Реферат: Принципы томографии

Заметим, что поле, испытываемое зеленым атомом водорода, представляет собой синусоиду.

В исследуемом объекте из молекул, существует распределение частот вращения. На T₁ влияют только частоты, которые равны частоте Лармора. Так как частота Лармора пропорциональна B_o , то T₁ будет меняться как функция от напряженности магнитного поля. В общем, T₁ обратно пропорционально числу молекулярных движений с частотой Лармора.

Распределение частот вращения зависит от температуры и вязкости раствора. Поэтому T₁ будет изменяться как функция от температуры.

На частоте Лармора, обозначаемой _o , T₁ (280 K ) <T₁ (340 K). Изменения температуры человеческого тела недостаточны для того, чтобы оказать значимое влияние на T₁ . Плотность же значительно отличается у разных тканей и оказывает влияние на T₁ , как это показано на следующем графике зависимости молекулярных движений от плотности объекта исследования.

Флуктуирующие поля, которые возмущают энергетические уровни спиновых состояний, вызывают расфазировку поперечной намагниченности. Это можно увидеть на графике B_o , испытываемого красными атомами водорода на молекуле воды.

Число молекулярных движений с частотой меньшей или равной частоте Лармора, обратно пропорционально T₂ .

В общем, из-за уменьшения в случайных движениях молекул компонентов частот, влияющих на релаксацию, с увеличением B_o время релаксации растет.

Уравнения Блоха

Уравнениями Блоха является система сдвоенных дифференциальных уравнений, которая используется для описания поведения вектора намагниченности в любых условиях.

Правильное интегрирование, уравнения Блоха дает X', Y', и Z-составляющие намагниченности, как функции от времени.

Сбор данных

Во время процессов релаксации протоны излучают избыточную энергию, полученную от 90º РЧ импульса, в виде радиоволн. Для создания изображения необходимо собрать эти волны прежде, чем они исчезнут в пространстве.

Это можно осуществить с помощью приемной катушки . Приемная катушка может быть как передающей , так и только приемной.

?????????? ? ??????????? ?????? ???? ???????????????? ???????? ???????.

Приемная катушка должна быть помещена под определенными углами к главному магнитному полю (B₀ ). Неправильное расположение приведет к формированию изображения без сигнала. И вот почему: если мы откроем катушку, мы по существу ничего не увидим, кроме петли медного провода. При прохождении магнитного поля через петлю, в ней индуцируется ток. петлю, в ней индуцируется ток. B₀ - очень сильное магнитное поле; намного сильнее, чем РЧ сигнал, который мы хотим получить. Это означает, что про помещении катушки определенным образом, B₀ , проходя сквозь катушку, индуцирует огромный ток, а небольшой ток, вызванный РЧ волной, подавляется. На изображении мы увидим только много зерен (называемых шумом).

??????? ?? ?????? ?????????, ??? ???????? ??????? ??????????? ????? ???????, ??? B₀ ?? ???????? ?????? ???. ???????????? ?????? ????????? ??? ?????????? ??????????? ? ????????? ???????? ??????? ??? ??????????? ?????? ? B₀ ??? ???????? ?? ???????.

Расположение катушки под правильными углами к B₀ преследует цель получение сигналов только от тех процессов, которые происходят под определенными углами к B₀ . Это не что иное, как T2 релаксация. T2 релаксация – затухающий процесс, означающий высокую фазовую когерентность в начале процесса, но быстро уменьшающуюся до полного исчезновения когерентности в конце.

Следовательно, полученный сигнал в начале сильный, но быстро ослабевает за счет T2 релаксации.

?????? ?????????? ?????? ????????? ???????? (FID - Free Induction Decay). FID? ??????, ?????????? ? ?????????? ?????????? ????. ??? ???????? ?????????? ???? ???? T2 ?????????? ??????? ?? ???? ????????? (????????????????) ?????????????? ?????????? ???? ? ??????????? ??????, ????????? ??? T2* ???????. ?????????? ?????? ??????? ?????? T2. ??????????? ?????? ?????????? ????? ??????; ?? ? 40 ??????????? ?? ??????????? ????? ?? ????.

Вычисление и вывод на экран

Полученный сигнал поступает в компьютер и, через четверть секунды изображение появляется на экране. Рисунок иллюстрирует весь процесс графически.

Аппаратное обеспечение

МРТ сканеры очень разнообразны. Можно выбрать постоянный, резистивный, сверхпроводящий магнит, открытого или сквозного типа, с гелием или без него, с низкой или высокой напряженностью поля. Выбор магнита главным образом зависит от того, для чего планируется его использовать и сколько денег в распоряжении. Возможно использование высокопольных и низкопольных магнитов.

Первые МР-системы были низкопольными – их магниты имели силу поля 0,02-0,35 Тесла (Тл). Потом, стараясь получить более сильный сигнал, производители сделали крен в сторону высокопольных (1,0-1,5 Тл) систем. В первую половину 90-х годов ХХ века качество изображений более экономичных низко- и среднепольных систем удалось существенно улучшить и их доля в числе установленных приборов стала увеличиваться. Анализ развития МРТ показывает, что в западных странах МРТ достигала трети от числа установленных систем, а в России превышала 90%.

Однако, со второй половины 90-х годов ХХ века стало очевидным, что полный спектр возможностей МРТ (МР-ангиография, исследования сердца, быстрая томография, исследования скорости кровотока, спектроскопия) в наибольшей степени могут быть реализованы только на высокопольных системах. Поэтому, в западных странах большинство новых МР-систем вновь стали составлять томографы с высоким полем (более 90% рынка). В России также в последние годы было установлено значительное количество высокопольных МР-систем. Существенно, что растет популярность систем с полем в 3 Тл (более 10% от числа новых систем), хотя их преимущества в клинической практике перед системами в 1,5 Тл пока не доказаны. Достоинства 3-тесловых МРТ (более дорогих, чем модели с меньшим полем) при исследованиях органов тела (сердца, печени, почек и других органов) пока не очевидны.