Медицина, здравни принципи на ядрено-магнитен резонанс, резюме
Феноменът на NMR е открит сравнително наскоро през 1946 г., с откриването на което Е. Блок и Е. Purcell спечели Нобелова награда. Въпреки това, методът на ядрено-магнитен резонанс е преместен извън лабораторни изследвания наскоро - в началото на 80-те и до днес развитието на компютърните и технологии за измерване и появата на нови технологии за създаването на хомогенни магнитни полета го постави на равна нога с методите на CT, а в някои случаи са довели до на първо място.
Фактът, че за разлика от CT тъкан, свързана с един параметър, който характеризира всяка тъкан. - рентгенова плътност, или както се казва "на електронната плътност" на материята, т.е. способност да абсорбира слой наеми вещество. радиация. Можем да кажем, че CT отразява като повърхностна структура на атома. Тя изглежда по-ярка от тъканта на КТ, така че е по-плътна.
MRI се основава на емитираното радиовълни водород ядрата на (протони), съдържащи се в тъканите на тялото, непосредствено след получаването им енергия от радиочестотния сигнал, който се облъчва пациент. По този начин, за разлика тъкан е представител на "вътрешен", ядрени структури вещество, и зависи от няколко фактора, като структурата на веществото, взаимодействието между молекули, молекулно движение (дифузия, кръвен поток), което прави възможно не само да се диференцират изображението патологични и здрави тъкани или да го дава възможност да наблюдава отражението на функционалните дейности на отделните структури. Под формата на излъчване на радио вълни сигнал или импулсна поредица, е възможно да се изолира въздействие върху тъкан разлика на всеки параметър, и същата тъкан на един MRI може да се окаже светлината, и от друга - тъмно.
На първо място, на пациента се поставя вътре голям магнит, където има доста силен постоянен (статичен) магнитно поле, разположено в по-голямата част от превозните средства по тялото на пациента. Под влияние на тази област е водород атомните ядра в тялото на пациента, които са малки магнити, всеки със слаб си магнитно поле ориентирани по определен начин по отношение на силно поле магнит. Добавянето на слаб променливо магнитно поле на статичното магнитно поле, изберете областта, е необходимо да се получи изображение ..
След това пациентът се облъчва с радиовълни, радиовълни ще се адаптират към честотата, така че протоните в рамките на пациента биха могли да поемат част от енергията на радиовълните и за промяна на ориентацията на техните магнитни полета по отношение на посоката на статичното магнитно поле. Веднага след прекратяване на въздействието на пациента да радиовълни протони ще се върне към първоначалното им състояние, излъчващи получената енергия, а това повторно излъчване ще предизвика появата на електрически ток в приемните намотките от камера.
Регистрирани MR сигнали са токове, к. Картографирани компютър и се използва за конструиране (възстановяване) на MRI.
В съответствие с това на етапа на проучване на основните компоненти на всеки MR скенер са:
магнит. създаване на постоянен (статично), така наречените външно магнитно поле, което се поставя в пациента
градиент намотки. създаване на слаб променливо магнитно поле в централната част на големия магнит, наречена градиента, който ви позволява да изберете областта от тялото на изследвания пациент
RF бобина - предаване използва за генериране на възбуждане в тялото на пациента, както и приемник - за отговор на регистрация развълнувани порции
компютър. който контролира работата на честотни бобини градиент и радио, регистрира измерените сигнали, ги обработва, пише в своята памет и използва за реконструкция MRI.
Всяка област се характеризира с индукция M M област, която е обозначена Б. единица е 1 T (тесла).
В MRI, в зависимост от големината на постоянно магнитно поле, няколко вида скенери
Ultraweak поле с 0.01 T - 0.1 T
със слаба поле 0.1 - 0.5 T
със средна област от 0.5 - 1.0 Т.
със силна поле 1.0 - 2.0 Т.
с свръхмощните поле> 2.0 Т.
NMR феномен, свързан с поведение в магнитното поле на магнитните моменти на ядра. Основната атом се състои от протони и неутрони. Всички частици непрекъснато се въртят около оста си и затова имат присъща ъглов момент - завъртане с. В същото време със собствен положителен заряд на протона се върти с него и създава закона за електромагнитната индукция на истинската магнитното поле. Така протон собствено магнитно поле, подобно на поле на постоянен магнит и е магнитен дипол с Северния и Южния полюс. Когато пациентът се поставя в апарата за високо магнитно поле MRI, всички малки магнити протонен тяло се развива в посока на външното поле. В допълнение, магнитната ос на всеки протон започне да се върти около посоката на външно магнитно поле. Тази специфична ротация се нарича прецесия и неговата честота - резонансна честота или Larmor честота. L. честота пропорционална на външното магнитно поле и е за ядрата на водородния атом 42.58 MHz / T.
Повечето от магнитните моменти на протоните се придвижи напред по посока на "север", т.е. в посока, успоредна на външното магнитно поле. Те се наричат "паралелни протони." Останалите малка част моменти на протони М precesses моменти М в посока "юг", т.е. почти антипаралелен към външния списанието. поле е "антипарапелни протони." В резултат на това в тъканите на пациента създава общо магнитен момент: тъкани са магнетизирани и тяхното магнетизъм (М) е ориентиран точно паралелно на външно магнитно поле В, 0. стойност М се определя от излишък на протони паралелно, която е пропорционална на силата на външното поле т, но винаги е изключително малка. М е пропорционална на броя на протоните в единица обем на тъканта, т.е. протонната плътност. Голям брой (около 10 22 мл вода), съдържаща се в повечето тъкани на протоните причинява от факта, че нетният магнитния момент е достатъчно голям, за да се индуцира електрически ток намира извън приемащия пациент намотка. Тези, предизвикани "Господин сигнали" са използвани за реконструкция на MR изображения.
Всеки магнитно поле може да предизвика електрически ток в бобината, а предпоставка за това е промяната на напрегнатостта на полето. При преминаване през тялото на пациента заедно у EM радиочестотен импулс M областта на радио вълни с къса ос предизвиква моменти на протоните М да се върти по часовниковата стрелка около оста. За да се случи това е необходимо, че честотата на радио вълни е равна на Larmor честотата на протони. Това явление се нарича ядрено-магнитен резонанс. При резонанс осъзнават синхронно трептене, и в този контекст, това означава, че за промяна на ориентацията на магнитните моменти на протоните и протони поле М трябва да резонира радиовълни, т.е. имат една и съща честота.
След предаване на импулс плат намагнитване вектор 90 градуса (М) индуцира електрически ток (IR) сигнал в приемателната намотка. Приемащият намотка се намира извън анатомичната област при изследване на пациента ориентирана в посока, перпендикулярна на B0. Когато М е завъртян в х-у равнина. то индуцира ток в намотка Е, и този ток се нарича MR сигнал. Тези сигнали се използват за реконструкция на MR снимки на филийки. Така платове с високи магнитни вектори ще предизвика силни сигнали и изглежда светло в изображението и тъканта с малки магнитни вектори - слаби сигнали и изображението ще бъде по-тъмен.
Контрастът в образите MR определят от различията в магнитни свойства на тъкан, или по-точно разликите в магнитни вектори се въртят в хоризонтална равнина и индуциране на токове в приемателната намотка. Магнитното вектора на тъкан определя основно от плътността на протони. Анатомична област с малко количество протони, например въздух винаги предизвикват много слаб сигнал MR, и по този начин винаги са представени в тъмното на изображението. Вода и други течности, от друга страна, трябва да бъдат ярки върху изображението на MR, че имат много висока плътност на протони. Въпреки това, той не е така. В зависимост от течността към изображение на метода може да осигури както светли и тъмни изображения. Причината за това е, че контраста на изображението се определя не само от плътността на протони. Ролята, изиграна от няколко други опции; Двете най-важни от тях - Т1 и Т2.
Досега не доказано вредни ефекти, използвани в ядрено-магнитен резонанс постоянни или променливи магнитни полета. Въпреки това, всеки феромагнитен обект е изложен на силни магнитни сили, както и местоположението на всеки феромагнитен обект на място, където движението му може да бъде опасно за пациента, е абсолютно противопоказание за използването на ядрено-магнитен резонанс. Най-важните и опасни предмети са феромагнитни интракраниални съдови клипове и феромагнитни вътреочни чужди тела. Най-важните и опасни предмети са феромагнитни интракраниални съдови клипове и феромагнитни вътреочни чужди тела. Най-голяма потенциална опасност, свързана с тези обекти - тежък кръвоизлив. Наличието на пейсмейкър е абсолютен protivopakaz. MR. Функционирането на тези устройства може да се отрази на магнитното поле, а освен това им електроди могат да бъдат предизвикани електрически ток за отопление на ендокарда на.