دو پارامتر اصلی قابل کنترل در سکانس پالسی اسپین اکو برای تعیین وزن تصویر TR و TE هستند.
در این مطلب نشان خواهیم داد چگونه با ایجاد تغییر در این پارامتر ها وزن T1 یا T2 در اسپین اکو به دست می آید.
استفاده از TR برای تعیین کنتراست T1:
تصویر T1W به تصویری گفته می شود که در آن اختلاف شدت سیگنال بافت ها بر اساس زمان آسایش T1 باشد. انتخاب با دقت TR می تواند باعث نمایش بهتر این اختلاف زمان آسایش T1 باشد.
TR از این نظر مهم است که مقدار زمانی را تعیین می کند که بافت ها پس از اعمال پالس ۹۰ درجه ی اول فرصت دارند ریکاور شوند. بافتی که سریع تر ریکاور می شود پس از پالس ۹۰ درجه ی TR بعد مغناطش طولی بیشتری خواهد داشت و در سیگنال دریافتی در TR بعدی سهم بیشتری را به خود اختصاص می دهد. اما بافت دارای زمان آسایش T1 طولانی به همین دلیل دارای شدت سیگنال کمتری در تصویر خواهد بود. به این نکته نیز توجه کنید که برای ایجاد یک تصویر نیاز به تعداد زیادی TR وجود دارد و پس از گذشت هر TR این اختلاف زمان ریکاوری بین بافت های با زمان آسایش متفاوت بیشتر خواهد شد.
بر همین اساس است که بافت های با زمان آسایش کوتاه مثل چربی در T1W اسپین اکو شدت سیگنال بالا دارند و روشن دیده می شوند و بافت های با زمان آسایش T1W بلند مثل آب در تصویر T1W تیره دیده می شوند.
انتخاب TR ما باید به نحوی باشد که این اختلاف زمان ریکاوری دو بافت را در بیشینه ترین مقدار نشان دهد تا یک تصویر با کنتراست T1 بالا داشته باشیم.
برای مثال دو بافت چربی و عضله را با مقدار T1 برابر با ۳۰۰ و ۷۰۰ میلی ثانیه در نظر بگیرید. در شکل زیر اثر انتخاب TR های متفاوت رو کنتراست تصویر را ملاحظه می نمایید:
همانطور که ملاحظه می نمایید نمودار ریکاوری دو بافت در نمودار اول ملاحظه می شود و زمان T1 هر کدام روی نمودار مشخص شده است. باید TR زمانی انتخاب شود که بیشترین اختلاف بین نمودار دو بافت وجود داشته باشد که طبق شکل، این مقدار میانگین زمان T1 دوبافت یعنی ۵۰۰ میلی ثانیه است. در صورت انتخاب TR برابر با ۵۰۰ میلی ثانیه بیشترین کنتراست را بین این دو بافت خواهیم داشت.
به طور کلی برای تمامی بافت ها نیز مقدار کمترین و بیشترین T1 بافتهای موجود در تصویر را مشخص کرده و زمان میانگین بین آنها را به عنوان TR انتخاب می کنند تا بیشترین کنتراست تصویری حاصل شود.
در شکل های پایین تر نیز اثر انتخاب TR های کوتاه تر یا بلند تر از این حد را ملاحظه می کنید که باعث کاهش کنتراست T1W تصویر می شود.
البته روش میانگین گیری روش تقریبی و آسان تر است و فرمول دقیق برای تعیین TR بهینه وجود دارد که اگر دو بافت را با T1a و T1b نشان دهیم فرمول زیر نشان دهنده ی TR بهینه خواهد بود:
از آنجایی که بیشتر بافت ها زمان آسایش T1 بین ۲۰۰ تا ۱۲۰۰ دارند TR در سکانس های اسپین اکو برای وزن T1W بین ۵۰۰ تا ۸۰۰ انتخاب می شود و به همین دلیل انتخاب TR کوتاه به وزن تصویری T1W منجر می شود. برعکس اگر بخواهیم وزن تصویری T2W در اسپین اکو به دست بیاوریم باید کاری کنیم اختلافزمان آسایش T1 بافت ها کمتر خود را نشان دهد که این کار با انتخاب زمان TR طولانی به دست می آید. بالا بودن زمان سکانس های T2W هم به همین دلیل انتخاب بالاتر زمان TR انتخابی است تا وزن تصویری T1 را از تصویر کم کنیم.
استفاده از TE برای تعیین کنتراست T2:
تصویر T2W به تصویری گفته می شود که در آن اختلاف شدت سیگنال بافت ها بر اساس زمان آسایش T2 باشد. انتخاب با دقت TE می تواند باعث نمایش بهتر این اختلاف زمان آسایش T2 باشد.
در TE یا زمان اکوی بلند اختلاف زمان اسایش T2 بافت ها با اختلاف بیشتری خود را نشان می دهد. پس از گذشت زمان TE بافت هایی که زمان آسایش T2 بلند تری دارند سیگنالشان دیرتر فروپاشی می شود و در تصویر دارای شدت سیگنال بیشتری خواهند بود و روشن تر دیده می شوند: مثل آب. برعکس بافت هایی که زمان آسایش T2 کوتاهتری دارند سیگنالشان به سرعت فروپاشی شده و در تصویر شدت سیگنال کمی داشته و تیره دیده می شوند. مثل عضلات. TE بهینه آن TE است که در آن مقدار بیشترین اختلاف بین منحنی فروپاشی بافت ها به دست بیاید.
برای مثال دوبافت با زمان T2 کوتاه و طولانی ۷۰ و ۱۳۰ را در نظر بگیرید. یک TE کوتاه در حدود ۳۰ میلی ثانیه کنتراست تصویری کمی ایجاد می کند و بافت ها خیلی قابل تشخیص نیستند. چون هنوز بافت ها فرصت زیادی پیدا نکرده اند تا فروپاشی شوند و اختلافی بین منحنی فروپاشی شان به وجود بیاید. در TE خیلی بلند مثل ۳۰۰ میلی ثانیه نیز، هم بافت های با T2 کوتاه و هم بافت های با زمان T2 بلند زمان کافی را داشته اند و فروپاشی شده اند و سیگنالی برای جمع آوری نمانده است. پس TE خیلی بلند نیز کنتراست T2 ایجاد نمی کند. در این مورد نیز TE بهینه مقداری بین زمان T2 بافت با کمترین زمان و بیشترین زمان آسایش T2 را به خود می گیرد. پس در مثال بالا برای ایجاد کنتراست خوب بین دو بافت با زمان آسایش T2 برابر با ۷۰ و ۱۳۰ ، TE بهینه مقداری نزدیک به ۱۰۰ خواهد داشت و برای محاسبه ی فرمولی مقدار TE بهینه نیز فرمول زیر به کار می رود:
بیشترین و کمترین زمان آسایش T2 بافت ها در بدن بین ۲۰ تا ۲۰۰ است. پس TE بهینه در سکانس اسپین اکو بین ۸۰ تا ۱۰۰ انتخاب می شود. پس برای ایجاد وزن تصویری T2W در اسپین اکو اولا باید زمان TR را بلند انتخاب کنیم تا وزن T1 تصویر را کمتر کنیم و TE را به صورت بهینه بلند انتخاب کنیم تا کنتراست T2 تصویر خود را به بهترین وجه نشان دهد. برای ایجاد تصویر T1W نیز برعکس این مورد عمل می کنیم تا کنتراست غالب، T1 شود.
شدت سیگنال در تصویر گرفته شده با سکانس اسپین اکو نیز از رابطه ی زیر حاصل می شود:
به خاطر داشته باشیم یک تصویر T1W همواره وزن T1W بالاتری دارد، ولی وزن دانسیته ی پروتونی و T2W نیز کاملا صفر نمی شود و در ایجاد سیگنال و کنتراست تصویری سهیم اند.
در آخر این مطلب جمع بندی کلی در مورد پارامترها و کنتراست تصویری در اسپین اکو به صورت زیر است:
TR و TE کوتاه: وزن T1W، چون TR کوتاه کنتراست T1W را بیشتر می کند و TE کوتاه وزن T2W را کمتر می کند.
TR و TE بلند: وزن T2W، چون TR بلند کنتراست T1W را کمتر می کند و TE بلند وزن T2W را زیاد می کند.
TR بلند و TE کوتاه: کنتراست T1 و T2 کم می شوند و شدت سیگنال وابسته به دانسیته ی پروتونی خواهد بود و هر بافتی دانسیته ی پروتونی بیشتری داشته باشد روشن دیده خواهد شد.
TR کوتاه و TE بلند:استفاده از این پارامترها توصیه نمی شود چون تصویر قابل تشخیصی تولید نمی کنند.
جدول زیر نیز تایید کننده ی مطالب گفته شده است:
تهیه کننده: جناب آقای جمله
منبع: CARDIOVASCULAR MRI
