Реферат на тему мрт томография

Ðàçìåùåíî íà https://www.allbest.ru/

1. Ôèçè÷åñêèå îñíîâû ÌÐÒ

Ìàãíèòíî-ðåçîíàíñíàÿ òîìîãðàôèÿ (ÌÐÒ) — ìåòîä ïîëó÷åíèÿ èçîáðàæåíèÿ âíóòðåííèõ ñòðóêòóð òåëà ÷åëîâåêà ïðè ïîìîùè ìàãíèòíî-ðåçîíàíñíîãî òîìîãðàôà. Ìåòîä ïîçâîëÿåò îöåíèâàòü êàê àíàòîìè÷åñêèå, òàê è ôóíêöèîíàëüíûå îñîáåííîñòè ñòðîåíèÿ.

Äëÿ ïðîâåäåíèÿ ßÌÐ èññëåäîâàíèÿ íåîáõîäèìî ïîìåñòèòü îáúåêò â ìîùíîå, ñòàòè÷åñêîå è îäíîðîäíîå â ïðîñòðàíñòâå (â èäåàëüíîì ñëó÷àå) ìàãíèòíîå ïîëå, ñîçäàþùåå âíóòðè òêàíåé èçîáðàæàåìîãî îáúåêòà ìàêðîñêîïè÷åñêóþ ÿäåðíóþ íàìàãíè÷åííîñòü.

 ßÌÐ òîìîãðàôèè ðåãèñòðàöèÿ ñèãíàëà ïðîèñõîäèò îò ðåçîíèðóþùèõ ÿäåð, èìåþùèõ êàê ñïèí, òàê è ìàãíèòíûé ìîìåíò. Òàêèìè ÿäðàìè ÿâëÿþòñÿ âîäîðîä 1Í, 2Í, óãëåðîä 13Ñ, àçîò 14N, ôòîð 19F, íàòðèé 23Na, ôîñôîð 31Ð. ×àùå âñåãî â ÌÐÒ èñïîëüçóþòñÿ ïðîòîíû âîäîðîäà 1Í ïî äâóì ïðè÷èíàì: âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ê ÌÐ ñèãíàëó è èõ âûñîêîìó åñòåñòâåííîìó ñîäåðæàíèþ â áèîëîãè÷åñêèõ òêàíÿõ.

Ïîä âîçäåéñòâèåì ñèëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ ñïèíû ïðîòîíîâ ÿäåð âîäîðîäà èçìåíÿþò ñâîå ïîëîæåíèå è ðàñïîëàãàþòñÿ âäîëü îñè ìàãíèòíîãî ïîëÿ (ðèñóíîê 1). Âîçäåéñòâèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ è ðàäèî÷àñòîòíîãî èçëó÷åíèÿ íà ïðîòîíû íå ïîñòîÿííî, ñ çàäàííûìè ñèëîé, ÷àñòîòîé è âðåìåíåì, à ïðîòîíû ïîñëå âîçäåéñòâèÿ íà íèõ ðàäèî÷àñòîòíîãî ñèãíàëà âíîâü âîçâðàùàþòñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå — òàê íàçûâàåìîå «âðåìÿ ðåëàêñàöèè» (T1è T2).

Ðèñóíîê 1 — Ðàñïðåäåëåíèå ÿäåð ïðè îòñóòñòâèè (à) è íàëè÷èè (á) âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ

Âîçäåéñòâèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ è ðàäèî÷àñòîòíîãî èìïóëüñà íà ïðîòîíû ÿäåð âîäîðîäà çàñòàâëÿåò èõ âðàùàòüñÿ îòíîñèòåëüíî íîâûõ îñåé â òå÷åíèå î÷åíü êîðîòêîãî ïåðèîäà âðåìåíè, ÷òî ñîïðîâîæäàåòñÿ âûäåëåíèåì è ïîãëîùåíèåì ýíåðãèè, ôîðìèðîâàíèåì ñâîåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ðåãèñòðàöèÿ ýòèõ ýíåðãåòè÷åñêèõ èçìåíåíèé è ÿâëÿåòñÿ îñíîâîé ÌÐÒ-èçîáðàæåíèÿ. Ñïîñîáíîñòü ïîäîáíîãî ñìåùåíèÿ çàâèñèò îò ãèäðîôèëüíîñòè òêàíåé, èõ õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà è ñòðóêòóðû. Íîðìàëüíûå êëåòêè îðãàíîâ è òêàíåé, íå ïîðàæåííûõ áîëåçíåííûì ïðîöåññîì, èìåþò îäèí óðîâåíü ñèãíàëà. «Áîëüíûå» êëåòêè — ýòî âñåãäà äðóãîé, èçìåíåííûé ñèãíàë â òîé èëè èíîé ñòåïåíè. Íà èçîáðàæåíèè èçìåíåííûå ïàòîëîãè÷åñêèì ïðîöåññîì ó÷àñòêè òêàíåé è îðãàíîâ âûãëÿäÿò èíà÷å, ÷åì çäîðîâûå. Ýòî è åñòü îñíîâà ìåäèöèíñêîãî äèàãíîñòè÷åñêîãî èçîáðàæåíèÿ. Ãëàâíàÿ çàäà÷à äàííîé àïïàðàòóðû çàêëþ÷àåòñÿ â ïîëó÷åíèè ìàêñèìàëüíî èíôîðìàòèâíîãî èçîáðàæåíèÿ áûñòðî è êà÷åñòâåííî, à òàêæå áåçîïàñíî äëÿ ïàöèåíòà.

×òîáû äîáèòüñÿ óìåíüøåíèÿ âðåìåíè ðåêîíñòðóêöèè èçîáðàæåíèÿ íóæíî óâåëè÷èâàòü èíäóêöèþ ãëàâíîãî ìàãíèòà. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ âîçìîæíîñòüþ ïðèìåíåíèÿ ïðè áîëüøîé èíäóêöèè «áûñòðûõ» ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé, íàïðèìåð, ïîñëåäîâàòåëüíîñòè «ãðàäèåíòíîå ýõî» è ìàëîóãëîâûõ. Òàêæå ïðè èíäóêöèè ñâûøå 1,5 Òë ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü êðîìå ÿäåð âîäîðîäà (ïðîòîíîâ) âêëþ÷èòü â ñáîð äàííûõ îá îðãàíèçìå òÿæåëûå ÿäðà íàòðèÿ è ôîñôîðà, êîòîðûå íåñóò î÷åíü âàæíóþ èíôîðìàöèþ î ìåòàáîëèçìå. Ïðè áîëåå íèçêîé èíäóêöèè ìàãíèòíûé ðåçîíàíñ ÿäåð ýòèõ àòîìîâ íåâîçìîæåí.

Óñòàíîâëåíî, ÷òî åñëè èíäóêöèÿ áóäåò ðàâíà 0,12 Òë, òî ÷àñòîòà ßÌÐ äëÿ ïðîòîíîâ ñîñòàâèò 5 ÌÃö. Ýòè ÷àñòîòû ëåæàò â äèàïàçîíå êîðîòêèõ ðàäèîâîëí, êîòîðûå ñ÷èòàþòñÿ áåçâðåäíûìè. È òîëüêî â î÷åíü ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ (äî 3 Òë) ÷àñòîòà ßÌÐ ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî áîëüøîé — 120 ÌÃö. Ýòî íóæíî ó÷èòûâàòü ïðè ðàçðàáîòêå ñîâðåìåííûõ ÌÐÒ.

Äëÿ ïðèìåðà ðàññìîòðèì òàáëèöó 1.1, ïî êîòîðîé ìîæíî ïðîñëåäèòü êàêàÿ íóæíà íàïðÿæåííîñòü ìàãíèòíîãî ïîëÿ äëÿ ïîñòðîåíèÿ èçîáðàæåíèÿ íåêîòîðûõ òêàíåé ãîëîâíîãî è ñïèííîãî ìîçãà.

Òàáëèöà 1.1 — Çíà÷åíèÿ èíäóêöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ

Ðàññìîòðèì íåêîòîðûå ïîäîñòðûå îïàñíîñòè ïðè ïðîâåäåíèè ÌÐÒ.

 ýêñïåðèìåíòàõ áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî ñ ïîðîãà íàïðÿæåííîñòè â 4 Òë ó ëèö íàáëþäàëàñü íåêîòîðàÿ çàäåðæêà íåðâíîé ïðîâîäèìîñòè, òåîðåòè÷åñêè áûëî ïðåäñêàçàíî, ÷òî ñ óðîâíÿ â 6 Òë ðàñòåò êðîâÿíîå äàâëåíèå. Ó ëþäåé, ïîìåùåííûõ â îäíîðîäíîå ïîñòîÿííîå ìàãíèòíîå ïîëå, áûë îòìå÷åí ðîñò àìïëèòóäû ÝÊà â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû ïîëÿ. Ýòîò ðîñò ñòàíîâèëñÿ çàìåòíûì ïðè 0.3 Òë; ïðè 2.0 Òë àìïëèòóäà âîçðàñòàëà â ñðåäíåì íà 400%. Ïîëàãàþò, ÷òî èçìåíåíèÿ ÝÊà íå ìîãóò áûòü àññîöèèðîâàíû ñ êàêèì-ëèáî áèîëîãè÷åñêèì ðèñêîì. Îñíîâíûì ðåçóëüòàòîì âçàèìîäåéñòâèÿ Ð× ïîëåé ñ òêàíÿìè ÿâëÿåòñÿ íàãðåâ ïîñëåäíèõ. Íî ïîêà äàæå â ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ íå áûëî äîñòèãíóòî ëîêàëüíîãî óâåëè÷åíèÿ òåìïåðàòóðû áîëåå, ÷åì íà 1 ãðàäóñ.Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ïîêà íå áûëî âûÿâëåíî íèêàêèõ ÷ðåçìåðíî îïàñíûõ âîçäåéñòâèé íà æèâîé îáúåêò ÌÐ èññëåäîâàíèÿ, íåîáõîäèìî è äàëüøå ïðîâîäèòü èññëåäîâàíèÿ â ýòîé îáëàñòè, è ïðåäåëüíî àêêóðàòíî ïîäõîäèòü ê ïîâûøåíèþ íàïðÿæ¸ííîñòè ïîëÿ â ñîâðåìåííûõ òîìîãðàôàõ.

2. ÌÐ-ñèãíàë

Ëþáîå ìàãíèòíîå ïîëå ìîæåò èíäóöèðîâàòü â êàòóøêå ýëåêòðè÷åñêèé òîê, íî ïðåäïîñûëêîé äëÿ ýòîãî ÿâëÿåòñÿ èçìåíåíèå ñèëû ïîëÿ. Ïðè ïðîïóñêàíèè ÷åðåç òåëî ïàöèåíòà âäîëü îñè y êîðîòêèõ ÝÌ ðàäèî÷àñòîòíûõ èìïóëüñîâ Ì ïîëå ðàäèîâîëí çàñòàâëÿåò Ì ìîìåíòû âñåõ ïðîòîíîâ âðàùàòüñÿ ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå âîêðóã ýòîé îñè. Äëÿ òîãî ÷òîáû ýòî ïðîèçîøëî, íåîáõîäèìî, ÷òîáû ÷àñòîòà ðàäèîâîëí áûëà ðàâíà ëàðìîðîâñêîé ÷àñòîòå ïðîòîíîâ. Ýòî ÿâëåíèå è íàçûâàþò ÿäåðíûì ìàãíèòíûì ðåçîíàíñîì. Ïîä ðåçîíàíñîì ïîíèìàþò ñèíõðîííûå êîëåáàíèÿ, è â äàííîì êîíòåêñòå ýòî îçíà÷àåò, ÷òî äëÿ èçìåíåíèÿ îðèåíòàöèè ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ ïðîòîíîâ Ì ïîëÿ ïðîòîíîâ è ðàäèîâîëí äîëæíû ðåçîíèðîâàòü, ò.å. èìåòü îäèíàêîâóþ ÷àñòîòó.

Ïîñëå ïåðåäà÷è 90-ãðàäóñíîãî èìïóëüñà âåêòîð íàìàãíè÷åííîñòè òêàíè (Ì) èíäóöèðóåò ýëåêòðè÷åñêèé òîê (ÌÐ-ñèãíàë) â ïðèåìíîé êàòóøêå. Ïðèåìíàÿ êàòóøêà ðàçìåùàåòñÿ ñíàðóæè èññëåäóåìîé àíàòîìè÷åñêîé îáëàñòè, îðèåíòèðîâàííîì â íàïðàâëåíèè ïàöèåíòà, ïåðïåíäèêóëÿðíî Â0. Êîãäà Ì âðàùàåòñÿ â ïëîñêîñòÿõ õ-ó, îí èíäóöèðóåò â êàòóøêå Ý òîê, è ýòîò òîê íàçûâàþò ÌÐ-ñèãíàëîì. Ýòè ñèãíàëû èñïîëüçóþò äëÿ ðåêîíñòðóêöèè èçîáðàæåíèé ÌÐ-ñðåçîâ.

Ïðè ýòîì òêàíè ñ áîëüøèìè ìàãíèòíûìè âåêòîðàìè áóäóò èíäóöèðîâàòü ñèëüíûå ñèãíàëû è âûãëÿäåòü íà èçîáðàæåíèè ÿðêèìè, à òêàíè ñ ìàëûìè ìàãíèòíûìè âåêòîðàìè — ñëàáûå ñèãíàëû è áóäóò íà èçîáðàæåíèè òåìíûìè.

Êîíòðàñòíîñòü èçîáðàæåíèÿ: ïðîòîííàÿ ïëîòíîñòü, Ò1- è Ò2-âçâåøåííîñòü. Êîíòðàñò íà ÌÐ-èçîáðàæåíèÿõ îïðåäåëÿåòñÿ ðàçëè÷èÿìè â ìàãíèòíûõ ñâîéñòâàõ òêàíåé èëè, òî÷íåå ðàçëè÷èÿìè â ìàãíèòíûõ âåêòîðàõ, âðàùàþùèõñÿ â ïëîñêîñòè õ-ó è èíäóöèðóþùèõ òîêè â ïðèåìíîé êàòóøêå. Âåëè÷èíà ìàãíèòíîãî âåêòîðà òêàíè ïðåæäå âñåãî îïðåäåëÿåòñÿ ïëîòíîñòüþ ïðîòîíîâ. Àíàòîìè÷åñêèå îáëàñòè ñ ìàëûì êîëè÷åñòâîì ïðîòîíîâ, íàïðèìåð âîçäóõ âñåãäà èíäóöèðóþò î÷åíü ñëàáûé ÌÐ-ñèãíàë, è òàêèì îáðàçîì, âñåãäà ïðåäñòàâëÿþòñÿ íà èçîáðàæåíèè òåìíûìè. Âîäà è äðóãèå æèäêîñòè, ñ äðóãîé ñòîðîíû, äîëæíû áûòü ÿðêèìè íà ÌÐ-èçîáðàæåíèÿõ êàê èìåþùèå î÷åíü âûñîêóþ ïëîòíîñòü ïðîòîíîâ. Îäíàêî ýòî íå òàê.  çàâèñèìîñòè îò èñïîëüçóåìîãî äëÿ ïîëó÷åíèÿ èçîáðàæåíèÿ ìåòîäà æèäêîñòè ìîãóò äàâàòü êàê ÿðêèå, òàê è òåìíûå èçîáðàæåíèÿ. Ïðè÷èíà ýòîãî ñîñòîèò â òîì, ÷òî êîíòðàñòíîñòü èçîáðàæåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ íå òîëüêî ïëîòíîñòüþ ïðîòîíîâ. Îïðåäåëåííóþ ðîëü èãðàþò íåñêîëüêî äðóãèõ ïàðàìåòðîâ; äâà íàèáîëåå âàæíûõ èç íèõ — Ò1 è Ò2.

Ðèñ. 2 — Ïåðèîäû ðåëàêñàöèè

Ìåæäó MP-èìïóëüñàìè, ïîñòóïàþùèìè, ïðîòîíû ïðîõîäÿò äâà ðåëàêñàöèîííûõ âðåìåíè Ò1 è Ò2, â îñíîâå êîòîðûõ ëåæèò ïîòåðÿ ìàãíèòíîãî íàïðÿæåíèÿ íà ïëîñêîñòè õ-ó (Ìõó) è âîññòàíîâëåíèÿ åå ïî îñè z (Mz).

Ìàêñèìàëüíûé òêàíåâûé ìàãíåòèçì, îðèåíòèðîâàí ïî îñè z (Mz), çàâèñèò îò ïëîòíîñòè ïðîòîíîâ, ïîýòîìó îòíîñèòåëüíàÿ ñèëà MP ñèãíàëîâ, îïðåäåëåííàÿ íåïîñðåäñòâåííî ïîñëå ïîäà÷è 90 ° èìïóëüñà èëè ïîñëå âîññòàíîâëåíèÿ Mz, äàåò âîçìîæíîñòü ïîñòðîèòü èçîáðàæåíèå, âçâåøåííîå ïî ïðîòîííîé ïëîòíîñòè. Ò1 — ðåëàêñàöèÿ îòîáðàæàåò ïîñòåïåííîå âîññòàíîâëåíèå ÿäåðíîãî ìàãíåòèçìà è îðèåíòàöèè èíäèâèäóàëüíûõ ïðîòîíîâ âîäîðîäà â íàïðàâëåíèè Âî = > (îñè z) â èñõîäíîå ïîëîæåíèå, ÷òî áûëî èì ïðèñóùå ê ïðåäîñòàâëåíèþ 90 ° èìïóëüñà. Âñëåäñòâèå ýòîãî ïîñëå âûêëþ÷åíèÿ 90 ° èìïóëüñà òêàíåâûé ìàãíèòíûé ìîìåíò óâåëè÷èâàòü ¬ òüñÿ âäîëü îñè z ñ íàðàñòàþùèì óñêîðåíèåì îò 0 äî ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ Mz, êîòîðîå îáóñëîâëåíî ïðîòîííîé ïëîòíîñòüþ äàííîé òêàíè. Ò1 îïðåäåëÿåòñÿ êàê âðåìÿ, â òå÷åíèå êîòîðîãî Ì âîññòàíàâëèâàåò èñõîäíîå çíà÷åíèå íà 63%. Ïîñëå òîãî êàê ïðîéäåò 4-5 ïðîìåæóòêîâ âðåìåíè, ðàâíûõ Ò1, Mz ïîëíîñòüþ âîññòàíàâëèâàåòñÿ. ×òî êîðî÷å Ò1, òåì áûñòðåå ïðîèñõîäèò âîññòàíîâëåíèå. Ôèçè÷åñêîé îñíîâîé Ò1 — ðåëàêñàöèè ÿâëÿåòñÿ îáìåí òåïëîâîé ýíåðãèè ìåæäó ìîëåêóëàìè. Ò1 — ðåëàêñàöèîííûé âðåìÿ çàâèñèò îò ðàçìåðîâ ìîëåêóë è èõ ïîäâèæíîñòè.  ïëîòíûõ òêàíÿõ ñ áîëüøèìè íåïîäâèæíûìè ìîëåêóëàìû ïðîòîíû äëèòåëüíîå âðåìÿ ñîõðàíÿþò ñâîå ïîëîæåíèå, ñîäåðæàò ýíåðãèþ, âîçíèêàåò ìàëî ñëàáûõ èìïóëüñîâ, ïîýòîìó Ò1 äëèííûé.  æèäêîñòè ïðîèñõîäèò áûñòðåå èçìåíåíèå ïîëîæåíèÿ ïðîòîíîâ è áûñòðåå îòäà÷à òåïëîâîé ýíåðãèè, ïîýòîìó Ò1 — ðåëàêñàöèÿ â æèäêîñòè ñ ìàëûìè ìîëåêóëàìè, áûñòðî äâèæåòñÿ, êîðîòêàÿ è ñîïðîâîæäàåòñÿ çíà÷èòåëüíûì êîëè÷åñòâîì ýëåêòðîìàãíèòíûõ èìïóëüñîâ ðàçëè÷íîé ñèëû.  ïàðåíõèìàòîçíûõ òêàíÿõ Ò1 — ðåëàêñàöèÿ ñîñòàâëÿåò îêîëî 500 ìñ, øèðîêî âàðüèðóÿ â çàâèñèìîñòè îò îñîáåííîñòåé èõ ñòðîåíèÿ.  æèðîâîé òêàíè ñî ñðåäíèìè ïî ðàçìåðàì è ïîäâèæíîñòüþ ìîëåêóëàìè Ò1 êîðîòêèé, à êîëè÷åñòâî èìïóëüñîâ íàèáîëüøàÿ. Èçîáðàæåíèå, êîíòðàñòíîñòü êîòîðûõ ïîñòðîåíà ñ ó÷åòîì ðàçíèöû Ò1 â ñìåæíûõ òêàíÿõ, íàçûâàþòñÿ Ò1 — âçâåøåííûõ èçîáðàæåíèé.

Ôèçè÷åñêîé îñíîâîé Ò2 — ðåëàêñàöèè ÿâëÿåòñÿ âçàèìîäåéñòâèå òêàíåâîãî ìàãíåòèçìà ñ ïðîòîíàìè. Ò2 ÿâëÿåòñÿ ïîêàçàòåëåì ïîñòåïåííîãî óãàñàíèÿ òêàíåâîãî ìàãíåòèçìà íà ïëîñêîñòè õ-ó (ìõó) ïîñëå èñêëþ÷åíèÿ 90 ° èìïóëüñà è îïðåäåëÿåòñÿ êàê âðåìÿ, â òå÷åíèå êîòîðîãî ìõó òåðÿåò 63% îò ñâîåé ìàêñèìàëüíîé íàïðÿæåíèÿ. Ïîñëå òîãî êàê ïðîõîäèò 4-5 ïðîìåæóòêîâ âðåìåíè, ðàâíûõ Ò2, ìõó ïîëíîñòüþ èñ÷åçàåò. Ïðîìåæóòîê âðåìåíè Ò2 âàðüèðóåò â çàâèñèìîñòè îò ôèçè÷åñêèõ è õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâ òêàíåé. Ïëîòíûå òêàíè èìåþò ñòàáèëüíûå âíóòðåííèå ìàãíèòíûå ïîëÿ, è ïîýòîìó ïðåöåññèÿ ïðîòîíîâ â íèõ áûñòðî çàòóõàåò, à èíäóêöèÿ ýíåðãèè áûñòðî ñíèæàåòñÿ, ïîñûëàÿ ìíîãî ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí ðàçëè÷íîé ÷àñòîòû, ïîýòîìó Ò2 ÿâëÿåòñÿ êðàòêèì.  æèäêîñòÿõ âíóòðåííèå ìàãíèòíûå ïîëÿ íåñòàáèëüíûå è áûñòðî ñòàíîâÿòñÿ ðàâíûìè 0, â ìåíüøåé ñòåïåíè âëèÿÿ íà ïðåöåññèþ ïðîòîíîâ. Ïîýòîìó ÷àñòîòà ïðîòîíîâ, íàõîäÿùèõñÿ â ïðîöåññèè â æèäêîñòè ÿâëÿåòñÿ áîëüøîé, ýëåêòðîìàãíèòíûå èìïóëüñû ñëàáûìè, à Ò2 ðåëàêñàöèÿ îòíîñèòåëüíî äëèííîé.  ïàðåíõèìàòîçíûõ òêàíÿõ Ò2 ñîñòàâëÿåò îêîëî 50 ìñ, ò.å. â 10 ðàç êîðî÷å, ÷åì ÒÅ. Âàðèàöèè âðåìåíè Ò2 ñêàçûâàþòñÿ íà âåëè÷èíå ýëåêòðîìàãíèòíûõ èìïóëüñîâ (MP). Ïîýòîìó èçîáðàæåíèå, ïîñòðîåííîå íà èõ èñ÷èñëåíèè, íàçûâàåòñÿ Ò2 — âçâåøåííûì èçîáðàæåíèåì. Åãî âûÿâëåíèþ ìåøàþò ñèãíàëû íàäõîäÿò îò ÒÅ, ïîýòîìó ðåãèñòðàöèÿ Ò2 — âçâåøåííîãî èçîáðàæåíèÿ äîñòèãàåòñÿ òåì, ÷òî ââîäèòñÿ èíòåðâàë âðåìåíè — ýõî âðåìÿ (ÒÎ) ìåæäó 90 ° èìïóëüñîì è èçìåðåíèåì èíäóöèðîâàííîãî èì MP. Òå÷åíèå ýõî âðåìåíè ìõó ïîñòåïåííî ñíèæàåòñÿ âñëåäñòâèå Ò2 — ðåëàêñàöèè. Ïóòåì ðåãèñòðàöèè àìïëèòóäû MP — ñèãíàëà â êîíöå ýõî âðåìåíè îïðåäåëÿåòñÿ ðàçíèöà Ò2 â ðàçëè÷íûõ òêàíÿõ.

3. Èññëåäîâàíèå ÌÐ òîìîãðàôèè è óñòðîéñòâî ÌÐ òîìîãðàôà

Ðèñ. 3.1 — ÌÐ òîìîãðàô

Ïðåæäå âñåãî ïàöèåíòà ïîìåùàþò âíóòðü áîëüøîãî ìàãíèòà, ãäå èìååòñÿ äîâîëüíî ñèëüíîå ïîñòîÿííîå (ñòàòè÷åñêîå) ìàãíèòíîå ïîëå, îðèåíòèðîâàííîå â áîëüøèíñòâå àïïàðàòîâ âäîëü òåëà ïàöèåíòà. Ïîä âîçäåéñòâèåì ýòîãî ïîëÿ ÿäðà àòîìîâ âîäîðîäà â òåëå ïàöèåíòà, êîòîðûå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ìàëåíüêèå ìàãíèòèêè, êàæäûé ñî ñâîèì ñëàáûì ìàãíèòíûì ïîëåì, îðèåíòèðóþòñÿ îïðåäåëåííûì îáðàçîì îòíîñèòåëüíî ñèëüíîãî ïîëÿ ìàãíèòà. Äîáàâëÿÿ ñëàáîå ïåðåìåííîå ìàãíèòíîå ïîëå ê ñòàòè÷åñêîìó ìàãíèòíîìó ïîëþ, âûáèðàþò îáëàñòü, èçîáðàæåíèå ê. íàäî ïîëó÷èòü.

Çàòåì ïàöèåíòà îáëó÷àþò ðàäèîâîëíàìè, ïðè÷åì ÷àñòîòó ðàäèîâîëí ïîäñòðàèâàþò òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ïðîòîíû â òåëå ïàöèåíòà ìîãëè ïîãëîòèòü ÷àñòü ýíåðãèè ðàäèîâîëí è èçìåíèòü îðèåíòàöèþ ñâîèõ ìàãíèòíûõ ïîëåé îòíîñèòåëüíî íàïðàâëåíèÿ ñòàòè÷åñêîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ñðàçó æå ïîñëå ïðåêðàùåíèÿ îáëó÷åíèÿ ïàöèåíòà ðàäèîâîëíàìè ïðîòîíû ñòàíóò âîçâðàùàòüñÿ â ñâîè ïåðâîíà÷àëüíûå ñîñòîÿíèÿ, èçëó÷àÿ ïîëó÷åííóþ ýíåðãèþ, è ýòî ïåðåèçëó÷åíèå áóäåò âûçûâàòü ïîÿâëåíèå ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà â ïðèåìíûõ êàòóøêàõ òîìîãðàôà.

Çàðåãèñòðèðîâàííûå òîêè ÿâëÿþòñÿ ÌÐ ñèãíàëàìè, ê. ïðåîáðàçóþòñÿ êîìïüþòåðîì è èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ïîñòðîåíèÿ (ðåêîíñòðóêöèè) ÌÐÒ.

Ïðèìåðû ñíèìêîâ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñóíêå 3.2 è 3.3.

Ðèñ. 3.2 — ËÑÌÀ (èíñóëüò)

Ðèñ. 3.3 — Òàçîáåäðåííûå ñóñòàâû (íîðìà)

Ñîîòâåòñòâåííî ýòàïàì èññëåäîâàíèÿ îñíîâíûìè êîìïîíåíòàìè ëþáîãî ÌÐ òîìîãðàôà ÿâëÿþòñÿ:

1) ìàãíèò, ñîçäàþùèé ïîñòîÿííîå (ñòàòè÷åñêîå), òàê íàçûâàåìîå âíåøíåå, ìàãíèòíîå ïîëå, â êîòîðîå ïîìåùàþò ïàöèåíòà

2) ãðàäèåíòíûå êàòóøêè, ñîçäàþùèå ñëàáîå ïåðåìåííîå ìàãíèòíîå ïîëå â öåíòðàëüíîé ÷àñòè îñíîâíîãî ìàãíèòà, íàçûâàåìîå ãðàäèåíòíûì, êîòîðîå ïîçâîëÿåò âûáðàòü îáëàñòü èññëåäîâàíèÿ òåëà ïàöèåíòà

3) ðàäèî÷àñòîòíûå êàòóøêè — ïåðåäàþùèå, èñïîëüçóåìûå äëÿ ñîçäàíèÿ âîçáóæäåíèÿ â òåëå ïàöèåíòà, è ïðèåìíûå — äëÿ ðåãèñòðàöèè îòâåòà âîçáóæäåííûõ ó÷àñòêîâ

4) êîìïüþòåð, êîòîðûé óïðàâëÿåò ðàáîòîé ãðàäèåíòíîé è ðàäèî÷àñòîòíîé êàòóøåê, ðåãèñòðèðóåò èçìåðåííûå ñèãíàëû, îáðàáàòûâàåò èõ, çàïèñûâàåò â ñâîþ ïàìÿòü è èñïîëüçóåò äëÿ ðåêîíñòðóêöèè ÌÐÒ.

Âñÿêîå Ì ïîëå õàðàêòåðèçóåòñÿ èíäóêöèåé Ì ïîëÿ, êîòîðóþ îáîçíà÷àþò Â. Åäèíèöåé èçìåðåíèÿ ÿâëÿåòñÿ 1 Òë (òåñëà).

 ÌÐÒ â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû ïîñòîÿííîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ ðàçëè÷àþò íåñêîëüêî òèïîâ òîìîãðàôîâ:

ñî ñâåðõñëàáûì ïîëåì 0,01 Òë — 0,1 Òë

ñî ñëàáûì ïîëåì 0,1 — 0,5 Òë

ñ ñðåäíèì ïîëåì 0,5 — 1.0 Òë

ñ ñèëüíûì ïîëåì 1.0 — 2,0 Òë

ñî ñâåðõñèëüíûì ïîëåì >2,0 Òë

Òàáëèöà 3.1 — Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ÌÐ-òîìîãðàôîâ

Ïðîâåäåì ñðàâíèòåëüíóþ õàðàêòåðèñòèêó ðàññìîòðåííûõ âèäîâ ìàãíèòîâ. Îíà ïðåäñòàâëåíà â òàáëèöå 3.2.

Òàáëèöà 3.2 — Ïðåèìóùåñòâà è íåäîñòàòêè ìàãíèòîâ ÌÐÒ

 ñîâðåìåííûõ ÌÐÒ ñèñòåìàõ èñïîëüçóþòñÿ â îñíîâíîì ïîñòîÿííûå è ñâåðõïðîâîäÿùèå ìàãíèòû. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî ó íèõ äîñòàòî÷íî ìàëîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå è îíè íå òðåáóþò äîðîãîñòîÿùåé, à òàêæå ýíåðãîåìêîé ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ.

Íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ ïîñòîÿííîãî ìàãíèòà îãðàíè÷åíà, íî ñ ðàçâèòèåì íîâûõ òåõíîëîãèé, òàêèõ êàê, íàïðèìåð, Tim-òåõíîëîãèÿ (Total imaging matrix), êîòîðàÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðåâîëþöèîííîå ðàçâèòèå ðàäèî÷àñòîòíîãî òðàêòà, Ð×-êàòóøåê è àëãîðèòìîâ ðåêîíñòðóêöèè ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäîâ ïàðàëëåëüíîé âèçóàëèçàöèè, ïîëó÷àåìûå èçîáðàæåíèÿ íè â ÷¸ì íå óñòóïàþò èçîáðàæåíèÿì ñî ñâåðõïðîâîäÿùåãî ÌÐÒ. Òàêæå íåîñïîðèìûì ïëþñîì ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ïîñòîÿííûå ìàãíèòû ìîãóò áûòü òàê íàçûâàåìîé «îòêðûòîé» êîíôèãóðàöèè, ÷òî ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü èññëåäîâàíèÿ â äâèæåíèè, â ïîëîæåíèè ñòîÿ, à òàêæå îñóùåñòâëÿòü äîñòóï âðà÷åé ê ïàöèåíòó âî âðåìÿ èññëåäîâàíèÿ è ïðîâåäåíèå ìàíèïóëÿöèé (äèàãíîñòè÷åñêèõ, ëå÷åáíûõ) ïîä êîíòðîëåì ÌÐÒ — òàê íàçûâàåìàÿ èíòåðâåíöèîííàÿ ÌÐÒ.

Âûâîäû

ÌÐÒ ïðîâîäÿò ïóòåì ïîñëîéíîãî èçó÷åíèÿ îïðåäåëåííîé àíàòîìè÷åñêîé îáëàñòè îðãàíà. Âûäåëåíèå èññëåäóåìîãî ñëîÿ íà ÌÐÒ äîñòèãàåòñÿ â òîì ñëó÷àå, êîãäà ðàäèî÷àñòîòíûå èìïóëüñû ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñîâïàäàþò ñ ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòîé ïðîòîíîâ è èíäóöèðóþò ÌÐ — ñèãíàë. Äëÿ ýòîãî ñ ïîìîùüþ ãðàäèåíòíûõ êàòóøåê ñîçäàþò äîïîëíèòåëüíîå ñëàáîå ìàãíèòíîå ïîëå, ïî íàïðàâëåíèþ ñîîòâåòñòâóþùåãî èçó÷àåìîãî ñëîÿ.

Ïîä äåéñòâèåì ãðàäèåíòíîãî ïîëÿ ñèëà îñíîâíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ íà ýòîì óðîâíå âîçðàñòàåò ëèíåéíî â äâóõ âçàèìíî ïåðïåíäèêóëÿðíûõ íàïðàâëåíèÿõ.  ýòîì ñëîå ïðîïîðöèîíàëüíî óñèëåíèÿ âîçðàñòàåò è ðåçîíàíñíàÿ ÷àñòîòà ïðîòîíîâ. Ñóæàÿ äèàïàçîí ÷àñòîò ãðàäèåíòíîãî ïîëÿ, ìîæíî óìåíüøèòü òîëùèíó èññëåäóåìîãî ñëîÿ. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ âèçóàëüíîãî èçîáðàæåíèÿ òðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü ñèëó èìïóëüñîâ â êàæäîé êîíêðåòíîé òî÷êå èññëåäóåìîãî ñëîÿ. Äëÿ ýòîãî åãî ðàññìàòðèâàþò êàê ñóììó îòäåëüíûõ îáúåìîâ (âîêñåëåé). Ïîñëå ïðåäîñòàâëåíèÿ 90î è ãðàäèåíòíîãî èìïóëüñîâ êàæäûé âîêñåëü èìååò âåêòîð íàìàãíè÷èâàíèÿ. Ñèëà ñèãíàëà îò êàæäîãî âîêñåëÿ è åãî îðèåíòàöèÿ â ïðîñòðàíñòâå îïðåäåëÿþòñÿ â öèôðîâûõ âåëè÷èíàõ ñ ïîìîùüþ êîìïüþòåðà.

Ïðîåêöèÿ âîêñåëÿ íà ïëîñêîñòü ïîëó÷èëà íàçâàíèå ïèêñåëÿ. Ñèëà ñèãíàëà îòîáðàæàåòñÿ íà ýêðàíå ìîíèòîðà â ñåðîé èëè öâåòíîé øêàëå âèäèìîãî ñïåêòðà. ×åì ìåíüøå âû÷èñëèòåëüíûå îáúåìû, òåì òî÷íåå èçîáðàæåíèå îáúåêòà. Êîíòðàñòíîñòü èçîáðàæåíèÿ çàâèñèò îò ðàçíèöû ìåæäó ñèëîé èìïóëüñîâ ñ ðÿäîì ðàñïîëîæåííûõ ó÷àñòêîâ èññëåäóåìîãî ñëîÿ.

Íà åñòåñòâåííûé êîíòðàñò, êðîìå ïðîòîííîé ïëîòíîñòè, ðåëàêñàöèîííîãî âðåìåíè (Ò1 è Ò2) âëèÿåò òàêæå ñêîðîñòü öèðêóëÿöèè êðîâè. Åñëè êðîâü âûòåêëà èç ñîñóäîâ èìååò âûñîêèé ÿðêèé ñèãíàë, òî öèðêóëèðóþùàÿ êðîâü íå ãåíåðèðóåò ÌÐ — ñèãíàëîâ è âûãëÿäèò òåìíîé ïî ñðàâíåíèþ ñî ñòåíêàìè ñîñóäîâ.

 ñëîæíûõ äëÿ äèàãíîñòèêè ñëó÷àÿõ èñïîëüçóþò èñêóññòâåííîå êîíòðàñòèðîâàíèå ìàãíåòèêàõ, â ñîñòàâ êîòîðûõ âõîäèò ïàðàìàãíèòíûé èîí èç ìåòàëëà ãàäîëèíèÿ. Ýòè êîíòðàñòíûå âåùåñòâà ââîäÿò âíóòðèâåííî. Îíè íàêàïëèâàþòñÿ â î÷àãàõ âîñïàëåíèÿ è îïóõîëÿõ. Ýòè âåùåñòâà áëàãîäàðÿ ìàãíèòíûì ñâîéñòâàì ñïîñîáñòâóþò ñîêðàùåíèþ ïåðèîäà ðåëàêñàöèè (Ò1 èëè Ò2) ïðîòîíîâ è ïðèâîäÿò ê èçìåíåíèþ êîíòðàñòíîñòè.

Êëèíè÷åñêîå äåéñòâèå ìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà íà ïàöèåíòîâ è ìåäïåðñîíàë ìèíèìàëüíà, ïîýòîìó ïðîòèâîïîêàçàíèé ê ýòîìó èññëåäîâàíèþ íåò. Íî â ñëó÷àå íàëè÷èÿ ôåððîìàãíèòíûõ îáúåêòîâ â îðãàíèçìå (êàðäèîñòèìóëÿòîðû, êëèïñû íà ñîñóäàõ ìîçãà) ýòî èññëåäîâàíèå îïàñíî òåðìè÷åñêèì ýôôåêòîì è ïîýòîìó ïðîòèâîïîêàçàíî.

Ñïèñîê èñòî÷íèêîâ

ìàãíèòíûé òîìîãðàô ïîëå ðåçîíàíñíûé

1. Âåðåùàãèí Í.Â., Áîðèñåíêî Â.Â., Âëàñåíêî À.Ã. Ìîçãîâîå êðîâîîáðàùåíèå. Ñîâðåìåííûå ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ â êëèíè÷åñêîé íåâðîëîãèè Ì.: Èíòåð-Âåñû. 1993. Ñ. 87-143

2. Ãàëàéäèí Ï.À., Çàìÿòèí À.È., Èâàíîâ Â.À. Îñíîâû ìàãíèòîðåçîíàíñíîé òîìîãðàôèè. Ó÷åáíîå ïîñîáèå. — ÑÏá: ÑïáÃÈÒÌÎ (ÒÓ), 1998. — 24 ñ.

3. Êîíîâàëîâ À.Í., Êîðíèåíêî Â.Í., Ïðîíèí È.Í. Ìàãíèòíî-ðåçîíàíñíàÿ òîìîãðàôèÿ â íåéðîõèðóðãèè. — Ì.: Âèäàð, 1997. — 472 ñ.: èë.

4. Ìàðóñèíà Ì.ß., Êàçíà÷ååâà À.Î. Ñîâðåìåííûå âèäû òîìîãðàôèè. Ó÷åáíîå ïîñîáèå. — ÑÏá: ÑÏáÃÓ ÈÒÌÎ, 2006. — 132 ñ.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru