Ямр томограф




НазваниеЯмр томограф
страница4/16
Дата07.09.2012
Размер0.51 Mb.
ТипРеферат
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

Как осуществляется визуализация внутренних органов посредством ЯМР



В 1973 году Пол Латербур предложил проводить ЯМР-исследования, помещая образец в магнитное поле, меняющееся от точки к точке. В этом случае и резонансная частота для исследуемых ядер изменяется от точки к точке, что позволяет судить об их пространственном расположении. А поскольку интенсивность сигнала от определенной области пространства пропорциональна числу атомов водорода в этой области, мы получаем информацию о распределении плотности вещества по пространству. Собственно, в этом и заключается принцип техники ЯМР-исследования. Принцип прост, хотя для получения реальных изображений внутренних органов на практике следовало получить в распоряжение мощные компьютеры для управления радиочастотными импульсами и еще долго совершенствовать методологию создания необходимых профилей магнитного поля и обработки сигналов ЯМР, получаемых с катушек.

Представим себе, что вдоль оси х расположены маленькие заполненные водой сферы (рис. 1). Если магнитное поле не зависит от х, то возникает одиночный сигнал (см. рис. 1, а). Далее предположим, что посредством дополнительных катушек (по отношению к той, которая создает основное, направленное по оси z, магнитное поле) мы создаем дополнительное, меняющееся вдоль оси х, магнитное поле B0, причем его величина возрастает слева направо. При этом понятно, что для сфер с различными координатами сигнал ЯМР теперь будет соответствовать различным частотам и измеряемый спектр будет содержать в себе пять характерных пиков (см. рис. 1, б). Высота этих пиков будет пропорциональна количеству сфер (т. е. массе воды), имеющих соответствующую координату, и, таким образом, в рассматриваемом случае интенсивности пиков будут относиться как 3:1:3:1:1. Зная величину градиента магнитного поля (т. е. скорость его изменения вдоль оси х), можно представить измеряемый частотный спектр в виде зависимости плотности атомов водорода от координаты х. При этом можно будет сказать, что там где пики выше, число атомов водорода больше: в нашем примере числа атомов водорода, соответствующих положениям сфер, действительно соотносятся как 3:1:3:1:1.

Расположим теперь в постоянном магнитном поле B0 некоторую более сложную конфигурацию маленьких заполненных водой сфер и наложим дополнительное магнитное поле, изменяющееся вдоль всех трех осей координат. Измеряя радиочастотные спектры ЯМР и зная величины градиентов магнитного поля вдоль координат, можно создать трехмерную карту распределения сфер (а следовательно, и плотности водорода) в исследуемой конфигурации. Сделать это гораздо сложнее, чем в рассмотренном выше одномерном случае, однако интуитивно понятно, в чем этот процесс заключается.

Техника восстановления образов, сходная с той, которую мы описали, и осуществляется при ЯМР-томографии. Закончив накопление данных, компьютер посредством весьма быстрых алгоритмов начинает «обработку» сигналов и устанавливает связь между интенсивностью измеренных сигналов при определенной частоте и плотностью резонирующих атомов в данной точке тела. В конце этой процедуры компьютер визуализирует на своем экране двумерное (или даже трехмерное) «изображение» определенного органа или части тела пациента.



Рис. 1. В случае однородного магнитного поля имеется единственный ЯМР-сигнал (а). В случае же меняющегося в пространстве поля сигналы, соответствующие ядрам, расположенным в разных точках, имеют несколько отличающиеся частоты, и спектр позволяет определить их координаты (б). Изображение: «Квант»

Исследование МР томографии и устройство МР томографа



Прежде всего, пациента помещают внутрь большого магнита, где имеется довольно сильное постоянное (статическое) магнитное поле, ориентированное в большинстве аппаратов вдоль тела пациента. Под воздействием этого поля ядра атомов водорода в теле пациента, которые представляют собой маленькие магнитики, каждый со своим слабым магнитным полем, ориентируются определенным образом относительно сильного поля магнита. Добавляя слабое переменное магнитное поле к статическому магнитному полю, выбирают область, изображение к. надо получить.

Затем пациента облучают радиоволнами, причем частоту радиоволн подстраивают таким образом, чтобы протоны в теле пациента могли поглотить часть энергии радиоволн и изменить ориентацию своих магнитных полей относительно направления статического магнитного поля. Сразу же после прекращения облучения пациента радиоволнами протоны станут возвращаться в свои первоначальные состояния, излучая полученную энергию, и это переизлучение будет вызывать появление электрического тока в приемных катушках томографа.

Зарегистрированные токи являются МР сигналами, к. преобразуются компьютером и используются для построения (реконструкции) МРТ.


Соответственно этапам исследования основными компонентами любого МР томографа являются:

• магнит, создающий постоянное (статическое), так называемое внешнее,

• магнитное поле, в которое помещают пациента

• градиентные катушки, создающие слабое переменное магнитное поле в центральной части основного магнита, называемое градиентным, которое позволяет выбрать область исследования тела пациент

• радиочастотные катушки - передающие, используемые для создания возбуждения в теле пациента, и приемные - для регистрации ответа возбужденных участков

• компьютер, который управляет работой градиентной и радиочастотной катушек, регистрирует измеренные сигналы, обрабатывает их, записывает в свою память и использует для реконструкции МРТ.

Всякое магнитное поле характеризуется индукцией магнитного поля, которую обозначают В. ( [B] = 1 Тл )

В МРТ в зависимости от величины постоянного магнитного поля различают несколько типов томографов:

• со сверхслабым полем - ультранизкие томографы - ниже 0,1 Тл;

• со слабым полем - низкие томографы - от 0,1 до 0,5 Тл;

• с средним полем - средние томографы - от 0,5 до 1 Тл;

• с сильным полем - высокие томографы - от 1 до 2 Тл;

• со сверхсильным полем - ультравысокие томографы - свыше 2 Тл.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

Похожие:

Ямр томограф iconУтверждено Ученым советом
Непрерывная ямр спектроскопия. Принципы построения непрерывного ямр спектрометра, основные блоки спектрометра. Источники ошибок при...
Ямр томограф icon«ямр томография»
Ввведение
Ямр томограф iconОсновные характеристики диагностических аппаратов установленных в филиале «Мединцентр» по программе модернизации диагностической службы
Новый высокопольный 1,5-тесловый магнитно-резонансный томограф excelart vantage с технологией Pianissimo (фирма Toshiba, Япония)
Ямр томограф iconЛитература абрагам А. Ядерный магнетизм. М.: Ил, 1963
Трофимов В. И., Лисин В. В., Сергеев Н. А., Киперман Е. М. Современные методы ямр и эпр в химии твёрдого тела. Черноголовка, 1979,...
Ямр томограф iconОдномерный эксперимент ямр 1H (подробно)
Память компьютера разделена на три блока, в каждом из которых могут одновременно выполняться процессы, не требующие одного и того...
Ямр томограф iconПрограмма кандидатского экзамена по специальности 05. 16. 02 Металлургия черных, цветных и редких металлов
Значение энергии связи элементов. Углеродные связи. Сверхпроводимость при высоких температурах твердых веществ. Ферромагнитные кристаллы....
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница