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C3- Recupero T1 e Rilassamento T2

15 risposte in questa discussione

I protoni presenti nei fluidi si comportano diversamente rispetto a quelli legati a molecole qualora vengano eccitati da impulsi di radiofrequenza. In entrambe i casi, cessato lo stimolo RF, la magnetizzazione ritorna sul piano longitudinale, impiegando un tempo T1, detto, come abbiamo già visto, tempo di rilassamento longitudinale.T1 è definito come il tempo necessario per il recupero di circa i 2/3 (63%) della magnetizzazione longitudinale. Il tasso di recupero è 1/T1.

rilassamentot1.jpg

Dopo un impulso RF a 90o il vettore M impiega un tempo T1 per recuperare il 63% del suo valore iniziale

La magnetizzazione trasversale decade invece, come già accennato, nel tempo di rilassamento T2.

rilassamentot2.jpg

Dopo un impulso di eccitazione la magnetizzazione trasversale decade al 37% del suo valore massimo in un tempo T2

L’acqua legata a macromolecole, per effetto delle forze di legame, tende ad avere T1 e T2 minori rispetto all’acqua libera. Il limite superiore per T1 re T2 è di circa 3 secondi e corrisponde all’acqua distillata.T2 non può mai essere maggiore di T1, anzi per tessuti ricchi di strutture T2 è sempre minore di T1. I tempi di rilassamento T2 sono meno influenzati dall’intensità del campo magnetico applicato rispetto ai tempi T1.

Può capitare che il campo B presenti dei punti di disomogeneità oppure che il sistema stesso di spin (campione) abbia dei punti a diversa suscettività (suscettività = intensità di magnetizzazione/B = I/B ) a causa, ad esempio, di accumuli di materiali paramagnetici, o sia soggetto ad ulteriori campi magnetici. In questi casi la frequenza di precessione degli spin dipenderà anche dalla loro posizione rispetto ai punti di disomogeneità, per cui in punti diversi del campione di avranno diverse frequenze di precessione con un conseguente sfasamento degli spin. A causa del minore ordine del sistema di spin, il decadimento della magnetizzazione trasversale avviene più rapidamente rispetto al caso in cui ci sia solo il rilassamento spin-spin. Questo fenomeno è considerato nella costante di tempo T2*.La relazione tra T2 e T2* è la seguente:

1/T2* = 1/T2+γΔB/2

dove ΔB indica il range di variabilità del campo magnetico applicato.

Applicando i gradienti di campo magnetico per la codifica spaziale del segnale si introduce una ulteriore fonte di disomogeneità del campo per cui si ha:

1/T2** = 1/T2+γΔB/2 + γGr

dove G indica l’intensità del gradiente per unità di lunghezza, r indica la lunghezza (nella direzione di G) del campione in esame.

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Ciao! Sulla base di quello che hai spiegato volevo chiederti: come fa un tessuto ad essere iperintenso sia in T1 che in T2 (es. tessuto adiposo) oppure ipointenso sia in T1 che T2 (es. tessuto fibro-sclerotico) dato che il recupero della magnetizzazione longitudinale (tempo di rilassamento T1) determina una perdita della magnetizzazione trasversale esattamente proporzionale? Cioè se un tessuto è iperintenso in T1 significa che una buona parte della magnetizzazione longitudinale è stata recuperata e quindi di conseguenza mi aspetto che si sia verificata contemporaneamente una buona perdita della magnetizzazione trasversale (responsabile semmai di una IPOintensità in T2). Probabilmente dipende dal fatto che in ogni tessuto il recupero della magnetizzazione dipende sia dalle interazioni spin-spin che spin-reticolo (quindi una delle due responsabile dell'iperintensità in T1 e l'altra della iperintensità in T2 all'interno dello stesso tessuto)? Ti ringrazio anticipatamente!

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Ciao! Sulla base di quello che hai spiegato volevo chiederti: come fa un tessuto ad essere iperintenso sia in T1 che in T2 (es. tessuto adiposo) oppure ipointenso sia in T1 che T2 (es. tessuto fibro-sclerotico) dato che il recupero della magnetizzazione longitudinale (tempo di rilassamento T1) determina una perdita della magnetizzazione trasversale esattamente proporzionale? Cioè se un tessuto è iperintenso in T1 significa che una buona parte della magnetizzazione longitudinale è stata recuperata e quindi di conseguenza mi aspetto che si sia verificata contemporaneamente una buona perdita della magnetizzazione trasversale (responsabile semmai di una IPOintensità in T2). Probabilmente dipende dal fatto che in ogni tessuto il recupero della magnetizzazione dipende sia dalle interazioni spin-spin che spin-reticolo (quindi una delle due responsabile dell'iperintensità in T1 e l'altra della iperintensità in T2 all'interno dello stesso tessuto)? Ti ringrazio anticipatamente!

Ciao.

Il recupero della magnetizzazione longitudinale tissutale e la perdita di magnetizzazione trasversa, legati rispettivamente al T1 e T2 di quello specifico tessuto, sono due fenomeni che avvengono contemporaneamente ma con scala temporale spesso molto diversa. Il T2 è mediamente inferiore/nettamente inferiore del T1. Ciò significa che può verificarsi la situazione nella quale si perde totalemnte la magnetizzazione trasversa senza aver ancora recuperato una magnetizzazione longitudinale proporzionale. Il T1 e T2 sono quindi parametri INTRINSECI, legati a quello specifico tessuto a quella specifica intensità di CMS.

A questo punto, per dare una tonalità di grigio a quel tessuto, entreranno in gioco i parametri estrinseci quali TR-TE-FA.

Tutto cio spiega perchè alcuni tessuti possano sviluppare iperintensità in entrambe le pesature anche se, nello specifico del grasso, l'iperintensità in T2 non è reale, avendo il grasso un T2 relativamente veloce. L'iperintensità a cui siamo abituati è legata all'utilizzo delle sequenze a trno di echo (FSE-TSE) che inducono una iperintensità artefattuale per l'effetto J-coupling. Se provi a fare una Spin Echo T2 PURA noterai che il segnale del grasso scende nettamente rispetto alla FSE con stesso TE

Spero di essere riuscito a spiegarmi....

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Per capire questo concetto, bisogna distinguere i legami dell'acqua, o meglio delle molecole di H che le compongono. Per questo motivo l'acqua viene generalmente suddivisa in acqua libera, legata e strutturata.

L'acqua libera è ad es.. il liquido cerebro spinale; in questo caso le molecole sono libere di muoversi ad alta frequenza con brevi tempi di correlazione. Questa situazione da luogo a lunghi tempi di rilassamento T1-T2, e di conseguenza abbiamo ipointensità in T1, perchè il TR che si utilizza è breve, e iper intensità in T2, per lo stesso motivo.

L'acqua legata è ad es.. quella presente nella corticale dell'osso; le molecole dell'acqua sono inserite in una matrice solida, e sono caratterizzate da lunghi tempi di correlazione. Anche in questo caso avremo un T1 molto lungo, che si avvicina a quello dell'acqua libera, ma un T2 estremamente breve che può arrivare sotto i 1oo microsecondi. Ne consegue che in T1 avremo una ipointensità data dal TR breve, e in T2 pure, perchè non si utilizza un TE di quella portata, ma molto più alto. Il segnale di queste strutture non è pertanto misurabile se non con innovative sequenza ( vedi tesi di Luca Bartalini).

L'acqua strutturata ha dei legami deboli e i tempi di correlazione sono intermedi. L'acqua strutturata è quella che da tutta una varietà di pesature e di contrasti in RM. Il segnale può andare dall'ipo all'iper in entrambe le pesature , e dipende dalla media delle molecole che è contenuta all'interno del voxel. Nei lipidi il segnale è generato dai gruppi CH2 che si muovono lentamente e sono prossimi alla frequenza di Larmor con rapida cessione di energia. Il T1 di questi gruppi è il più veloce in assoluto, e la componente T2 è veloce anche se non la più veloce. L'iperintensità in T2 dipende dall'effetto J COUPLING, come ti ha già detto Luca.

Bisogna quindi ragionare sui tempi di correlazione delle varie strutture, cioè in che ambiente troviamo i vari atomi di idrogeno e a cosa sono legati e come, e quali parametri estrinseci del segnale utilizziamo' cioè TR, TE e FLIP ANGLE

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Dimenticavo di dire che i tempi di correlazione definiscono in quanto tempo si hanno quegli scambi che permettono il ripristino della MML e la perdita di coerenza di fase nella MMT.

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Siete stati tutti gentili e avete fatto piuttosto chiarezza sulla questione! L'unica cosa è che non riesco bene a capire come il T2 possa essere temporalmente diverso dal T1, non riesco cioè a immaginarli come due fenomeni distinti ma piuttosto come fenomeni che vanno di pari passo (all'aumentare di uno dei due l'altro cala proporzionalmente e viceversa). Premetto che ho preso "confidenza" col mondo della RM da pochissimo e sto cercando di fare chiarezza su concetti che probabilmente per voi sono semplici e più che scontati. Attendo maggiori chiarimenti! Grazie mille!!!

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Sono fenomeni distinti perchè dipendono da fattori diversi. Il recupero T1 si verifica con la cessione di energia al reticolo sotto forma di calore, Il defasamento T2 rappresenta le interazioni che avvengono tra gli spin. Anche se avvengono contemporaneamente hanno tempi diversi.

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Sono fenomeni distinti perchè dipendono da fattori diversi. Il recupero T1 si verifica con la cessione di energia al reticolo sotto forma di calore, Il defasamento T2 rappresenta le interazioni che avvengono tra gli spin. Anche se avvengono contemporaneamente hanno tempi diversi.

Anzi, e' proprio fondamentale per la comprensione considerare separatamente la magnetizzazione longitudinale ed i fenomeni che la coinvolgono (rilassamento T1 in primis) dalla trasversale: non pensate che il vettore magetizzazione sia uno, e dopo un impulso a 90 gradi ruoti nel piano per poi spostarsi di nuovo lungo la direzione di B0 continuando a ruotare: pensate che questa magetizzazione ha una componente longitudinale che si allunga e si accorcia, e una trasversale che precede alla frequenza di Larmor. Dati che i due fenomeni in realta' "non si parlano", il vettore risultante (che non ha comunque molta utilita' considerare) non ha un'ampiezza particolare.

Equivoci come quello citato da RadioMB87 ("due fenomeni che vanno di pari passo", ..., "proporzionalmente") vanno fugati alla prima occasione, impediscono la comprensione di qualunque sequenza MRI.

Bene fa chi chiede, e ancor meglio chi risponde con chiarezza come rosanna e Luca.

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Purtroppo la RM è così complessa che non sempre ci riesce di essere chiari. Fondamentalmente ha bisogno di essere studiata con cura, e anche quando la si studia con cura c'è sempre qualcosa che sfugge. Per questo è così affascinante. ;)

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Purtroppo la RM è così complessa che non sempre ci riesce di essere chiari. Fondamentalmente ha bisogno di essere studiata con cura, e anche quando la si studia con cura c'è sempre qualcosa che sfugge. Per questo è così affascinante. ;)

Grazie mille! Siete stati fondamentali. Effettivamente è un mondo molto complesso dove spesso è appunto difficile spiegare e rendere facilmente comprensibili i meccanismi che stanno alla base! Mi avete finalmente chiarito le idee su questo concetto base!

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Per completare, a questo punto vi chiedo un'ultima cosa anche se l'ho già parzialmente compresa. Qualcuno sa spiegarmi in termini più semplici rispetto a quelli che trovo sui testi cosa si intende per interazione spin-reticolo (responsabile del T1)? L'interazione spin-spin (responsabile del T2) invece mi risulta più facilmente comprensibile...Grazie!

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Io me lo immagino cosi.

Un esercito di scarafaggi in una gabbia con vari giochi ostacoli ecc.

Il T2 è dato dall'interazione scarafaggi-scarafaggi

Il T1 è dato dall'interazione tra scarafaggi e strutture della gabbia, giochi ecc...

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Il concetto di “reticolo” inevitabilmente riconduce allo spin:

Un qualsiasi tessuto biologico può essere descritto come formato da molecole di acqua libera o variamente legata a molecole lipidiche o proteiche. Tali molecole sono composte da un gran numero di nuclei di idrogeno, il cui insieme costituisce il sistema di spin sottoposto al CMS, secondo la legge di Larmor che ne determina la frequenza di precessione.Tutto l’insieme viene eccitato dall’onda RF che deflette la MML e permette il raggiungimento della coerenza di fase degli spin. In ogni caso, ogni nucleo di idrogeno, a seconda del sub strato, è inserito in un contesto di complessi molecolari,

di varia forma e grandezza. L’intorno al singolo spin viene definito reticolo, e può

essere considerato come struttura molecolare di supporto agli spin. Tutto l’insieme

è sottoposto a moti rotovibrazionali in funzione delle sue dimensioni, dello stato di

aggregazione e della temperatura. Il reticolo presenterà moti molecolari tanto più

rapidi, quanto minori sono le dimensioni dei costituenti, quanto più fluido è lo stato

di aggregazione , quanto maggiore è la temperatura ambiente. A parità di

temperatura quindi, i moti rotovibrazionali sono funzione dello stato di

aggregazione del mezzo e delle dimensioni dei costituenti.

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Già la risonanza mi piaceva poco prima adesso con gli scarafaggi poi ...

volendo puoi usare le farfalle

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