A mágneses rezonancia leképezés elvei
BASHKIR STATE MEDICAL UNIVERSITY
NEUROLÓGIAI TANSZÉK NEUROSURGIÁVAL ÉS MEDIKAI GENETIKAI KÉPZÉSEKBEN
Az a jelenség, NMR-t viszonylag nemrég felfedezett 1946, a nyitó, amely F. Bloch és E. Purcell Nobel-díjat. Ugyanakkor az MRI módszer túlhaladt a laboratóriumi vizsgálatok a közelmúltban - a '80 -as évek elején, és a mai napig fejlesztés a számítógépes és méréstechnikai és az új technológiák létrehozását homogén mágneses mezők tedd a par a módszerek CT, és egyes esetekben hozott az első helyen.
Az a tény, hogy a CT-ben a szövetek kontrasztja egyetlen olyan paraméterrel társul, amely az egyes szöveteket jellemzi. - röntgensugár-sűrűsége, vagy ahogyan azt mondják, az anyag "elektronikus sűrűsége", azaz az anyagréteg abszorpciója. sugárzás. Azt mondhatjuk, hogy a CT tükrözi, mint az anyag atomjai felszíni szerkezetét. Minél fényesebb a szövet a CT-re néz, ezért sűrűbb.
MRI alapul reemitted rádióhullámok hidrogén atommag (protonok) tartalmazott a test szöveteibe, beérkezése után azonnal az energiát a rádiófrekvenciás jel, ami besugárzott beteg. Tehát a szöveti kontraszt képviselője a „belső”, a nukleáris struktúrák anyag, és ez több tényezőtől függ, mint például a szerkezet az anyag, a kölcsönhatás molekulák, molekuláris mozgását (diffúzió, a véráramlás), ami lehetővé teszi, hogy nem csak a különbséget a kép patológiás és egészséges szövetek , és nem teszi lehetővé az egyes struktúrák funkcionális aktivitásának visszaverődését. Figyelembe formájában besugárzása rádióhullámok jelet, vagy pulzus szekvencia, lehetséges elkülöníteni a hatást gyakorol a szövetekre ellentétben semmilyen paramétert, és ugyanabból az anyagból egy MRI eloltani a villanyt, és a többi - sötétben.
MR képalkotás és MR szkenner eszközének vizsgálata
Először is a páciens egy nagy mágnes belsejébe kerül, ahol meglehetősen erős, állandó (statikus) mágneses tér van, amely a készülék nagy részében a páciens testében helyezkedik el. Ennek a területnek a hatása alatt a páciens testében lévő hidrogénatomok magjai, amelyek kis mágnesek, mindegyiknek gyenge mágneses mezője van, bizonyos módon a mágnes erős mezőjéhez viszonyítva orientálódik. A gyenge váltakozó mágneses mező statikus mágneses mező hozzáadásával válassza ki azt a régiót, ah k képét kell kinyerni.
A beteg ezután besugározzuk rádióhullámokat, a rádióhullámok alkalmazkodni fog a frekvencia, hogy a protonok a beteg képes elnyelni energia egy részét a rádióhullámok és a tájolásának módosításához mágneses mezők irányához képest a statikus mágneses mező. Közvetlenül megszűnése után az expozíció a beteg rádióhullámok protonok visszatér az eredeti állapot, a kibocsátó vett energia, és ez újra sugárzás hatására a megjelenése az elektromos áram a fogadó tekercs a kamerában.
A regisztrált áramok MR jelek, számítógépet konvertálnak és MRI-t készítenek (rekonstruálnak).
A kutatási lépcsőkkel összhangban minden MR szkenner fő összetevője a következő:
mágnes. létrehozva egy állandó (statikus), az úgynevezett külső, mágneses mezőt, amelybe a beteget elhelyezik
gradiens tekercsek. gyenge váltakozó mágneses mezőt hoz létre a fő mágnes központi részében, amelyet gradiensnek neveznek, amely lehetővé teszi, hogy kiválassza a beteg testének területét
rádiófrekvenciás tekercsek - a gerjesztés létrehozására használt transzmitterek a páciens testében és a vétel - az izgatott régiók reakciójának rögzítésére
számítógépet. amely szabályozza a gradiens és a rádiófrekvenciás tekercsek munkáját, nyilvántartja a mért jeleket, feldolgozza, írja őket a memóriájába, és felhasználja azokat az MRI rekonstrukciójára.
Minden M mezõt az M mezõ indukciójával jellemez, melyet B jelöli. A mérõegység 1 T (Tesla).
Az MRI-ben, az állandó mágneses mező nagyságától függően, számos típusú tomográf létezik
0,01 tl - 0,1 T szupersággal
0,1-0,5 T gyenge mezővel
átlagos mezője 0,5-1,0 T
erőteljes mezője 1,0 - 2,0 T
szupersztális mezővel> 2,0 T
Az NMR jelenség fizikai alapja
Az NMR jelensége az atommagok mágneses momentumainak mágneses mezőiben tapasztalt viselkedéssel függ össze. A mag protonokból és neutronokból áll. Mindegyik részecskék folyamatosan forognak a tengelyük körül, és ezért rendelkeznek a lendület-centrifugák belső pillanatával. Ebben az esetben a proton megfelelő pozitív töltése megfordul és létrehozza saját mágneses mezőjét az elektromágneses indukció törvényének megfelelően. Így a proton saját mágneses mezője hasonló az állandó mágnes mezőjéhez, és mágneses dipólust képvisel az északi és a déli pólusokkal. Amikor a páciens az MR szkenner erős mágneses mezőjébe kerül, a kis proton test mágnesek a külső mező irányába bontakoznak ki. Emellett az egyes protonok mágneses tengelyei elkezdenek elfordulni a külső mágneses mező irányában. Ezt a fajta forgatást precessziónak nevezik, frekvenciája a rezonáns frekvencia vagy a Larmor frekvencia. A lézer frekvenciája arányos a külső mágneses térerősségével, és 42,58 MHz / Tc a hidrogén atommagok esetében.
A protonok legtöbb mágneses pillanata az "északi" felé halad, A külső mágneses mezővel párhuzamos irányban. Ezeket "párhuzamos protonok" -nak nevezik. Az M proton pillanatok fennmaradó kisebb része a M-es pillanatokat a "déli" felé irányítja, szinte párhuzamosan a külső varázslóval. mező, ez "antiparallel protonok". Ennek eredményeként, a szövetekben a beteg létrehoz egy teljes mágneses pillanat: kelméket mágnesezett, és a mágnesesség (M) van tájolva, pontosan párhuzamos a külső mágneses mező B 0. Az M értékét határozza meg feleslegben protonok párhuzamos, amely arányos az erejét a külső tér M, de mindig rendkívül alacsony. M is arányos a protonok számával a szövet egységnyi térfogatára vonatkoztatva. protonok sűrűsége. Rengeteg (körülbelül 10 22 ml vízben) tartalmazott a legtöbb szövetben a protonok okoz az a tény, hogy az eredő mágneses pillanatban elég nagy ahhoz, hogy indukálja az elektromos áram kívül található a beteg befogadó tekercs. Ezeket az indukált "MR jeleket" használják az MR kép rekonstruálására.
Bármely mágneses mező elektromos áramot indukálhat a tekercsben, de ennek előfeltétele a térerősség változása. Ha az M rádiófrekvenciás impulzusok rövid EM átmegy a páciens testén az y tengely mentén, akkor a rádióhullám mező hatására az M elforgatja az óramutató járásával megegyező irányú kilengéseket a tengely körül. Ahhoz, hogy ez megtörténjen, szükséges, hogy a rádióhullámok frekvenciája megegyezzen a protonok Larmor frekvenciájával. Ez a jelenség nukleáris mágneses rezonancia. A rezonancia szinkron oszcillációt jelent, és ebben az összefüggésben azt jelenti, hogy a proton M mágneses momentumok tájékozódásának megváltoztatásához a proton- és rádióhullám-mezőknek rezonálniuk kell, azaz. ugyanolyan gyakorisággal rendelkeznek.
A 90 fokos impulzus átvitelét követően a szövet mágneses vektora (M) elektromos áramot (MR jelet) indukál a befogadó tekercsben. A befogadó tekercs a vizsgált anatómiai tartományon kívül helyezkedik el, a beteg irányában, a B0-ra merőleges irányban. Amikor M az xy síkban forog. áramot indukál az E tekercsben, és ezt az áramot MR jelnek nevezzük. Ezeket a jeleket az MR szelet képeinek rekonstruálására használják. Ebben az esetben a nagyméretű mágneses vektorokkal rendelkező szövetek erős jeleket keltenek, és a képen fényesek lesznek, a kis mágneses vektorokkal rendelkező szövetek pedig gyenge jelek lesznek, és a képen sötétek lesznek.
Kép kontraszt: proton-sűrűség, T1 és T2-súlyozás
Az MR-képek kontrasztját a szövetek mágneses tulajdonságainak különbségei, vagy pontosabban az xy síkban forgó mágneses vektorok közötti különbségek és a befogadó tekercsben indukáló áramok határozzák meg. A szövet mágneses vektorának nagyságát elsősorban a protonok sűrűsége határozza meg. Az anatómiai régiók kis számú protonokkal, például a levegővel mindig nagyon gyenge MR jelet indukálnak, és így mindig a képen sötétek lesznek. A víz és egyéb folyadékoknak viszont erősnek kell lenniük az MR képeken, mivel nagyon nagy protonok vannak. Ez azonban nem így van. A kép előállításához alkalmazott módszerektől függően a folyadékok fényes és sötét képeket is adhatnak. Ennek oka, hogy a kép kontrasztját nemcsak a protonok sűrűsége határozza meg. Számos egyéb paraméter is szerepet játszik; a két legfontosabb közülük T1 és T2.
Ellenjavallatok és potenciális veszélyek.
Eddig az MRI-ben használt állandó vagy változó mágneses mezők káros hatásait nem bizonyították. Azonban minden ferromágneses tárgy erős mágneses erőknek van kitéve, és bármely ferromágneses tárgy elhelyezése olyan helyen, ahol a mozgása veszélyt jelenthet a beteg számára, abszolút ellenjavallat az MRI használatára. A legfontosabb és legveszélyesebb tárgyak az intracraniális ferromágneses klipek a hajókon és az intraokuláris ferromágneses idegen testeken. A legfontosabb és legveszélyesebb tárgyak az intracraniális ferromágneses klipek a hajókon és az intraokuláris ferromágneses idegen testeken. Az ezekkel a tárgyakkal kapcsolatos legnagyobb potenciális veszély súlyos vérzés. A pacemakerek jelenléte abszolút antipark. az MRI esetében. Ezeknek az eszközöknek a működését befolyásolhatja a mágneses mező, és ezen túlmenően az elektródákban elektromos áramok alakulhatnak ki az endokardium lehetséges hevítésével.
A webhely nagyon jó! Szünet, hallgató, itt van ideje: A fizika vizsgáján a professzor megpróbál a pozitív becsléssel foglalkozni a gondatlan hallgatóval: - Megnevezheti legalább egy kiemelkedő fizikus vezetéknevét? - Persze professzor vagy. By the way, egy anekdota venni a chatanekdotov.ru