UMM4.0 Innovative Medizintechnik Einführung
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- Meike Dieter
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1 1 3/14/2018 Page 1 MaReCuM Klinischer Studienabschnitt UMM4.0 Innovative Mediintechnik Einführung Chair in Faculty of Medicine Mannheim University Heidelberg Theodor-Kuter-Ufer 1-3 D Mannheim, Germany Lothar.Schad@MedMa.Uni-Heidelberg.de 3/14/2018 Page 2 Seite 1
2 2 3/14/2018 Page 3 MaReCuM MRT Physik Lernielübersicht 1. Jahr 2. Jahr Medical Physics Basics CT/MRT Grundlagen MRT Vorlesung Vorbereitungswochen Physik MRT Grundlagen MRT Seminar Vorbereitungswochen Physik MRT Grundlagen MRT Praxis 3. Jahr Bildgebende Verfahren UaK MRT Grundlagen MRT Bildgebung 4. Jahr Wahlfach UMM4.0 - Innovative Mediintechnik Grundlagen fortschrittlicher Techniken (.B. Perfusion, Diffusion) Grundlagen Forschungskompeten 5. Jahr Forschungs-/Doktorarbeit Klinische Forschung PJ Berufstätigkeit Forschungskooperation Klinische Forschung 3/14/2018 Page 4 MR Morphology MR Morphology T1, T2 Seite 2
3 3 3/14/2018 Page 5 Experiment: T1-Measurement #1 90 Inversion Recovery Technique TI: Inversion Time TE: Spin-Echo Time TI TE SI~M 1,00 M x y x y 0 (1-2e -t/t1 ) -M 0 t = 0 t = TI -1,00 TI 3/14/2018 Page 6 Experiment: T1-Measurement #2 90 Measurement #2 TI 2 TE SI~M 1,00 M x y x y 0 #1 #2 (1-2e -t/t1 ) -M 0 t = 0 t = TI 2-1,00 TI 2 Seite 3
4 4 3/14/2018 Page 7 T1 Measurement: Inversion Recovery : S = S 0 (1-2e -TI/T1 ) WM: T1 500 ms GM: T ms CSF: T1 > 2000 ms White Matter (WM) 3/14/2018 Page 8 Experiment: T2-Measurement TE 1 TE 2 TE 3 [a.u.] TR Spin-Echo Technique TR: Repetition Time TE: Spin-Echo Time Intensity T2* T2 ~ e -t/t2 Seite 4
5 5 3/14/2018 Page 9 T2 Measurement: Spin-Echo : S = S 0 e -TE/T2 WM: T2 90 ms GM: T2 100 ms CSF: T2 > 500 ms White Matter (WM) 3/14/2018 Page 10 Spin-Echo: Gd-DTPA Example - typical measuring protocol in brain diagnostics SE T1 w SE T2 w SE T1 w patient: glioblastoma Schad et al. JCAT 1987 intravenous injection of 0.1 mmol/kg Gd-DTPA Seite 5
6 6 3/14/2018 Page 11 MR Fast Imaging Gradient Echo Technique 3/14/2018 Page 12 Gradient-Echo Sequence spoiler M M α M xy Haase et al. JMR 1986 x,y - example: α = 20 M - reduction by 6% M xy - value 34% of M!! Seite 6
7 7 3/14/2018 Page 13 Gradient-Echo: Measuring Time SE GE α = 90 / TE = 20 ms TR = 600 ms T aq : 2:34 min α = 25 TE = 7 ms TR = 20 ms T aq : 5 sec!! 3/14/2018 Page 14 Fast Gradient-Echo Imaging: EPI - echo-planar imaging EPI - multi-gradient imaging technique - single-shot technique with strong requirements to the gradient power - strong T2* dependency susceptibility artifacts! - fastest imaging technique Sir Mansfield 2003 Nobel prie in medicine Mansfield and Pykett. JMR 1978 Seite 7
8 8 3/14/2018 Page 15 Fast Gradient-Echo Imaging: EPI Examples 1 slice in 100 ms 40 slices in 4 s! 3/14/2018 Page 16 MR Fast Imaging Functional MRI Seite 8
9 9 3/14/2018 Page 17 Functional MRI: Diffusion, Perfusion Diffusion Perfusion EPI b-values = s/mm 2 Diffusion Tensor Imaging DTI Arterial Spin Labeling ASL ml-blood [ ] 100g x 1min Seite 9
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