background image

MRI 

 

Magnetic resonance imaging 

(MRI )

 


background image

MRI

 

Magnetic resonance imaging (MRI) 
is noninvasive method of mapping the internal 

structure and certain aspects of function within 
the body.  

It uses nonionizing electromagnetic radiation and 

appears to be without exposure-related hazard .  


background image

HISTORICAL PERSPECTIVE

 

 

 

Name of MRI previously is nuclear magnetic 

resonance (NMR),first described by  Bloch and 
Purcell in 1946 . 

 
NMR has been used extensively as a laboratory 

method for studying the properties of matter at 
the molecular level (NMR spectroscopy 


background image

MRI 

 

In applications to medicine, it is now commonly 

referred to as magnetic resonance (MR). 


background image

  

    Application for human study              between 
1973-1977   

 


background image

MRI 

 

MR describes the phenomenon whereby the 
nuclei of certain atoms, when placed in a 
magnetic field, absorb and emit energy of a 
specific or resonant frequency.

 

 


background image

..

 

Mean  that the nuclei of certain elements align  

with the magnetic force when placed in 
astrong magnetic field . 
 


background image

 

At the field strengths currently used in medical 
imaging ,hydrogen nuclei (protons ) in water 
molecules and lipids are responsible for 
producing anatomical imaging .

 


background image

background image

background image

background image

MRI 

 

• The body is 

largely composed of water 

molecules

 which each contain two 

hydrogen

 

nuclei

 or 

protons

. When a person goes inside 

the powerful 

magnetic field

 of the scanner, 

the 

magnetic moments

 of these protons align 

with the direction of the field. 

 


background image

BASIC PRINCIPLE OF MRI

 

• The hydrogen (1^H) atom inside body possess “spin” 
• • In the absence of external magnetic field, the spin 

directions of all 

• atoms are random and cancel each other. 
• • When placed in an external magnetic field, the spins 

align with the 

• external field. 
• • By applying an rotating magnetic field in the 

direction orthogonal to 

• the static field, the spins can be pulled away from the 

z-axis with an 

• angle \alpha 


background image

MRI

 

• • 

The rapidly rotating transverse magnetization 

(M_xy) 

• creates a radio frequency excitation within the 

sample. 

• • If we put a coil of wire outside the sample, the RF 
• excitation will induce a voltage signal. 
• • In MRI, we measure this voltage signal. 
• • Voltage produced is (Faraday’s Law of Induction) 


background image

MRI

 

If radiofrequency of hydrogen is applied 

,aproportion of the protons change alignment 
,flipping through apreset angle , rotate in phase  
with one another.fallowing this radiofrequency  
pulse,the protons return (realign )to their original 
postion . 


background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

background image

                

 MRI  

Advantage : 
Provide high resolution anatomic structure (as 
with X-ray CT) 
• Provide high contrast between different soft 
tissues (X-ray CT cannot) 
• No exposure to radiation and hence safe 
• More complicated instrumentation  • 
Disadvantage :  
Takes longer to acquire a scan than CT, more 
susceptible to patient motion 


background image

MRI 

 
The hydrogen (1

^H) atom inside body possess “spin” 

• In the absence of external magnetic field, the spin 
directions of all 
atoms are random and cancel each other. 
• When placed in an external magnetic field, the spins 
align with the 
external field. 
• By applying an rotating magnetic field in the direction 
orthogonal to 
the static field, the spins can be pulled away from the z-
axis with an angle \alpha 


background image

..

 

As the protons realign(relax )they induce aradio 

signal which ,although very weak,can be 
detected and localize by coils  placed around 
the patient . 

An image represent the distribution of the 

hydrogen protons  can be built up . 


background image

MRI

 

The strength of signal depends not only on 

proton density but also on tow relaxation 
times .T1 and T2 

 


background image

MRI

 

T1-depend on the time the protons takes to 
return  to the axis of magnetic fields.

 


background image

T1 WEIGHTING

 

• • Short TR: 

• – Maximizes T1 contrast due to different 

degrees of saturation 

• – If TR too long, tissues with different T1 

all return equilibrium already 

• • Short TE: 

• – Minimizes T2 influence, maximizes 

signal 


background image

SPIN DENSITY

 

• Signal at equilibrium proportional to 

PD 

• • Long TR: 

• – Minimizes effects of different degrees of 

saturation (T1 contrast) 

• – Maximizes signal (all return to 

equilibrium) 

• • Short TE: 

• – Minimizes T2 contrast -Maximizes signal 


background image

T2 WEGHTING 

 

• Long TR: 

• – Minimizes influence of different T1 

• • Long TE: 

• – Maximizes T2 contrast 
• – Relatively poor SNR 


background image

MRI

 

Mean  transfer of energy from the           
protons to the tissue .   

 
 


background image

MRI

 

T2- depend on the time the protons take to 

dephase . 
 
 


background image

MRI

 

T1 of tissue is longer than T2 of                     
tissue 

 


background image

MRI 

 

• T2 is called transverse relaxation time, which 

is the time for M_xy 

• to decrease by 1/e. 
• • Also called spin-spin relaxation time 
• • T2 is much smaller than T1 

• – For tissue in body, T2: 25-250ms, T1: 250-2500 ms 


background image

MRI 

 

-Body fluid T1 is long compared to  soft while 

those of fatty structures are short

  .

 

-Fluids have long T2 values  than of soft tissues 
and fat.

 
 


background image

MRI

 

AT1-weighted images is one in which the 
contrast between tissues due  mainly to their 
 T1 relaxation propereties ,while in a T2-
weighted image the contrast between tissues 
due  mainly to their  T2 relaxation 
propereties .

 


background image

MRI

 

Most pathological processes show increase T1 and 

T2  relaxation times  and these processes  
therefore appear lower in signal (blacker )on a T1 
–weighted scan and higher in signal (whiter ) on a 
T2 –weighted scan than the normal surrounding 
tissue 


background image

MRI

 

.

the T1 and T2 weighting of an image can be 

selected by approperiatly altering  the timing and 
sequences  of radiofrequency  pulses . 

 


background image

MRI 

 

T1 weighted images used for anatomical details 

(normal stracture )and T2 weighted images used 
for pathological processes  


background image

MRI SCANNER 

 

Atypical  MRI scanner  consist of large circular 

magnet.Inside the magnet are the 
radiofrequency transmitter and receiver coils as 
well as gradient coils  to allow spatial 
localization of the MRI signal . 


background image

MRI

 

Ancillary equipment converts the radiosignal  

into adigital form which the computer can 
manipulate to create image. 
 


background image

MRI

 

MRI scanner available now      from 0.2 -8 Tesla  
In our hospitals is 1.5 Tesla       


background image

MRI

 


background image

MRI

 


background image

MRI

 


background image

ADVANTAGES OF MRI 

 

 

1-Information can directly imaged in any 
plane .

 

2-No ionizaing  radiation . 

 

3-Bone and air do not produce artifact 

 

4-Soft tissue contrast is high

 

5- Non invasive 

 

6-No adverse biological effects .

 


background image

DISADVANTAGE 

 

 

1-Require longer scaning time comperd to CT scan ,so 

the patient keep still during scaning procedure . 

 
2-An avoidable movement from breathing cardiac 

pulsation and perestalsis  often degrade the image . 
 


background image

MRI

 

3-Strong magnetic field used  mean    that it is at 

present        contraindicated in patient with   cardiac 
pacemakers,intraocular metallic forign bodies and 
certain types of aneurysm clip . 

 
4-Acoustic noise . 
 

 


background image

CONTRAST AGENT  FOR MRI 

 

Contrast agent providing useful diagnostic information 

with MRI . 

 
The most widly used  agents are gadolinium compounds 

which only cross the B.B.B. when it is damaged  by 
disease and which concentrate  in tissue and diseases 
processes  with high blood supply . 

 


background image

MRI 

 

Tissue  which concentrate the agent show very 

high intensity ( they appear white ) on T1 –
images  . 

 
Tissue specific media ,such as iron oxide agents for 

reticuloendothelial  cells imaging . 

 

 

 


background image

background image

    PD               T2              T1 

 


background image

CT SCAN

 


background image

Sagittal                    coronal

 


background image

MRI 

 


background image

MRA 

 


background image

Patient with multiple sclerosis with plaques of demyelination 

shown on (A) fast spin-echo (FSE) proton density; (B) FSE T2; 

and (C) FSE FLAIR. There is no discernible abnormality on T1-

weighted images without contrast 

 


background image

MRI

 

 


background image

MRI

 

 


background image

CT SCAN

 

 


background image

CT SCAN

 

 


background image

MRI

 

 


background image

CT SCAN

 

 


background image

MRI

 

 


background image

MRI

 

 


background image

PLANI X-RAY

 

 


background image

MRI

 

 


background image

MRI

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Ahmed monther Aljial
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 87 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل