Manyetik Rezonans Görüntüleme: Temel Bilgiler

Spin-eko sekansında akan kandaki bu sinyal yokluğu, kesit kalınlığı ince veya TE uzun seçildiği zaman daha belirgin olacaktır; çünkü her iki durumda da, kesitimizdeki hareketli protonların kesit dışına çıkmaları daha kolay olmaktadır. FSE (Fast Spin-eko)’da inceleme süresi Spin-eko’ya göre daha kısa olmakla birlikte, 90° RF puls sonrası birden fazla 180° RF puls ile faz-kodlama stepleri kodlandığından, vasküler yapılardaki sinyal yokluğu (signal void) yine belirgindir. 

Sekil 11.1: Goruldugu gibi, 90 ve 180 RF pulslar kan icindeki farkli protonlari etkilediginde damar icinden sinyal gelmemektedir. Sadece 180 RF puls uygulamasi ile protonlardan sinyal elde edilemedigine dikkat ediniz.

Resim 11.1: Flow Void. SE ile elde edilen grafide, vaskuler yapilar (Inferior Vena Cava ve Aorta) hipointens olarak izlenmektedir (TR:400, TE:17).

Spin-eko’da akan kanın bu sinyal özellikleri ile birlikte MRG anjiyografi görüntüsünün elde edilmesinde, akan kanın çevre (sabit) dokulara göre hiperintens görüldüğü sekansları kullanmak zorundayız. Bu nedenle MR anjiyografi’de Gradiyent-eko sekansları kullanılmaktadır ve bu amaçla temelde iki fenomen mevcuttur; 

a-    Time-of-flight (TOF)

b-    Faz kontrsat (phase contrast)

Time-of-flight (TOF)

Gradiyent-eko sekansında bildiğiniz gibi sadece <90° RF puls uygulanmaktadır (Spin-eko’daki 180° RF puls bu sekansda yoktur). TR kısa tutularak çok sayıda RF puls uygulandığında kesit içindeki tüm protonlar satüre olacaktır (longitudinal manyetizasyonları azalacak); ancak akan kan ile birlikte kesite yeni gelen protonlr satüer olmayacaklarından, sabit dokulardan düşük sinyal alınmasına karşın, vasküler yapılardan yüksek sinyal elde edilecektir (Şekil 11.2).

Sekil 11.2: RF puls uygulamalari arasinda kesite yeni protonlar gelmekte, buna bagli olarak da sature olmus sabit dokulardan dusuk sinyal kaydedilmesine karsin vaskuler yapilardan yuksek sinyal kaydedilmektedir. RF puls ile sature olan kandaki protonun RF puls uygulamalari arasinda kesitten uzaklastigina dikkat ediniz.

Bu teknik ayrıca “flow-related enhancement” (akıma bağlı kontrast) olarak bilinmektedir ve vasküler yapılar ile sabit dokular arasındaki bu kontrast, kan akımına dik olmak üzere ince kesitler yapıldığında daha da belirgin olmaktadır; çünkü bu sayede RF pulsları arasında, RF pulsdan etkilenen protonların kesit dışına çıkması ve yeni protonların kesit içine girmesi daha kolaydır (kesit kalınlığı arttıkça kan akım hızına da bağlı olmak üzere, vasküler yapılar içindeki protonların da RF puls’lar ile satüre olma şansları vardır). Sabit dokuların satürasyonu ve buna karşın akan kan ile kesite yeni gelen protonların satüre olmaması sonucu elde edilebilen bu kontrast ile birlikte, gradiyent boyunca akmakta olan kandaki protonların gradiyent farklılıklarına bağlı olmak üzere “dephasing” göstermeleri (faz şifti); vasküler yapılar içinde sinyalde azalma problemi yaratır. Bu problemi ortadan kaldırmak için “Flow compensation (akım kompansasyon) tekniği kullanılmaktadır [64] (Tablo 11.1). Bu teknikte faz şiftine neden olan gradiyentin aksi yönünde çalışan ek bir gradiyent kullanılır; bu sayede gradiyent boyunca akıma bağlı olarak gelişen faz şifti önlenir. Akıma bağlı olarak elde edilen kontrastı belirginleştirmek için “gadolinium chelate” gibi paramanyetik kontrast maddeler kullanılabilir. Bunun haricinde sekansda kullanılan TR, TE ve sapma açısı (flip angle) değerleri kontrastın belirlenmesinde çok önemlidir, örneğin flip angle küçük olduğunda sabit dokulardaki satürasyon miktarının azalmasına bağlı olarak flip angle büyük olduğunda ise akan kandaki protonlarında satüre olma şansları artacağından elde edeceğimiz kontrast azalacaktır. Bu nedenle, sabit dokular ile hareket halindeki kan protonları arasında en uygun kontrastı verecek, uygun TR ve flip angle değerleri seçilmelidir (genellikle 30-60 msn. gibi kısa TR ve 30-60 gibi orta dereceli flip angle uygun olan seçimlerdir).

Uygulama 2D veya 3D olarak yapılabilir.

2D MR Anjiyografi

İlk kullanılan ve en basit olan teknik, TR ve TE kısaya (50 msn., 10 msn.), flip angle orta dereceye (45 derece) ayarlanarak, birçok kesit elde edildikten sonra, “post-processing” ile MR anjiyo görüntüleri oluşturulur [68]. Bu teknikte, kesite giren sabit dokular ardı ardına hızlı biçimde uygulanan RF pulslar ile satüre olunca, kesite sonradan giren ansatüre kan protonları ile yüksek sinyal elde edilebilmektedir, bunun sonucu olarak vasküler yapılar hiperintens  görülürler. Bu tekniğin (2D) avantajı, kan protonlarının çevre sabit dokulara benzer şekilde satüre olma probleminin az olmasıdır; bu nedenle sabit dokular ile vasküler yapılar arasında yüksek kontrast elde edilebilir. Bunun haricinde, bu avantaj yavaş kan akımına sahip vasküler yapıların da hiperintens görülmesine neden olmaktadır; teknik yavaş kan akımlı vasküler yapıların görüntülenmesinde de başarılıdır (hatta BOS akımı bile BOS’un yüksek sinyal alanları şeklinde görülmesine sebep olabilir). Tekniğin dezavantajları ise, elde edilecek kesit kalınlığının magnet ve gradiyent gücü ile sınırlı olması ve hareket artefaktlarına duyarlı olmasıdır. Bunun haricinde TE’nin göreceli olarak uzun olması, vasküler yapıda çok yönlü akım olduğunda sinyal yokluğuna neden olabilmektedir. Bu teknik ile elde edilen görüntülerde çevre sabit dokular belirgin biçimde satüre edildiklerinden, vasküler yapılar haricindeki sabit dokuların görüntü kalitesi oldukça düşüktür (Resim 11.2).

Resim 11.2: 2D MR Anjiyografi. Karotis MR anjiyografik inceleme. Ilk once kesit goruntuler elde edildikten sonra bilgisayarda post-processing ile konvansiyonel anjiyografik grafilere benzer goruntuler degisik acilarda olmak uzere elde edilmektedir.

3D MR Anjiyografi

Bu teknikte ise, (daha önce 3D Gradiyent-eko başlığı altında detaylı olarak anlatıldığı gibi) kesit-belirleme gradiyenti (slice-selection) kullanılmadığı için, kullanılan RF puls, incelenmesi planlanan tüm dokuyu etkilemektedir. Kesit-belirleme yerine faz-kodlama gradiyentinin kullanılması nedeniyle kesit kalınlığı ve kesit sayısını faz-kodlama grradiyent step sayısı belirlemektedir. Bu teknikte genellikle TR ve TE kısa (50 msn, 4-8 msn) ve flip angle küçüak (10-30 derece) olarak ayarlanır [69]. Yine, sabit olan dokular ardı ardına hızlı biçimde uygulanan RF pulsları ile satüre olmakta, bu sayede volüm içine yeni gelen kan protonları satüre olamamakta ve lede edeceğimiz görüntüde yüksek sinyal alanları şeklinde görülmektedirler. Bu tekniğin avantajları, 3D tekniğinin kullanılmasına bağlı yüksek SNR elde edileceğinden, ince kesit kalınlığı imkanını vermesi “cross-talk” etkinin çok az olması, ve hareket artefaktlarına daha az duyarlı olmasıdır (tüm bunlar 3D tekniği ile elde edilecek görüntünün neden yüksek rezolüsyonlu olacağını açıklar) (Resim 11.3).

Resim 11.3: 3D MR Anjiyografi

Bunun yanında, yine 3D tekniğinin kullanılmasına bağlı olarak inceleme zamanı daha uzundur ve bu teknikte belli bir doku volümüne RF puls uygulandığından volüm içine yeni giren kan protonlarının çevre dokulara benzer şekilde saterü olma problemi vardır (çünkü kesite göre volüm içinde daha fazla süre harcarlar ve bu süre içinde bir çok RF puls aynı protonları etkileyebilmektedir). Bu protonlar satüre olurlarsa sabit dokular ile vasküler yapıların kontrastı kaybolur. Bu nedenle, iyi kontrast oluşması ancak kan akım hızının yüksek olması ile sağlanır.

Bununla birlikte, 3D tekniğinin bu dezavantajını ortadan kaldırmak için, “MOTSA (Multipl overlapping thin slab acquisition)” tekniği geliştirilmiştir [70]. Motsa’da inceleme yine 3D olarak yapılır; ancak incelenmesi planlanan doku volümü küçük bölümler halinde incelenmektedir. Bu sayede 3D tekniğinin en büyük dezavantajı olan kan protonlarının satüre olma problemleri büyük oranda ortadan kalkmaktadır (MOTSA tekniğinde inceleme süresi normal 3D tekniğine göre daha uzundur).

MR anjiyografide bu anlatılan teknikler kullanılarak (2D veya 3D TOF kesitsel görüntüler elde edildikten sonra, konvansiyonel anjiyografidekine benzer görüntüler, bilgisayarda “post-processing” ile sağlanmaktadır. Bu işlem sırasında görüntü kalitesini artırmak amacıyla genellikle “maximum-intensity-projection algorith” uygulanır.

Sekil 11.3: Kan akimi yonlerini sekilde goruldugu gibi kabul edersek; presaturasyon sol bölümde uygulanirsa arteriyal anjiyografi; buna karsin sag tarafta uygulanir ise venoz anjiyografi elde edilmektedir.

Bu teknikler ile elde edilen görüntülerde incelenen bölgedeki tüm vasküler yapılar görüntülenecektir (hem arteriyal, hem de venöz vasküler yapılar). Buna karşın teknikte “presatürasyon tekniği” kullanıldığında, sadece arteriyal veya sadece venöz yapılar görüntülenebilmektedir. Bunun çalışma mekanizması tamamıyle kan akım yönü ile ilişkilidir (Şekil 11.3, Resim 11.4). Son yıllarda MR anjiyografi görüntü kalitesini artırmak için “Magnetization Transfer puls” uygulanmaya başlanmıştır [54]. “Magnetization transfer” fenomeni, protonların mobil (hareketli) ve anmobil (bağlı, restricted) olmak üzere iki farklı ortamda bulunmalarına bağlıdır (mobil protonlar sıvılardaki, anmobil protonlar makromoleküllerin yapılar içindeki protonları temsil eder). Anmobil protonlardan belirgin sinyal elde edilemez; çünkü bu protonlar makromoleküllerin yapılarında bulundukları için çok kısa T2 süreleri vardır. Bu makromoleküller non-homojen ilişkiler içinde olduklarından, bu protonların salınım (precession) frekans bandı oldukça geniştir (bütün protonlar aynı frekansta salınım göstermez).

Resim 11.4: Görüntüde sadece venöz yapılar izlenmektedir (presaturasyon teknigi)

Bu nedenle, dokuya geniş frekans bantlı (non-spesifik) RF puls uygulandığında, anmobil protolar genelde satüre oldukları halde, mobil protonlar (bunların salınım frekansları birbirleri ile aynıdır) bu RF pulsundan çok az etkileneceklerdir. Beyin beyaz cevherinde hem mobil, hem de anmobil protonlar olduğu halde, vasküler yapılar içindeki protonlar mobildir. Dolayısıyla, Magnetization Transfer puls uygulandığında, beyaz cevherden gelecek sinyal kısmen süprese edilmekte, buna karşın akan kandaki protonlardan elde edilecek sinyal etkilenmeyeceğinden, sabit dokular ile akan kan arasındaki kontrast artmaktadır. İşte bu yöntem kullanılarak (Magnetization Transfer plus) MR anjiyografi görüntü kalitesi belirgin biçimde yükseltilmektedir (Resim 11.5 a ve b).

Resim 11.5 a ve b: Magnetization transfer kullanilmadan (a) ve kullanilmasi ile (b) elde edilen MR anjiyografiler. Magnetization transfer puls kullanildiginda daha ince olan vaskuler yapilarin belirginlestigine dikkat ediniz.

Faz (phase) kontrast MR Anjiyografi

Faz kontrast tekniği MRG’de anjiyografi için kullanılabilen ikinci yöntemdir. Daha önce belirtildiği gibi, gradiyent boyunca akmakta olan kandaki protonlar arasında, faz şifti meydana gelir. Bunu engellemek için TOF’ta akım kompansasyon (flow compansation) tekniğinin kullanıldığını söylemiştik; buna karşın bu oluşan faz şifti ikinci MR anjiyografi tekniğinin temelini oluşturmaktadır (phase kontrast). Bu teknikte görüntüler, gradiyent (+) ve (-) yönlerde çalışıyorken çiftler halinde alınır. “Image subtraction” ile sabit dokular görüntüden silinir; böylece sadece vasküler yapılar görünür hale getirilmiş olunur. Bu teknik ile oluşturulacak MR anjiyografi de inceleme zamanı TOF’a göre daha uzundur ve TOF’ta olduğu gibi inceleme 2D veya 3D olarak yapılabilmektedir. Bununla birlikte teknik, akıma bağlı olarak oluşan saturasyona karşı duyarlı değildir; ve böylece yavaş kan akımlı vasküler yapılar TOF’tan daha iyi görüntülenir. Ayrıca bu teknik ile akım yönü ve hızı gibi fonksiyonel bilgiler elde edilebilmektedir.

MR Anjiyografi ne kadar güvenilir bir teknik?

MR anjiyografi genellikle lezyon derecesini (genellikle damar darlığını) olduğundan daha fazlaymış gibi gösterir. Bunun temel nedeni MR anjiyografisinin konvansiyonel anjiyografiye nisbeten artefarktlara daha duyarlı olmasındandır - şimdi bunu örneklemek için aşağıdaki vakaya göz atalım.  

Safra kesesi ve Safra Yollarının Görüntülenmesi  

Resim 11.6: Safra kesesi ve ortak safra kanalinin MRG kullanilarak degisik acilardan elde edilen goruntuleri (TSE, TE:4000, TE:180)

Safra salgısının uzun T2 değerleri nedeniyle, T2 ağırlıklı görüntülerde safra kesesi ve safra yolları hiperintens olarak görülmektedir. İşte bu özellikten faydalanılarak son bir iki yıldır anjiyo sekansı ile (post-processing) safra kesesi ve koledok konvansiyonel kolesistografilere benzer şekilde başarılı biçimde görüntülenebilmektedir (Resim 11.6).

Ana sayfa    I   Bir Önceki Bölüm  I    Bir Sonraki  Bölüm   I   iletisim   I    www.birthmarks.us

MRA örnek vakaları:

• Vaka#1

• Vaka#2