MR

MR = Magnetisk Resonans

Hvordan det virker

Figur 1 T.v. uden påvirkning t.h. under det stationære B₀ magnetfelt retning

Figur 2 Et protons spind ændret væk fra B₀ af radiosignal til M

Protoner (del af atomers kerne) spinner, dvs. de roterer om egen akse. Ved magnetisk resonans skanning anvendes et kraftigt magnetfelt angivet i Tesla (T) som påvirker spindende protoner i kroppen til at spinde (mere) i magnetfeltets plan (B₀) i stedet for den normale helt frie (tilfældige) orientering af protonernes spin. (Jordens magnetfelt styrke i Danmark er ca. 1/20.000 T). De kommer dog ikke til alle at spinde i magnetsfeltets plan blot mere homogent som det ses af figur 1. Med et radiofrekvens signal (radiobølge) påvirkes protonernes spind-retning (eksiteres) væk fra B₀ og vinklen fra B₀ vil vibrere i takt med radiosignalets frekvens og så længe protonernes spind-retning påvirkes af radiosignalet vil der generes et tilsvarende radiosignal af protonen. Der er tale om et ganske svagt radiosignal i forhold til det stationære magnetfelts styrke, men ved at gentage det samme frekvens som protoners naturlige svingningsfrekvens induceres resonans hvorved det radiosignal der udsendes forstærkes. Når radiosignalet slukkes dør det at protonen udsendte radiosignal ud over tid i takt med at protoners spind retning svinger tilbage til B₀. Forestil dig et kompas hvor kompasnålen skubbes lidt at et radiosignal og vibrere i takt med radiosignalet så den ikke længere peger mod nord, og når radiosignalet slukkes og den svinger tilbage og peger mod nord dør kompasnålens radiosignal ud. Det er den uddøen af signalet relaxation & decay der måles på. I modsætning til kompasnålen opfører protonerne sig ikke som en pil, de spinder og de bliver vippet om egen spindakse og kommer til at beskrive en kegleform (Figur 2). Denne bevægelse kaldes præcession. Det er oftest protonerne i brint atomerne, som primært findes i vand molekylet der, anvendes til billeddannelse med MR-skannerer. Brintkernen, som består af en enkelt proton (og ingen neutron) er yderst velegnet til formålet, dels fordi brint findes i store mængder i humant væv (indgår som bekendt både i vand og i fedt) og dels fordi den enkelte brintkernes magnetiske moment er relativt kraftigt. I princippet kan alle atomkerner med proton-spin studeres med MR, her er nogle eksempler: ¹H, ¹³C, ²³Na og ³¹P. En og samme atomkerne vil typisk kunne antage flere forskellige spindtilstande, som hver især er karakteriseret ved et specifikt energiniveau.

Kontrasten mellem de forskellige væv og strukturer i billeder opstår ved at protonernes spind i forskelligt væv svinger tilbage med forskellig hastighed. Der anvendes forskellige standard sekvenser ved MR-skanninger, som hver har deres specialer fordele og svagheder. Disse sekvenser fremkommer ved at måle på forskellige ændringer i spin i forhold til det stationære magneltfeltsretning, samt ved at ændre på hvilken del at tilbagefaldet til protonernes spind i magnetfeltetsplan =Echo Time(TE). En anden parametre der justeres i de forskellige sekvenser er Repetition Time (TR) som er tiden mellem 2 eksitationer (radiofrekvens signaler).

Hvordan kommer vi fra spind af 1 proton til billede?

Figur 3 Foroven uden feltgradient blotB₀ forneden med feltegradient

Hvis vi ikke kan lokaliserer de enkelte protoner spind men kun et gennemsnit af det samlede hjælper det os ikke til at lave et billede af hjernen. Det næste geniale skridt var at påvirke med en magnetisk gradient (felt gradient) gennem det undersøgte væv, således at protonerne i forskellige lokalisationer har forskelligt "grundspind" som bliver deres lokalisations signatur (figur 3). Ved at skanne med forskellige feltgradienter bliver det muligt at sammenstykke et billede hvor de forskellige registrerede radiosignaler sammensættes til et detaljeret billede.

T1-vægtede billeder er baseret på ændringer i protonernes spin (rotation om egen akse)på langs af det statiske magnetfelt.

T2-vægtede billeder er baseret på ændring på tværs af det stationære magnetfelts retning. T1-vægtede billeder er særligt gode til at fremstille hjernens cortex, mens T2-vægtede billeder er særligt gode til at fremstille ødem (øget vand indhold) og inflammation.

Kontrast anvendes specielt i hjernen når man vil identificere områder hvor den normal blod-hjerne barrierer er defekt. Dette sker eksempelvis i mange tumorer, abscesser og i nogle andre infektionstilstande. Blod-hjerne barriereren skyldes at karvæggene i hjernen er særligt tætte for mange substanser som under normale omstændigheder ikke kan forlade blodbanen og komme ud i extracellulærvæsken i hjernen. Gadolinium anvendes som kontrast, dette er et paramagnetisk stof som giver tydelige signal forandringer i MR-billedet. Gadolinium ophobes i kroppen og særlig forsigtighed skal udvises hos personer med nyreskade.

De fleste MR-skannerne der rutinemæssigt anvendes i klinikken er enten 1,5 T eller 3T maskiner, men der er nu etableret en 7T maskine på Hvidovre Hospital, til forskningsbrug. Der er ingen stråling involveret i MR-skanninger. MR-skanninger blev opfundet i 1970'erne og er det mest fantastiske der er sket for neurokirurgien.

Læs meget mere her

Sekvenser

This table is used in the following articles:

• Magnetic resonance imaging#Sequences
• MRI sequences#Overview table
• Physics of magnetic resonance imaging#Overview of main sequences.

{{#if:|{{{header}}}| }}{{#if:|Skabelon:Main| }} Skabelon:Edit
This table does not include uncommon and experimental sequences.

Group	Sequence	Abbr.	Physics	Main clinical distinctions	Example
Spin echo	T1 weighted	T1	Measuring spin–lattice relaxation by using a short repetition time (TR) and echo time (TE)	Lower signal for more water content, <ref name=wisconsin>Skabelon:Cite web</ref>as in edema, tumor, infarction, inflammation, infection, hyperacute or chronic hemorrhage <ref name=johnson>Skabelon:Cite web</ref> High signal for fat<ref name=wisconsin/><ref name=johnson/> High signal for paramagnetic substances, such as MRI contrast agents<ref name=johnson/> Standard foundation and comparison for other sequences.	100px
	T2 weighted	T2	Measuring spin–spin relaxation by using long TR and TE times.	Higher signal for more water content.<ref name=wisconsin/> Low signal for fat.<ref name=wisconsin/> Low signal for paramagnetic substances.<ref name=johnson/> Standard foundation and comparison for other sequences.	100px
	Proton density weighted	PD	Long TR (to reduce T1) and short TE (to minimize T2)<ref>Page 292 in: Skabelon:Cite book</ref>	Joint disease and injury.<ref>Skabelon:Cite web</ref> High signal from meniscus tears<ref name="LefevreNaouri2016">Skabelon:Cite journal</ref> (pictured)	100px
Gradient echo	Steady-state free precession	SSFP	Maintenance of a steady, residual transverse magnetisation over successive cycles.<ref name=Luijkx>Skabelon:Cite web</ref>	Creation of cardiac MRI videos (pictured).<ref name=Luijkx/>	100px
Inversion recovery	Short tau inversion recovery	STIR	Fat suppression by setting an inversion time where the signal of fat is zero.<ref>Skabelon:Cite web</ref>	High signal in edema, such as in more severe stress fracture.<ref>Skabelon:Cite web</ref> Shin splints pictured:	70px
	Fluid attenuated inversion recovery	FLAIR	Fluid suppression by setting an inversion time that nulls fluids.	High signal in lacunar infarction, multiple sclerosis (MS) plaques, subarachnoid haemorrhage and meningitis (pictured).<ref name=":0">Skabelon:Cite web</ref>	100px
	Double inversion recovery	DIR	Simultaneous suppression of cerebrospinal fluid and white matter by two inversion times.<ref name=muzio>Skabelon:Cite web</ref>	High signal of multiple sclerosis plaques (pictured).<ref name=muzio/>	100px
Diffusion weighted (DWI)	Conventional	DWI	Measure of Brownian motion of water molecules.<ref>Skabelon:Cite web</ref>	High signal within minutes of cerebral infarction (pictured).<ref>Skabelon:Cite web</ref>	100px
	Apparent diffusion coefficient	ADC	Reduced T2 weighting by taking multiple conventional DWI images with different DWI weighting, and the change corresponds to diffusion.<ref name=hammer>Skabelon:Cite web</ref>	Low signal minutes after cerebral infarction (pictured).<ref name="AnFord2011">Skabelon:Cite journal</ref>	100px
	Diffusion tensor	DTI	Mainly tractography (pictured) by an overall greater Brownian motion of water molecules in the directions of nerve fibers.<ref name=radiopaedia-dti>Skabelon:Cite web</ref>	Evaluating white matter deformation by tumors<ref name=radiopaedia-dti/> Reduced fractional anisotropy may indicate dementia<ref name="ChuaWen2008">Skabelon:Cite journal</ref>	100px
Perfusion weighted (PWI)	Dynamic susceptibility contrast	DSC	Gadolinium contrast is injected, and rapid repeated imaging (generally gradient-echo echo-planar T2 weighted) quantifies susceptibility-induced signal loss.<ref>Skabelon:Cite web</ref>	In cerebral infarction, the infarcted core and the penumbra have decreased perfusion (pictured).<ref name="Chen2012">Skabelon:Cite journal</ref>	100px
	Dynamic contrast enhanced	DCE	Measuring shortening of the spin–lattice relaxation (T1) induced by a gadolinium contrast bolus.<ref>Skabelon:Cite web</ref>
	Arterial spin labelling	ASL	Magnetic labeling of arterial blood below the imaging slab, which subsequently enters the region of interest.<ref>Skabelon:Cite web</ref> It does not need gadolinium contrast.<ref>Skabelon:Cite web</ref>
Functional MRI (fMRI)	Blood-oxygen-level dependent imaging	BOLD	Changes in oxygen saturation-dependent magnetism of hemoglobin reflects tissue activity.<ref>Skabelon:Cite web</ref>	Localizing highly active brain areas before surgery.<ref>Skabelon:Cite web</ref>	100px
Magnetic resonance angiography (MRA) and venography	Time-of-flight	TOF	Blood entering the imaged area is not yet magnetically saturated, giving it a much higher signal when using short echo time and flow compensation.	Detection of aneurysm, stenosis or dissection.<ref name=hopkins>Skabelon:Cite web</ref>	100px
	Phase-contrast MRA	PC-MRA	Two gradients with equal magnitude but opposite direction are used to encode a phase shift, which is proportional to the velocity of spins.<ref>Skabelon:Cite web</ref>	Detection of aneurysm, stenosis or dissection (pictured).<ref name=hopkins/>	100px (VIPR)
Susceptibility weighted		SWI	Sensitive for blood and calcium, by a fully flow compensated, long echo, gradient recalled echo (GRE) pulse sequence to exploit magnetic susceptibility differences between tissues.	Detecting small amounts of hemorrhage (diffuse axonal injury pictured) or calcium.<ref>Skabelon:Cite web</ref>	100px

--Jannick Brennum 1. apr 2018, 11:19 (UTC)