Tips en tricks Filip De Ridder UZBrussel
Are we Turning Up the Heat @ 3T ?
Radiofrequentie ( Rf ) Probleem - Thermisch effect -> lichaam & implantaten - Interactie implantaten
Preventie - Screening -> Uitsluiten metalen voorwerpen ( juwelen, implantaten, … ) - Vermijden -> Geleidende materialen in toestel
- Metingen -> Richtlijnen frabrikant respecteren
Thermisch effect op lichaam ( Rf )
- Uitgezonden Rf energie absorptie
lichaam -> opwarming
- Specific Absorption Rate ( SAR ) = geabsorbeerde energie per tijdseeheid - Uitgedrukt
Watts per kilogram W/ kg
Specific Absorption Rate ( SAR ) - Rf energie = afhankelijk : Configuratie weefsel Frequentie ( 1T 42 Mhz - 4T 170 Mhz ) RF puls ( 90° / 180° ) TR Type antenne Volume in antenne
- Snelle puls metingen ( Tse, Diff, EPI ) SAR snelheid & hoeveelheid 180°
Probleem - Opwarming = afhankelijk verschillende factoren Oa :
- Duur blootstelling - MR omgeving - Airco - Thermoregulatie systeem pat - Gezondheidstoestand pat - Ziektes :
Cardiovasculaire aandoeningen hypertensie, diabetes, koorts, ouderen, obésitas
- Medicatie :
Diuretica, B-blokkers, calcium, amfetamines, sedativa
Aanbevolen veiligheidsniveau
Gn probleem
Normaal niveau
SAR
Heating
2 W/kg
0.5°C
ste
niveau
4 W/kg
1.0°C
de
niveau
> 4W/kg
>1.0°C
Bezorgdheid
1
Not available
2
- T° stijging = beperkt (International Electrotechnical Commission) 1° 38° 39° 40°
Lichaam Hoofd Thorax Extremiteiten
Belangrijk - Correct Pt gewicht = “ cruciaal belang “ -> SAR opvolging - Wanneer SAR thermo regulerend systeem overschrijd -> T° toename - Klinisch 2 niveaus beschikbaar : Normaal niveau - 1ste niveau overgaan nr 1ste niv = gezondheidsrisico voor de Pt Altijd
- Normaal niv ( 2 W/ kg ) - Cardiovasculaire & / of cerebrale aandoeningen - Diabetes - Falen thermoregulatiesysteem - Foetus - Koorts - Orbita met lokale coil - Zwangere
- 1ste niv : Observatie Pt -> accumulatie vermijden = pauze tussen metingen ( afkoeling )
Waarschuwing Gevaar “ Hot spots ” ! - RF absorptie “ lokaal ” -> opwarming -> brandwonden - Kruispunten vermijden ( armen, benen ) - Make-up ( oogschaduw, … ) - Ringen
- Sieraden - Tatoeages - Scanner software will NOT account for local hot spots !
Preventie : Verhitting - brandwonden - Ventilatie > 50 - 100% ( SAR ) - Altijd ZH kledij, verificatie juwelen, andere, … - Verhitting implantaten “ Alleen “ bij geleidende materialen [ ex: lichaam, pacemakerdraden, halovest, Foley cath T° sonde, lusvormige fixatoren, … ]
- Te vermijden : Leiding - Huid contact ( ev: opvullen met nt geleidend materiaal ) - O - S - U vormen vermijden - Recht naar buiten - Controle beschadiging - Alleen de strikt noodzakelijke & geconnecteerd
- Te vermijden contacten
- Ledematen & lichaam minstens < > 5cm voeten - Huid - huid vermijden - X armen / handen – benen / enkels vermijden armen, benen naast lichaam
- Brandwonden ( 1ste tot 3de graad ) meest voorkomende oorzaken Tgv : - Ledematen in direct contact met andere lichaamsdelen ( huid – huidcontacten ) - Lichaamscontact met body antenne of RF transmitter antenne
- MR onveilige leidingen, toestellen
Thermisch effect op lichaamsvreemde metalen voorwerpen ( RF )
- Absorptie van RF energie
-> warmer dan omliggend weefsel -> brandwonden ( ECG leidingen, pulsoximeter, antennes … )
- Vooral hoge veldsterkte - Lusvormige configuraties (draden, … ) = warmte
Siemens & SAR - SAR supervisie - Look ahead
Mathematische methode - Worst case scenario Berekend geïnduceerde Rf voor meting start
Voorkomt start bij te hoge SAR waarde Vraagt parameter wijziging - Online control Uitgestraalde RF wordt permanent gemeten/ gecontroleerd
Voert zo nodig pauze in tussen metingen Switch off Rf power
MR Operator
- Opvolgen veiligsregels – onderzoekszaal - Opvolgen absolute en relatieve contra-indicaties (richtlijnen) - Ingave corect lichaamsgewicht en lengte
- Vaststelling meer SAR gerelateerde issues dan op 1.5
Procedure dagelijkse werking: MR Safety / SAR
- Broeken zijn ingeburgerd (verplicht voor iedere pat/ onderzoek) - Toename v brandwonden in MR wereld tgv 3T, sterkere gradiënten, snellere slew rate, etc (grootste probleem in MR, voor missile effecten, komt op de 2de plaats, ref FDA)
- Juist gewicht/ lichaamslengte mede bepalend voor SAR
TA vs SNR BW Syngo Warp
TA
vs SNR
3T Theoretisch: Signaal /Ruis (SNR) : x 2 ofwel sneller ? ofwel betere IQ in zelfde tijd?
Gevoeligheid in weefsel : actuele winst 30-60%
Relative Signal-to-Noise
Scan time 1
Resolution
Signal-Ruis verhouding (SNR - S/N) Maatstaaf voor kwaliteit v/e signaal waarin storende ruis aanwezig is De SNR geeft sterkte v/h gewenste signaal weer in verhouding tot ruis SNR = evenredig aan voxel size, aantal averages , fase encoding steps Gevolg: SNR sterk gerelateerd aan opnametijd
gem. Signaal SNR st. dev. Ruis
SNR indicator
- Bewaarde meting: SNR indicator = altijd 1.0 of 100% - Wijzigingen v meting parameters veranderen de SNR indicator tav de originele meting - Na bewaren v meting met gewijzigde scan parameters: SNR indicator terug op 100%
- SNR indicator gn waarde om scan metingen te vergelijken
Samengevat - SNR indicatie geeft een relatieve waarde - Afhankelijk v/d startcondities /-meting - Betere resolutie in minder scantijd met een hogere SNR is onmogelijk tenzij veldsterkte en/ of RF antenne worden gewijzigd - SNR indicator = indicatie tot resolutie (voxel size) - De vierkantswortel van 2 -> belangrijke rol in verminderen of toenemen van bepaalde parameters - Alleen veranderingen in Sl Th wijzigen de SNR indicator lineair - Alle andere parameters gaan met de vierkantswortel van 2 omhoog of omlaag
SNR can be improved by tweaking scan parameters or …
- SNR indicator: 0.1 Beeldkwaliteit ? Goed Indien er een voldoende SNR reserve aanwezig was in originele meting
- SNR indicator: 0.8 Beeldkwaliteit ?
Slecht
Zowel resolutie en scan tijd waren verminderd tot e niv dat de beelden ruisig begonnen te worden bij SNR 1.0
SNR
Ma – FoV – Sl Th
Matrix
FoV
Sl Th
Kleine SNR spelers
- Acq (NSA, Averages) - Ph Os %
Phase oversampling
33% phase oversampling, 75% FoV
Oversampling is phase richting geeft meer encoding steps en waardoor SNR verbeterd Elke Ph OS stap geeft meerwaarde aan SNR totaal (elke echo bevat signaal v geheel beeld, lucht geeft gn signal)
Vaak voorkomende vraag radioloog Hoge resolutie beelden + Ma FoV
Sl Th + FS
?
Ma + FoV + Sl Th 25%
Ma + FoV + Sl Th 25%
Gevoel voor parameter wijzigingen en SNR indicator ? Moelijk te defineren Ervaring 3 basis spelers: < FoV -
< Sl Th -
Ma >
Voxel grootte ?
Back-up maken: Details vergelijken vs TA - Radioloog ? Bewaren v gewijzigde meting ? ? Bij twijfel:
- Start Siemens meting - Vertrek v/e basis meting, parameters
Vuistregel Lymphografie
Nt v toepassing in de SNR indicator:
Contrast parameters: TR, TE, FL hoek, TI Meting type Veldsterkte Type antenne
BW
BW bezorgd
!?
Beeldkwaliteit - Artefacten - B0 inhomogentiteiten, susceptibility
- Blurring, Ghosting - Chemical shift artefact - FoV, TE - SNR, Contrast
BW Syngo platform
Afgifte v RF signaal & bij ontvangst v MR signaal
Afgifte v RF signal (Transmit BW-tBW) RF puls bevat bepaald bereik v frequenties BW, enkele KHz breed Verantw: Sl Th, Sl localisatie
3 soorten
RF puls type: Low SAR (3.84ms = rf puls duur)
- Langere RF puls met goed snede-profiel
- Verminderde SAR - Minder cross talk tss sneden - Langere TE & TR’s
RF puls type: Normal (2.56ms) - Normale Rf puls, goed slice profile - Optimaal SAR gedrag
RF puls type: Fast (1.28ms) - Kortere RF pulsen - Hoger SAR tav normal & low - Kortere echo spacing - Kortere TE & TR’s - Invloed op susceptibility artefacten Interessant: - Snelheid
- Korte echo spacing - Bruikbaar: Haste, EPI, Truefisp en Turboflash
Hoge tBW Voordeel - Minder distortie artefacten - Korte excitatie pulsen -> kortere TE & ESP (echo spacing)
Nadeel - Grotere minimale Sl Th - Hogere RF amplidute -> hogere RF & SAR - PNS
Gradient mode: Whisper, Normal & Fast Invoed op slew rate
Interessant vr snelle metingen met korte TE/TR’s Whisper = Laagst mogelijke lawaai produktie Fast mode: Ruis +++ / PNS +++
dB/dt
Gradient Switched on
Time (ms)
Ontvangen v RF signal (receiver BW- rBW) FASECODERING
FoV =
Meet Bandbreedte Gradient Sterkte
FREQUENTIECODERING
+ 14kHz
Isocentrum
- 14kHz FoV 28 cm
Kleinere rBW: Langzamere meetfrekwentie = duurt langer
FoV = rBW
of Grad Sterkte
TE = meer T2 verval
rBW
Signaal
Ruis
Ruis
Kl BW
Hogere SNR = minder ruis Kleinere FoV Meer chemical shift Langere TE/ TR Toename susceptibility en metaal artefacten
Gr BW
Minder chemical shift Korte TE/ TR Minder susceptibility en metaal artefacten Meer ruis = minder SNR Grotere Fov
Metaal artefacten Result v locale inhomogenteit in het magnetisch veld (B0) Locale gebieden v B0 inhomogeniteiten veroorzaken
frequentie shift/ dephasering v spins Gevolg: Ontvangen signaal is corrupt (dephasering geeft signal verlies en frequentie shift veroorzaakt misregistratie v signal partiele anatomische distortie -> foutieve phase en frekwentie-informatie
Implantaten en 3T ?
TSE T2
TSE Pd
Tirm Flair
GRE
T1 SE
Syngo Warp
Warp:
Metal Artifact Reduction Technique
Mars:
Metal Artifact Reduction Sequence
Vat:
View Angle Tilting
Mars & Vat = In-plane artefact reductie
In-plane artefact reductie
Through plane artefact reductie
In-plane reductie: Vat Vat: Extra readout gradient toegevoegd in slice selectie richting
Warp ON = Rf puls fast = high SAR
View angle tilting
0% vat Freq Sl Th
Freq Sl Th
10% vat 100% Vat 45% vat
Voorbeeld – Mars meting
Hercalculatie SAR
Nt wijzigbare parameters Veldsterkte Richting v B0 Type material implantaat: Titanium, Chrome-cobalt, Stainless steel Metaal parallel tot B0
Reduction of metal artefacts in musculoskeletel MR imaging, J.E. Vandevenne et al, JBR-BTR,2007,90:345-349
Tips metaal artefact reductie - Gn GRE
- SE of beter TSE: 180° refocussing puls - Korte echo spacing / TE -> minder tijd vr defasering
- TE niet langer dan 4x ESP = blurring vermijden - Phase encoding (swap)
- FS = Stir
(SPIR, SPAIR: spectrale FS werkt beter in homogeen veld)
- Implantaat parallel tot B0
(Implantaat in lengte as in frequentie encoding richting)
- Dunne snede/ Grote Ma = Toename tBW en rBW = Verminderde SNR/ SAR toename = NSA omhoog
Dank u wel
