SSFP

SSFP

ازجمله پیش نیازهای این مبحث مطالعه مختصری درباره  خواص بردارها(برآیندوتجزیه آنها) می باشد.که فرض براین است همه عزیزانی که درحال خواندن این مطلب هستندمطالعه  مختصری دربحث بردارها راداشته اند.قبل ازاینکه واردمباحث اصلی شویم باید مروری کنیم برنحوه تولیداسپین اکو. آشناشویم بانوعی دیگرازمفهوم اکوکه دراینجا منظورمان اکوی Hahn(هان) است.

Hahn درتوصیف اصلی اش درباره اسپین اکو بجای استفاده ازپالسهای ۱۸۰-۹۰ ازپالسهای ۹۰-۹۰ برای تولیداسپین اکو استفاده کرد.بنابراین مشخص شدکه یک اسپین اکو نه تنها می تواند باپالسهای۱۸۰-۹۰ تولید شود بلکه باهردوپالس موفق RF نیزمی تواند تولیدشود.بنابراین وقتی برای تولیداسپین اکوازپالسهایی به غیراز۱۸۰-۹۰ استفاده می کنیم آن اسپین اکورابه عنوان اکوی Hahn می شناسیم.(برخی ازنویسندگان همه اکوها رااکوی Hahn درنظرمی گیرند.)

نکته:علت اینکه ازپالسهای ۱۸۰-۹۰ برای تولیداسپین اکواستفاده می شوداین است که بیشترین سیگنال اسپین اکوراتولیدکنیم درصورتیکه درجفت پالس ۹۰-۹۰ بیشترین سیگنال اسپین اکونصف حالتی است که از جفت پالس ۱۸۰-۹۰ استفاده می شود.

شکل زیرتحلیلی بررفتاراسپین ها هنگام استفاده ازپالس ۹۰-۹۰ است.

 

 

 

شکلهای اول و دوم ازستون اول سمت چپ اثرات پالسRF90درجه شروع کننده ودفازینگ ناشی ازT2* رانشان می دهد.

فرض کنیم که چهاراسپین a,b,c,d داریم که به علت ناهمگنی های موضعی میدان کمی دفازشده اند.فرض کنیم اسپین aوc درمیدان موضعی کمترازB0 قراردارند.بنابراین کمی کندترازفرکانس لارمورپرسیشین می کنندوفازازدست می دهند.حال اسپین های bوd رادرنظربگیریدبه نحوی که درمیدان موضعی بیشترازB0 قراردارند.بنابراین   کمی تندترازفرکانس لارمورپرسیشین می کنند و فازبه دست می آورند.

علاوه برمفروضات فوق دراینجااسپین aوb راجفت اسپین وcوd رانیزجفت درنظرمی گیریم به این معنی که بزرگی بردارمغناظش آنها برابراما باپلاریته مخالف هستند.بنابراین جفت اسپین ها نسبت به شریکشان باهمان سرعت نسبی فازمی گیرندیا ازدست می دهند.

تصویرسوم ازستون اول سمت چپ تاثیرات پالس ۹۰درجه دوم رانشان می دهد.

برای راحتی وفهم بهترابتدا تمرکزمان را روی جفت اسپین aوb معطوف می کنیم وسپس به جفت اسپین دیگرجداگانه می پردازیم.درشکل همانطورکه مشهوداست زمانیکه می خواهیم پالس ۹۰ درجه دوم رابزنیم جفت اسپین aوb به طوراتفاقی روی محور ایکس  (x-+) هستند.

هنگامی که پالس ۹۰درجه دوم اعمال می شودچون این جفت اسپین روی صفحه عرضی درحال پریسیشن هستندبنابراین تحت تاثیراین پالس قرارنمی گیرند وبعدازمدت زمانTE،این جفت اسپین درصفحه عرضی−Y  همفاز می شوند ویک اکو تولیدمی شود.

اماهنگام اعمال پالس ۹۰درجه دوم برای جفت اسپین چه اتفاقی می افتد؟

بعدازاعمال پالس دوم اسپین های cوd درصفحه xzقرارمی گیرند.(ازقبل بایدبدانیم که هربرداردر    محورهای متناظرش مولفه های خودش را دارد.بنابراین بردارc دارای مولفه های(cz,cx) وبردارd دارای مولفه های(dz,dx)است.)

نکته:هرکدام ازمولفه های بردارcوd به طورجداگانه وبه تنهایی از بردارهای اصلی خود کوچک هستندوجمع برداری مولفه ها برابربا بزرگی برداراصلی است.

بعدازاعمال پالس دوم ۹۰درجه مولفه های محورxاسپین های cوd درطول این محور(±x)هم  راستا می شوند.دراین حالت بقیه مراحل هماننداسپین های aوb است.که درواقع مولفه های محورx این اسپین ها درصفحه XY ریفازمی شوندوازآنجایی که این اسپین ها کندترازجفت اسپین aوb پریسیشن می کنندکمی بعدازریفازشدن اسپین های aوb،هم فازمی شوند.

باتوجه به اینکه اندازه مولفه X اسپینcوd کمترازaوb است بنابراین اکویی که ازجفت اسپین cوd تشکیل می شود کوچکتراز اکویی است که ازجفت اسپین aوb تشکیل می شود.

اما برای مولفه Z برداراین اسپین ها چه اتفاقی می افتد؟

چونکه مولفه های Z درراستای محور Z هستند(درجهت B0) بنابراین این مولفه ها پریسیشنی درجهت Z ندارندوفقط به شکل قفل شده درراستای محور Z باقی می مانند وحفظ می شوند.حال اگرپالس سومی باشدتااین مولفه های Z رادوباره به صفحه عرضی XY بیاورد،این مولفه هاپریسیس می کنند،ریفاز می شوندودوباره اکو تولید می شود.این اکوی سوم راSTE یااکوی برانگیخته می گویند.

شکل زیرمفاهیم قبلی رابیشترقابل درک می سازد.

 

 

دراین شکل اکوهای A,B,C رابه شکل اولیه وآغازین که همان اکوی اسپین اکو(اکوی Hahn)هستندشاهدهستیم.این اکوها هرکدام توسط جفت پالسهای RF تشکیل شده اند.درواقع اکوی A نتیجه پالس ۱و۲،اکوی B نتیجه پالس ۲و۳ واکوی C نتیجه پالس ۱و۳هستند.

اکوی D رااسپین اکوی دوم گویندکه درواقع پالس RF سوم بعضی ازاسپین های اکوی A رادوباره ریفاز می کند.درواقع این چنین است که درمرکزپیک اکوA اسپین ها هم فازهستندودرحدفاصل پیک اکو تا پالس RF سوم به علت واپاشی T2* درحال دفازینگ هستند.پالس RF سوم بعضی ازاین اسپین ها رادوباره ریفاز می کند واکوی D تشکیل می شود.

نکته:پالس سوم دقیقا وسط وبین اکوی A وD است.

واما اکوی E:این اکوهمان اکوی برانگیخته است که راجب آن صحبت کردیم.درواقع مولفه های Zکه ازپالسهای قبلی ایجاد شده بودحالا با یک پالس سوم به صفحه XYآورده می شوندوطبق مطالب قبلی یک اکوی برانگیخته را تشکیل می دهند.

حال که مبحث اکوی Hahn وبرانگیخته رادرک کردیم بایدواردبحث حالت تعادل شویم.

دراین مبحث پالسهای متوالی رادرسه حالت درنظرمی گیریم:۱-TR بلند،۲-TR متوسط ودرآخر هم TR کوتاه

دربحث حالت تعادل ماهم حالت تعادل بردارمغناطش طولی رادرنظرمی گیریم وهم عرضی ودرواقع تعادل هم درمحورZاتفاق می افتدوهم درمحورXY.

درابتدابه حالت تعادل درمحورZ دردو حالت TR می پردازیم.

دریک TR طولانی طبق شکل بردارMZ کاملااحیا می شود.

 

دریک TR متوسط بردارمغناطش طولی بعدازچندTR به حالت تعادل می رسدکه به آن  می گویند.

 

 

متعاقبا درصفحه XYدرTR های ذکرشده اتفاق های مشابه به صفحه Z می افتد به نحوی که مثلادریک TR متوسط بردار به حات تعادل می رسد.

 

 

 

 

حال درحالت TR کوتاه به مولفه مغناطش عرضی می پردازیم.طبق مطالب گفته شده می دانیم که هرپالس RF یک FID ،هردوپالسRF یک اسپین اکو(اکوی Hahn) وهرسه پالسRF یک STE یااکوی برانگیخته تولید می کند.

ارآنجاییکه فاصله پالسها مساوی است بنابراین اسپین اکو واکوی برانگیخته درزمان یکسان به بیشترین مقدارخود،درست قبل ازپالس RF بعدی می رسند.که شکل زیر نیزگویای همین مطلب است.بنابراین اگرTRکوتاه باشدآنگاه FID به طور کامل قبل ازشکل گیری اکوی برانگیخته و یااسپین اکو ازبین نمی رود،ازاین روانتهای FID بااسپین اکو ویا اکوی برانگیخته ترکیب می شود.که دراین حالت سیگنال عرضی هرگزکاملا ازبین نمی رودکه به آن SSFP یا Steady-State Free Precession می گویند.

حال بسته به اینکه آیا این سیگنال عرضی را میخواهیم ازبین ببریم یا ازآن استفاده کنیم دودسته سکانس اساسی گرادیان اکوطبقه بندی می شودکه شامل:

۱:coherent گرادیان اکو یا گرادیان اکوی همدوس

۲:incoherent یاspoiling گرادیان کو(گرادیان اکوی ناهمدوس)

براساس اینکه کدام اکو یااکوها قراعت شوند وسیگنال آنها دریافت شوددرگرادیان اکوی همدوس چهارگروه دنباله پالس تولید می شود که شامل:

۱:اگرفقط FID قراعت شود دنباله پالسی FISP یا معادل آن GRASS است.

۲:اگرفقط اکوی Hahn ویا اکوی برانگیخته قراعت شود دنباله پالسی ازنوع SSFP یامعادل آن PSIFاست.

۳:اگرهم FID وهم اکوی برانگیخته ویا اکوی Hahn جداگانه قراعت شوندودرنهایت باهم ترکیب شونددنباله پالسی ازنوع DESS یامعادل آن MENSA است.

۴: اگرهم FID وهم اکوی برانگیخته ویا اکوی Hahn همزمان باهم قراعت شونددنباله پالسی ازنوع TRUE FISP ومعادل FIESTA است.

ازجمله دنباله های ناهمدوس هم می توان به سکانس های TURBO FLASH,FLASH وMERGEنام برد.

 

 

تهیه کننده مطلب: جناب آقای صفدری

One thought on “SSFP

پاسخ دادن به علی باقری لغو پاسخ

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *