بسیاری از سکانس پالسی مورد استفاده در MRI بر پایه ی سکانس پالسی اسپین اکو هستند. در این بخش به نحوه ی تشکیل اسپین اکو خواهیم پرداخت.
در این سکانس ابتدا یک پالس RF با زاویه چرخش ۹۰ درجه به مقطع مورد نظر ارسال می شود و ممان مغناطیسی طولی را به صفحه عرضی منتقل می کندو مغناطش عرضی را نیز همفاز می کند. سپس مغناطش عرضی همفاز شده توسط ثابت فروپاشی *T2 شروع به فروپاشی می نماید. پس از همفازی و در حین فروپاشی سیگنال القایی آزاذ یا FID تولید می شود. سرعت فروپاشی به زمان آسایش T2 بافت و غیریکنواختی های میدان مغناطیسی مگنت بستگی دارد. سیگنال ایجاد شده ی ابتدایی FID بوده و به دلایلی معمولا قابل نمونه برداری و تصویرسازی نیست. در سکانس پالسی اسپین اکو باید اکو یا سیگنال دیگری به وجود بیاوریم و با اندازه گیری و نمونه برداری آن تصویر اسپین اکویی بسازیم. به این منظور پس از پالس ابتدایی ۹۰ درجه باید یک پالس ۱۸۰ درجه ی دیگر نیز متعاقبا اعمال کنیم. این پالس یک پالس دوباره همفاز کننده است و مغناطش عرضی که پس از پالس ۹۰ درجه ی اصلی در حال فروپاشی و غیر همفازی بودند را پس از گذشت زمان TE دوباره همفاز می کند. توسط نمونه برداری از سیگنال در حال تشکیل و سپس در حال فروپاشی می توان سیگنالی برای تشکیل تصویر به دست آورد.
در این شکل نحوه ی تشکیل FID و SPIN ECHO به ترتیب بعد از اعمال پالس ۹۰ درجه و ۱۸۰ درجه و دیاگرام سکانس پالسی اسپین اکو کانونشنال را ملاحظه می کنید.
اما پالس ۱۸۰ درجه چگونه باعث همفازی می شود؟
گفتیم متعاقب ارسال پالس ۹۰ درجه سیگنال به دست آمده توسط غیر یکنواختی های میدان مغناطیسی اصلی ناهمفاز می شود. ناهمفازی به این دلیل است که ممان مغناطیسی عرضی در حال چرخش در جایی از میدان، میدان مغناطیسی بیشتری احساس می کند و بنا بر این با سرعت بیشتری می چرخد. مثل دونده ای که با سرعت بیشتری در حال دویدن است. در جای دیگری از میدان که غیر یکنواختی داشته و قدرت میدان از قدرت اصلی مقداری کمتر است، مغناطش عرضی با سرعت کمتری در حال چرخش است، همانند یک دونده ی کند تر، و از مغناطش عرضی مجاور که سرعت چرخش بیشتری دارد عقب مانده و ناهمفاز می شوند. برای اینکه مغناطش عرضی را دوباره همفاز کنیم یا دونده ها را به هم برسانیم یک پالس دوباره همفاز کننده ی ۱۸۰ درجه ارسال شده و در مثال دونده ها نقطه ی پایان را عوض می کند، در این صورت دونده ی سریع چون از نقطه ی شروع دورتر شده است زمان بیشتری نسبت به دونده ی کند نیاز دارد تا دوباره به جای اولیه اش که اکنون نقطه ی پایان اعلام شده برگردد. در این شرایط دوباره دو دونده در زمان خاصی که همان TE است به خط پایان رسیده و همفاز می شوند. در مورد ممان مغناطش عرضی نیز این اتفاق رخ داده و پس از اعمال پالس ۱۸۰ درجه و گذشت زمان TE مغناطش عرضی دوباره همفاز می شوند.
البته به یاد داشته باشیم که مقدار سیگنال دریافتی و دامنه ی آن پس از پالس ۱۸۰ درجه نسبت به FID اولیه کمتر خواهد بود. چون ما با ارسال پالس ۱۸۰ درجه اثر غیریکنواختی میدان را برطرف کردیم، ولی ناهمفازی ناشی از زمان آسایش T2 بافت ایجاد می شود و دامنه ی سیگنال دریافتی در اثر گذشت زمان متناسب با زمان آسایش T2 بافت کاهش می یابد.
یک نکته ی مهم دیگر که اینجا باید اشاره شود این است که فاصله ی زمانی بین ارسال پالس ۹۰ درجه و تشکیل اسپین اکو برابر با TE و زمان بین شروع پالس ۹۰ درجه و ۱۸۰ درجه نیز برابر یا نصف TE است. بنابراین بسته یه اینکه پالس ۱۸۰ درجه را زودتر یا دیر تر اعمال کنیم زمان TE ما کوتاه تر و یا بلند تر خواهد شد و وزن تصویری تشکیل را تحت تاثیر قرار می دهد. همچنین استفاده از TE بلند دامنه ی اکوی دریافتی را کمتر کرده و SNR کاهش می یابد. چون هر چه سیگنال را دیرتر دریافت کنیم، دامنه ی سیگنال به دلیل واکنش بین اسپین اسپین و بر اساس زمان آسایش T2 بافت کاهش می یابد.
به سیگنال تشکیل شده توسط سکانس پالسی با این توالی، اسپین اکو گفته می شود. البته سکانس پالسی اسپین اکوی معرفی شده در مطلب بالا یک اسپین اکوی کانونشنال است و مدیفیکیشن های دیگری از این سکانس پالسی تشکیل شده اند که در مطالب بعدی معرفی خواهند شد.
در شکل زیر اتفاقات رخ داده در طول سکانس پالسی اسپین اکو در طول یک TR ، یعنی فاصله ی زمانی بین پالس ۹۰ درجه ی ابتدایی تا ۹۰ درجه ی بعدی مشاده می شود.
رفتار مغناطش طولی و عرضی پس از اعمال پالس های RF و نحوه ی ایجاد همفازی را ملاحظه نمایید. سیگنال سازنده ی تصویر در این سکانس پالسی فقط SE است.
تهیه کننده: جناب آقای جمله
منبع: CARDIOVASCULAR MRI
باتشکر از مطالب فوق العاده مفیدتون
من کارشناس فیزیک هستم و موضوع پروژه ی پایان دوره ام تصویربرداری تشدید مغناطیسی هست
و برای ارشد تصمیم دارم که تصویربرداری پزشکی رو ادامه بدم
سوالی که دارم ازتون این هست که با کارشناسی ارشد تصویربرداری پزشکی میتونم کلینیک تصویربرداری با اسم خودم تاسیس کنم یا نیاز به یک پزشک داره برای تاسیس؟
با عرض سلام خدمت شما و عرض پوزش. چون اساسا این وبسایت بیس علمی داره لطفا سوالات صنفی رو تو این وبسایت مطرح نفرمایید. با تشکر از توجهتون.