T2-weighted images are a type of magnetic resonance imaging (MRI) that highlights differences in the T2 relaxation times of various tissues. T2 relaxation refers to the decay of transverse magnetization (Mxy) over time after an external radiofrequency (RF) pulse is applied. T2-weighted images are commonly used in clinical imaging to provide information about the water content and other tissue characteristics.
Here’s a brief overview of the physics behind T2 relaxation in MRI:
Initial Magnetization: Just like in any MRI sequence, protons within the tissues are aligned with the main magnetic field (B0) at the beginning of the process.
RF Pulse: An RF pulse is applied perpendicular to the B0 magnetic field, which tips the magnetization from the longitudinal axis (Mz) to the transverse plane (Mxy).
T2 Relaxation: After the RF pulse is turned off, the transverse magnetization (Mxy) begins to decay due to interactions between neighboring protons. These interactions cause the protons to lose phase coherence, resulting in a reduction of the transverse magnetization. The rate of decay is determined by the tissue’s T2 relaxation time.
Image Acquisition: During the decay of transverse magnetization, the MRI scanner acquires the signal. Tissues with shorter T2 relaxation times will have faster signal decay, while tissues with longer T2 relaxation times will have slower decay.
Contrast Creation: Tissues with shorter T2 values will appear darker in the final image, while tissues with longer T2 values will appear brighter. This contrast allows for differentiation between tissues with varying water content and other characteristics.
The easiest way to identify T2-weighted images is to look for fluid-filled spaces in the body, such as cerebrospinal fluid in the brain ventricles and spinal canal, free fluid in the abdomen, fluid in the gall bladder and common bile duct, synovial fluid in joints, fluid in the urinary tract and urinary bladder, edema, or any other pathological fluid collection in the body. Fluids normally appear bright on T2-weighted images.
TISSUES AND THEIR T2 APPEARANCEBone marrow: – equal to or higher than that of muscle (fatty marrow is usually bright) |
USE
|
Pathological processes typically lead to an increase in the water content within tissues. This additional water component results in signal loss on T1-weighted images and signal increase on T2-weighted images. As a result, pathological processes usually appear bright on T2-weighted images and dark on T1-weighted images. Here’s how various pathologies might appear in T2-weighted images:
Edema and Inflammation: Areas with edema (fluid accumulation) and inflammation typically appear bright in T2-weighted images due to their higher water content. These regions stand out against the surrounding tissues, helping identify conditions like joint inflammation or brain inflammation (encephalitis).
Tumors: Tumors, both benign and malignant, often manifest as areas of increased signal intensity in T2-weighted images. This is due to their usually higher water content compared to normal tissues. This brightness aids in locating and characterizing tumors in various organs.
Cysts: Fluid-filled cysts present as well-defined, bright structures in T2-weighted images. The fluid within the cysts generates a high signal, making them easily distinguishable from surrounding tissues.
Infarcts: In cases of brain infarcts (strokes), the affected areas may become hyperintense (bright) in T2-weighted images due to fluid accumulation and cellular changes in response to ischemia (lack of blood flow).
Hemorrhage: Acute hemorrhages (bleeding) often appear as areas of high or low signal intensity on T2-weighted images, depending on the acute, subacute, or chronic stage.
Infections and Abscesses: Regions of infection or abscesses can exhibit brightness in T2-weighted images due to the presence of fluid, cellular debris, and inflammation associated with the infection.
Degenerative Changes: Conditions like degenerative disc disease in the spine or osteoarthritis in joints can lead to alterations in the appearance of affected tissues on T2-weighted images due to changes in water content and tissue structures.
Multiple Sclerosis (MS) Plaques: MS plaques, areas of demyelination in the central nervous system, often appear as bright spots in T2-weighted images due to changes in tissue properties caused by demyelination and inflammation.
Fluid Collections: Collections of fluids, such as pleural effusions or ascites, can be easily identified as bright areas in T2-weighted images.
Muscle and Tendon Abnormalities: Tendons, ligaments, and muscles with injuries or inflammation can appear hyperintense in T2-weighted images, aiding in diagnosing conditions like tendonitis or muscle tears.
Hình ảnh có trọng lượng T2 là một loại hình ảnh cộng hưởng từ (MRI) làm nổi bật sự khác biệt về thời gian thư giãn T2 của các mô khác nhau. Sự thư giãn T2 đề cập đến sự suy giảm của từ hóa ngang (Mxy) theo thời gian sau khi áp dụng xung tần số vô tuyến (RF) bên ngoài. Hình ảnh có trọng lượng T2 thường được sử dụng trong hình ảnh lâm sàng để cung cấp thông tin về hàm lượng nước và các đặc điểm mô khác.
Dưới đây là tổng quan ngắn gọn về cơ chế vật lý đằng sau việc thư giãn T2 trong MRI:
Từ hóa ban đầu : Giống như trong bất kỳ chuỗi MRI nào, các proton trong các mô được căn chỉnh theo từ trường chính (B0) khi bắt đầu quá trình.
Xung RF : Một xung RF được đặt vuông góc với từ trường B0, hướng từ hóa từ trục dọc (Mz) đến mặt phẳng ngang (Mxy).
T2 Thư giãn : Sau khi tắt xung RF, từ hóa ngang (Mxy) bắt đầu phân rã do sự tương tác giữa các proton lân cận. Những tương tác này làm cho các proton mất đi sự kết hợp pha, dẫn đến giảm từ hóa ngang. Tốc độ phân hủy được xác định bởi thời gian thư giãn T2 của mô.
Thu nhận hình ảnh : Trong quá trình phân rã từ hóa ngang, máy quét MRI thu được tín hiệu. Các mô có thời gian thư giãn T2 ngắn hơn sẽ suy giảm tín hiệu nhanh hơn, trong khi các mô có thời gian thư giãn T2 dài hơn sẽ phân hủy tín hiệu chậm hơn.
Tạo độ tương phản : Các mô có giá trị T2 ngắn hơn sẽ có vẻ tối hơn trong hình ảnh cuối cùng, trong khi các mô có giá trị T2 dài hơn sẽ có vẻ sáng hơn. Sự tương phản này cho phép phân biệt giữa các mô có hàm lượng nước khác nhau và các đặc điểm khác.
Cách dễ nhất để xác định hình ảnh T2W là tìm kiếm các khoảng chứa dịch trong cơ thể, chẳng hạn như dịch não tủy trong não thất và ống sống, dịch tự do ở vùng bụng, dịch trong túi mật và ống mật chung, hoạt dịch. dịch trong khớp, dịch trong đường tiết niệu và bàng quang tiết niệu, phù nề hoặc bất kỳ dịch tích tụ bệnh lý nào khác trong cơ thể. Chất lỏng thường xuất hiện sáng trên hình ảnh T2W.
CÁC VẤN ĐỀ VÀ HÌNH THỨC T2 CỦA CHÚNGTủy xương: – bằng hoặc cao hơn cơ (tủy mỡ thường sáng) |
SỬ DỤNG
|
Các quá trình bệnh lý thường dẫn đến sự gia tăng hàm lượng nước trong các mô. Thành phần nước bổ sung này làm mất tín hiệu trên ảnh T1W và tăng tín hiệu trên ảnh T2W. Kết quả là, quá trình bệnh lý thường xuất hiện sáng trên ảnh T2W và tối trên ảnh T1W. Đây là cách các bệnh lý khác nhau có thể xuất hiện trong hình ảnh T2W:
Phù và viêm : Các vùng bị phù (tích tụ chất lỏng) và viêm thường xuất hiện sáng trên hình ảnh T2W do hàm lượng nước cao hơn. Những vùng này nổi bật so với các mô xung quanh, giúp xác định các tình trạng như viêm khớp hoặc viêm não (viêm não).
Khối u : Các khối u, cả lành tính và ác tính, thường biểu hiện dưới dạng các vùng có cường độ tín hiệu tăng lên trên hình ảnh T2W. Điều này là do hàm lượng nước của chúng thường cao hơn so với các mô bình thường. Độ sáng này hỗ trợ việc xác định vị trí và mô tả đặc điểm của các khối u ở các cơ quan khác nhau.
U nang : Các nang chứa đầy chất lỏng có cấu trúc sáng rõ, được xác định rõ trên hình ảnh T2W. Chất lỏng bên trong u nang tạo ra tín hiệu cao, khiến chúng dễ dàng phân biệt được với các mô xung quanh.
Nhồi máu : Trong trường hợp nhồi máu não (đột quỵ), các vùng bị ảnh hưởng có thể trở nên tăng tín hiệu (sáng) trên hình ảnh T2W do tích tụ chất lỏng và thay đổi tế bào để đáp ứng với tình trạng thiếu máu cục bộ (thiếu lưu lượng máu).
Xuất huyết : Xuất huyết cấp tính (chảy máu) thường xuất hiện dưới dạng các vùng có cường độ tín hiệu cao hoặc thấp trên hình ảnh T2W, tùy thuộc vào giai đoạn cấp tính, bán cấp hoặc mãn tính.
Nhiễm trùng và áp xe : Các vùng nhiễm trùng hoặc áp xe có thể biểu hiện độ sáng trên hình ảnh T2W do sự hiện diện của chất lỏng, mảnh vụn tế bào và tình trạng viêm liên quan đến nhiễm trùng.
Thay đổi thoái hóa : Các tình trạng như bệnh thoái hóa đĩa đệm ở cột sống hoặc viêm xương khớp ở khớp có thể dẫn đến thay đổi hình thức của các mô bị ảnh hưởng trên hình ảnh T2W do thay đổi hàm lượng nước và cấu trúc mô.
Mảng đa xơ cứng (MS) : Các mảng MS, vùng mất myelin trong hệ thần kinh trung ương, thường xuất hiện dưới dạng điểm sáng trên hình ảnh T2W do sự thay đổi tính chất mô do mất myelin và viêm.
Tập hợp chất lỏng : Các tập hợp chất lỏng, chẳng hạn như tràn dịch màng phổi hoặc cổ trướng, có thể dễ dàng xác định là vùng sáng trong hình ảnh T2W.
Các bất thường về cơ và gân : Gân, dây chằng và cơ bị chấn thương hoặc viêm có thể xuất hiện cường độ cao trên hình ảnh T2W, hỗ trợ chẩn đoán các tình trạng như viêm gân hoặc rách cơ.