterkt signal  Lyst område i DWI bildet Hussain Z, Hilal K, Ahmad M, et al. (March 02, 2018) Clinicoradiological Correlation of Infarct Patterns on Diffusion-weighted Magnetic Resonance Imaging in Stroke. Cureus 10(3): e2260. doi:10.7759/cureus.2260 Gradient ekko DWI (GRE-DWI) 𝛼° 𝛿 RF t G Gz GDiff t (Slice) t ∆ Gy Diffusjonsvektingen bestemmes med b-faktoren (Phase) t som ofte settes til b = 1000 s/mm2 GDiff b avhenger av tiden mellom gradientene ∆, tiden t gradientene står på 𝛿, og gradientstyrken G Gx (Read) t TE Spinn ekko DWI (SE-DWI) 90° 180° RF DWI sekvenser har lang TE for å «få plass» til t diffusjonsgradientene (uavhengig om det er spinn ekko eller gradient ekko DWI) Gz (Slice) t Dette fører til at DWI bilder har en «innebygd» T2 vekting Gy (Phase) t GDiff 𝑆=𝑆 𝑒 t Gx T2 vekting Diff. vekting (Read) t TE  T2-shine through Lyse områder i DWI bilder kan være områder med lav diffusjon Et DWI bilde er både T2 vektet og har «bevegelseskontrast» I T2 vektede bilder er vann lyst Lyse omraåder i DWI bilder kan være pga T2 vektingen (T2-shine through) Lyse områder i DWI bilder kan derfor være tvetydige Nylig infarkt  redusert ADC  lyst signal i DWI Eldre infarkt  ødem/økt vannmengde  lyst signal i DWI (T2 shine through) ADC kart Fjerner T2-vektingen ved å dividere to DWI-bilder med hverandre. ADC-verdien i hvert punkt (voxel) kan da beregnes. Bilde 1 Bilde 2 Tar to DWI bilder (1 og 2) med ulik b-faktor b1 og b2 Ved å dividere bildene på hverandre forkortes delen av signalet som inneholder T2 informasjon (T2 vektingen) 𝑆 𝑆 𝑒 𝑒 = = =𝑒 ( ) 𝑆 𝑆 𝑒 𝑒 For hver pixel kan man regne ut ADC verdien på grunnlag av signalstyrken i tilsvarende pixler i bilde 1 og bilde 2 (1 ligning med 1 ukjent  ) DWI og ADC kart DWI ADC kart I ADC kart er områder med lav diffusjon mørke (gråtoneverdien = ADC verdien) ADC kart inneholder ikke T2 vekting Hussain Z, Hilal K, Ahmad M, et al. (March 02, 2018) Clinicoradiological Correlation of Infarct Patterns on Diffusion-weighted Magnetic Resonance Imaging in Stroke. Cureus 10(3): e2260. doi:10.7759/cureus.2260 DWI og ADC kart – T2 shine through DWI ADC Koksel, Yasemin & Ozutemiz, Can & Rykken, Jeffrey & Ott, Frederick & Cayci, Zuzan & Oswood, Mark & McKinney, Alexander. (2019). “CHOICES”: An acronym to aid in delineating potential causes of non-metabolic, non-infectious acute toxic leukoencephalopathy. European Journal of Radiology Open. 6. 243-257. 10.1016/j.ejro.2019.06.005.