45r6
Páginas: 35 (8555 palabras)
Publicado: 23 de septiembre de 2013
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA FOTÓNICA
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE
TELECOMUNICACIÓN
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
Tesis doctoral
S E C U E N C I A S RÁPIDAS DE E C O DE ESPÍN
EN IMAGEN P O R R E S O N A N C I A
MAGNÉTICA
Autora
Cristina Santa Marta Pastrana
Licenciada en Ciencias Físicas
Directores de Tesis
Manuel Deseo Menéndez
Doctor en Medicina eIngeniero de Telecomunicación
Juan José Vaquero López
Doctor Ingeniero de Telecomunicación
Tutor
Francisco del Pozo Guerrero
Doctor Ingeniero de Telecomunicación
2004
Laboratorio de Imagen Médica
Unidad de Medicina y Cirugía Experimental
Hospital General Universitario "Gregorio Marañón". 2004
Tesis doctoral
Secuencias rápidas de eco de espín en imagen por resonancia
magnéticaDirectores de Tesis
Manuel Deseo Menéndez
Juan José Vaquero López
Tutor
Francisco del Pozo Guerrero
El contexto clínico del trabajo ha sido posible gracias al apoyo del Servicio de
Radiología del hospital Gregorio Marañón. También hay que destacar las facilidades para la experimentación ofrecidas por Philips Sistemas Médicos durante y después de la relación laboral mantenida con éstacompañía.
RESUMEN
Esta tesis doctoral profundiza en el estudio de las secuencias rápidas turbo espín eco
para la adquisición de imagen por resonancia magnética. En particular, se centra en
la caracterización de las imágenes obtenidas mediante la combinación de la secuencia turbo espín eco con la adquisición parcial de datos o Fourier parcial.
Se propone un método para mejorar la resoluciónespacial de la imagen sin aumentar el tiempo de exploración respecto de la secuencia original turbo espín eco. Dicha
mejora conlleva una disminución de la relación señal ruido respecto de la imagen
obtenida con adquisición completa de datos. Asimismo, se valoran los artefactos
inherentes a la adquisición parcial de datos.
Se estudian diversos métodos de reconstrucción para obtener la imagencompleta a
partir de datos parciales y la corrección parcial de artefactos que efectúa cada uno
de ellos. Se estima también la función de dispersión de punto para cuantificar la resolución espacial de la imagen en función de los parámetros de la secuencia de adquisición.
Como herramienta de trabajo, se ha desarrollado un programa de simulación que ha
permitido caracterizar la secuencia sin lasinterferencias propias del sistema de adquisición. Además, se ha puesto a punto una metodología que permite fabricar
phantoms físicos con el fin de validar en un tomógrafo los resultados obtenidos mediante simulación.
Finalmente, se han obtenido imágenes de pacientes y de voluntarios sanos, con la
finahdad de extrapolar a condiciones fisiológicas los resultados obtenidos con phantoms.
11 ÍNDICE
0. Motivación y objetivos
l
o.i.
Objetivos
3
0.2.
Organización de la tesis
4
1. Fundamentosfísicosde la RM
7
1.1.
Breve introducción histórica
8
1.2.
La ecuación de Bloch
9
1.3.
Constantes de relajación
2. La secuencia turbo espín eco
12
15
2.1.
Orígenes de la secuencia
15
2.2.
El espacio K
17
2.3.Generación de la señal
17
2.4.
Características de las secuencias multieco
19
2.5.
Modos de relleno del espacio K
21
2.6.
Eficiencia de la secuencia TSE
24
2.7.
Artefactos asociados a la secuencia TSE
24
2.7.1.
Artefactos asociados al sistema de adquisición
24
2.7.2.
Artefactos asociados al espacio K
26
2.8.
Función de dispersión de puntopara la secuencia TSE
2.8.1.
28
Tratamiento matemático general de la función de dispersión de punto
de un sistema
28
2.8.2.
Caracterización de la PSF para TSE
30
2.8.3.
Tratamiento matemático de la PSF efectiva para TE variable
35
m
3- Técnica de Fourier parcial o HalfFourier
3.1.
Descripción de la técnica
3.1.1.
3.2.
Relación señal-ruido...
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE
TELECOMUNICACIÓN
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
Tesis doctoral
S E C U E N C I A S RÁPIDAS DE E C O DE ESPÍN
EN IMAGEN P O R R E S O N A N C I A
MAGNÉTICA
Autora
Cristina Santa Marta Pastrana
Licenciada en Ciencias Físicas
Directores de Tesis
Manuel Deseo Menéndez
Doctor en Medicina eIngeniero de Telecomunicación
Juan José Vaquero López
Doctor Ingeniero de Telecomunicación
Tutor
Francisco del Pozo Guerrero
Doctor Ingeniero de Telecomunicación
2004
Laboratorio de Imagen Médica
Unidad de Medicina y Cirugía Experimental
Hospital General Universitario "Gregorio Marañón". 2004
Tesis doctoral
Secuencias rápidas de eco de espín en imagen por resonancia
magnéticaDirectores de Tesis
Manuel Deseo Menéndez
Juan José Vaquero López
Tutor
Francisco del Pozo Guerrero
El contexto clínico del trabajo ha sido posible gracias al apoyo del Servicio de
Radiología del hospital Gregorio Marañón. También hay que destacar las facilidades para la experimentación ofrecidas por Philips Sistemas Médicos durante y después de la relación laboral mantenida con éstacompañía.
RESUMEN
Esta tesis doctoral profundiza en el estudio de las secuencias rápidas turbo espín eco
para la adquisición de imagen por resonancia magnética. En particular, se centra en
la caracterización de las imágenes obtenidas mediante la combinación de la secuencia turbo espín eco con la adquisición parcial de datos o Fourier parcial.
Se propone un método para mejorar la resoluciónespacial de la imagen sin aumentar el tiempo de exploración respecto de la secuencia original turbo espín eco. Dicha
mejora conlleva una disminución de la relación señal ruido respecto de la imagen
obtenida con adquisición completa de datos. Asimismo, se valoran los artefactos
inherentes a la adquisición parcial de datos.
Se estudian diversos métodos de reconstrucción para obtener la imagencompleta a
partir de datos parciales y la corrección parcial de artefactos que efectúa cada uno
de ellos. Se estima también la función de dispersión de punto para cuantificar la resolución espacial de la imagen en función de los parámetros de la secuencia de adquisición.
Como herramienta de trabajo, se ha desarrollado un programa de simulación que ha
permitido caracterizar la secuencia sin lasinterferencias propias del sistema de adquisición. Además, se ha puesto a punto una metodología que permite fabricar
phantoms físicos con el fin de validar en un tomógrafo los resultados obtenidos mediante simulación.
Finalmente, se han obtenido imágenes de pacientes y de voluntarios sanos, con la
finahdad de extrapolar a condiciones fisiológicas los resultados obtenidos con phantoms.
11 ÍNDICE
0. Motivación y objetivos
l
o.i.
Objetivos
3
0.2.
Organización de la tesis
4
1. Fundamentosfísicosde la RM
7
1.1.
Breve introducción histórica
8
1.2.
La ecuación de Bloch
9
1.3.
Constantes de relajación
2. La secuencia turbo espín eco
12
15
2.1.
Orígenes de la secuencia
15
2.2.
El espacio K
17
2.3.Generación de la señal
17
2.4.
Características de las secuencias multieco
19
2.5.
Modos de relleno del espacio K
21
2.6.
Eficiencia de la secuencia TSE
24
2.7.
Artefactos asociados a la secuencia TSE
24
2.7.1.
Artefactos asociados al sistema de adquisición
24
2.7.2.
Artefactos asociados al espacio K
26
2.8.
Función de dispersión de puntopara la secuencia TSE
2.8.1.
28
Tratamiento matemático general de la función de dispersión de punto
de un sistema
28
2.8.2.
Caracterización de la PSF para TSE
30
2.8.3.
Tratamiento matemático de la PSF efectiva para TE variable
35
m
3- Técnica de Fourier parcial o HalfFourier
3.1.
Descripción de la técnica
3.1.1.
3.2.
Relación señal-ruido...
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