ANGIO RMANGIO RM

La Angiografía por Flujo. Bases La Angiografía por Flujo. Bases Físicas y FisiológicasFísicas y Fisiológicas

Lic. Néstor Tenio O.Lic. Néstor Tenio O.

Dinámica de fluidos• Distinguimos entre fluido ideal carente de viscosidad y fluidos viscosos. La

sangre o el líquido cefalorraquídeo puede ser considerado como "viscoso newtoniano".

El teorema de Bernoulli es una consecuencia del principio de conservación de la energía mecánica aplicado a la circulación de un líquido ideal con régimen estacionario

Dinámica de fluidos• Distinguimos entre fluido ideal carente de viscosidad y fluidos viscosos. La

sangre o el líquido cefalorraquídeo puede ser considerado como "viscoso newtoniano".

Presión hidrostática de un líquido ideal en circulación a nivel constante. A mayor sección, mayor presión hidrostática.

Ley de Poiseuille• ley que rige la circulación laminar de los

fluidos viscosos en tubos cilíndricos

Muchos flujos fisiológicos pueden considerarse «laminares estacionarios» (por ejemplo, el flujo venoso). Dentro de estos flujos, las trayectorias de las partículas del fluido no "se cortan".

Algunos flujos fisiológicos pueden Algunos flujos fisiológicos pueden considerarse pulsante laminar; (flujo en las considerarse pulsante laminar; (flujo en las arterias grandes, o LCR).arterias grandes, o LCR).

Un flujo constante laminar en un recipiente Un flujo constante laminar en un recipiente cilíndrico se convierte en un flujo turbulento si cilíndrico se convierte en un flujo turbulento si la velocidad de las partículas aumenta de la velocidad de las partículas aumenta de modo que el número (sin dimensiones), de modo que el número (sin dimensiones), de Reynolds excede un valor crítico de Reynolds excede un valor crítico de aproximadamente 2000.aproximadamente 2000.

Flujo Pulsante LaminarFlujo Pulsante Laminar

Artefacto de Recirculación . (a) Un defecto mal definido de llenado se observó en el bulbo de la arteria carótida interna, que aparece como una sombra ambigua (flechas) con la preservación del contorno de la pared posterior en la Angiografía por resonancia magnética de tiempo de vuelo en dos dimensiones de transformación de Fourier (2D-FT TOF MRA). La arteria carótida común no está involucrada. (b) no se observa defecto de llenado en la angiografía de rayos X con contraste.

Número de Reynolds•Para un Re menor de 2100, el flujo es laminar

•Para un Re mayor de 2100, el flujo es turbulento•Esto es aprx. Para flujos en tubos regulares

•Cualquier irregularidad de la pared (placas ateroescleróticas), bifurcaciones vasculares, pulsos pronunciados, romperán el flujo laminar , llevándolo a vórtices y turbulencias

Re = Den x Vel x Diam Visc

AngioresonanciaASD AngioTEM

Efectos de Flujo :Flujo rápido y Flujo Efectos de Flujo :Flujo rápido y Flujo lentolento

Efectos de Flujo :Flujo rápido y Efectos de Flujo :Flujo rápido y lentolento

Señal de los vasos en la secuencia espin eco• Los vasos en general, aparecen como hiposeñales en las

secuencias de spin eco debido al efecto outflow. • Los espines en la sangre son excitados durante el pulso de

selección de corte (a.).

• En el momento TE / 2, algunos de estos espines salen del slice y no quedan expuestos a los pulsos de180 ° : por lo tanto, hay una reducción de la señal región (b.).

• Esta señal es aún más baja cuando la velocidad de la sangre es mas alta.

• Habrá una señal vascular nula si todos los espines se han trasladado fuera del slice en el momento TE /2

Señal de los vasos en la secuencia espín ecoSeñal de los vasos en la secuencia espín eco

El contraste endógeno vascular se pueden obtener de 3 diferentes técnicas:• Bien por medio de modificaciones vinculadas al

desplazamiento del volumen de sangre, que no serán objeto de todos los pulsos de radiofrecuencia, a diferencia del tejido estacionario: fenómeno de tiempo de vuelo ( Time Of Flight)

• Por la explotación del desfasamiento de la magnetización transversa del movimiento de los espines sometidos a una gradiente: contraste de fase (Phase Contrast)

• Mediante la optimización de la codificación espacial y la duración de una secuencia spin eco ultrarrápida, sincronizado a ECG: Fresh Blood Imaging (FBI) MRA

Artefactos de movimientoArtefactos de movimiento• Artefactos de movimiento, principalmente se propagan en la dirección de

la gradiente codificadora de fase.

• Esto se debe al movimiento de los espines entre dos excitaciones, o entre la codificación de fase y codificación de lectura de la señal: en el primer caso, los espines no serán registrados en la misma posición entre las excitaciones, en el segundo caso, la codificación de fase no es correcta.

• Como resultado, la codificación de fase de de estos vóxeles está dañado y este será responsable de los artefactos en la dirección de la codificadora de fase .

• Por otro lado, el muestreo de la señal y codificación espacial en la dirección de la codificación de la frecuencia se hacen tan rápido que el movimiento fisiológico sólo producen una pequeña cantidad de borrosidad espacial en esa dirección.

• Cuando los movimientos son periódicos (latidos cardiacos, pulsaciones arteriales o LCR, la respiración), ellos pueden producir imágenes fantasma, propagadas en la dirección de la codificadora de fase, incluso fuera de los límites anatómicos.

• La intensidad de estas imágenes fantasma se vuelve más extrema con la intensidad de la estructura móvil y con la amplitud de movimiento. Estas imágenes fantasma puede aparecer como un aumento o disminución de la señal de imagen real.El espacio entre las imágenes fantasma varía con la dirección del movimiento, su amplitud y su periodicidad en relación con el intervalo de muestreo de fase (TR).

Artefactos de flujoArtefactos de flujo

Flow compensation or Gradient moment nulling.

GMR Gradient Motion RephasingMAST Motion Artifact Suppression Technique

Flow compensation

Artefacto de mal registro del flujo del LCR y flow compensation dePrimer orden sobre las gradientes de selección de corte y de lectura

Espin eco TR 2500 TE 90

Time-of-flight MR angiography

• En angiografía tiempo de vuelo MR , las secuencias gradient-echo con compensación de flujo serán optimizadas para favorecer la señal vascular más que de los tejidos circundantes

Saturando la señal del tejido estacionario con muy corto TR: por lo tanto, la magnetización longitudinal de estos tejidos no tiene tiempo para recuperarse y su señal se debilita

Favoreciendo los efectos inflow ;porque la sangre que fluye dentro del a la zona ha explorar no esta saturada, su magnetización longitudinal es máxima. La señal del flujo sanguíneo por lo tanto, es más fuerte que la de los tejidos saturados.

Efecto inflowEfecto inflow

Los spins en los voxels estacionarios del plano se saturan parcialmente después de varios TR, mientras que la sangre que entra proporciona spins totalmente relajados que implican una alta señal.

Beethoven- Sinfonía 5ta,Beethoven- Sinfonía 5ta,

Diagrama Pulso Tiempo - Secuencia Espín EcoDiagrama Pulso Tiempo - Secuencia Espín Eco

Destruyendo la Magnetización TransversaDestruyendo la Magnetización Transversa

FLASH es el acrónimo de Fast Low Angle Shot óFLASH es el acrónimo de Fast Low Angle Shot óSpoiled GRASS : Gradient Recalled in the steady stateSpoiled GRASS : Gradient Recalled in the steady state

Contraste por Transferencia de la Magnetización (MT)

T1 WT1 W T1 W + GdT1 W + Gd T1 W + Gd +MTCT1 W + Gd +MTC

2D TOF• En 2D adquisición, de imágenes en tiempo de vuelo utiliza un

conjunto de finas rebanadas que se apilan hasta reconstruir un pseudo-volumen.

• La ventaja de los cortes finos es que tienen mejor sensibilidad para los flujos lentos (que permanecen en el slice mucho tiempo y, por tanto, no se saturan),

• Con la posibilidad de utilizar altos flip angles (dar una mejor saturación del tejido estacionario y una mayor señal vascular).

• Pero el inconveniente con la adquisición 2D es pobre resolución espacial a lo largo del eje de paquete de cortes.

2D TOF con SPGR

Tiempo de vuelo en 2D MRA de las arterias carótidas.Tiempo de vuelo en 2D MRA de las arterias carótidas.

(A) Imagen axial con la fuente de señal excelente vascular en la arteria carótida (A) Imagen axial con la fuente de señal excelente vascular en la arteria carótida (flechas) y las arterias vertebrales (puntas de flecha). (flechas) y las arterias vertebrales (puntas de flecha).

(B) Intensidad máxima de proyección de imagen de la carótida izquierda (B) Intensidad máxima de proyección de imagen de la carótida izquierda (flechas) y las arterias vertebrales (puntas de flecha).(flechas) y las arterias vertebrales (puntas de flecha).

3D TOF• Contrariamente a TOF 2D, 3D TOF volumétrica de imágenes da una buena

resolución espacial en las 3 direcciones espaciales, con una mejor relación señal-ruido.

• Cada repetición excita el volumen, produciendo una saturación progresiva de los flujos, más aún cuando son lentos.

• Los flujos mas lentos pueden incluso desaparecer por completo. • La saturación de flujo puede ser reducida a medida que pasa a través del

volumen explorado por:

Dividiendo la adquisición 3D en «slabs» MOTSA: Multiple Overlapping Thin Slab Acquisition ,SHUNK

Utilizando un ángulo variable de excitación que es más débil como el flujo entra en el volumen y la más fuerte cuando deja el volumen (TONE: Tilted Optimized Nonsaturating Excitation), compensando así la relajación de los tejidos a corto T1.