Principiile imagistica prin rezonanta magnetica

Medical University Bashkiră Stat

Departamentul de Neurologie cu cursuri de Neurochirurgie si genetica medicala

Fenomenul RMN a fost descoperit relativ recent, în 1946, odată cu deschiderea care F. Bloch și E. Purcell câștigat Premiul Nobel. Cu toate acestea, metoda RMN sa mutat dincolo de studii de laborator recent - la începutul anilor '80 și până în prezent dezvoltarea tehnologiei de măsurare a calculatorului și și apariția unor noi tehnologii pentru crearea de câmpuri magnetice omogene a pus-o pe picior de egalitate cu metodele de CT și, în unele cazuri, au adus în primul rând.

Faptul că, în contrast CT țesutului asociat cu un singur parametru care caracterizează fiecare țesut. - densitatea cu raze X, sau cum se spune „densitatea de electroni“ a materiei, adică, capacitatea de a absorbi chiriile strat de substanță. radiații. Putem spune că CT reflecta ca structura de suprafață de atomi. Se pare mai luminos decât materialul de pe CT scanare, deci este mai dens.

RMN-ul se bazeaza pe nucleele undelor radio reemitted hidrogen (protoni) conținute în țesuturile organismului, imediat după ce a primit energia de la semnalul de radiofrecvență, care este pacientul iradiat. Astfel, spre deosebire de tesut este reprezentativ, substanța structurilor nucleare „internă“, și depinde de mai mulți factori, cum ar fi structura substanței, interacțiunea dintre moleculele, mișcarea moleculară (difuzie, fluxul sanguin), ceea ce face posibilă nu numai să se diferențieze imaginea țesuturilor patologice și sănătoase sau oferă posibilitatea de a observa reflectarea activităților funcționale ale structurilor individuale. Luând forma iradiind semnal de undă radio sau secvență de impulsuri, este posibil să se izoleze impactul asupra contrastului de țesut al oricărui parametru, iar aceeasi tesatura pe un RMN poate stinge lumina, iar pe de altă parte - întuneric.

Investigarea imagistica MR și un aparat de imagistica MR

În primul rând, pacientul este plasat în interiorul unui magnet mare, în cazul în care există o constantă (statică) câmp magnetic destul de puternic orientate în majoritatea vehiculelor de-a lungul corpului pacientului. Sub influența acestui câmp este hidrogen nucleele atomice din corpul pacientului, care sunt mici magneți, fiecare cu domeniul său slab magnetic orientat într-un anume fel în raport cu câmp magnetic puternic. Adăugarea unui câmp magnetic alternativ slab la câmpul magnetic static, alege zona, este necesar să se obțină o imagine ..

Pacientul este apoi iradiat cu unde radio, undele radio se va adapta frecvența, astfel încât protonii în care pacientul ar putea absorbi o parte din energia undelor radio și de a schimba orientarea câmpurilor lor magnetice în raport cu direcția câmpului magnetic static. Imediat după terminarea expunerii pacientului la protoni unde radio va reveni la starea lor inițială, care emite energia primită, iar acest lucru re-radiații va duce la apariția unui curent electric în bobinele de recepție ale Imager.

Semnalele MR înregistrate sunt curenți, k. calculator mapate și folosit pentru a construi (reconstrucție) a IRM.

În consecință, etapa a studiului a principalelor componente ale oricărui scaner MR sunt:

magnet. crearea unui câmp magnetic extern permanent (static), așa-numita, care este plasat în pacient

bobine de gradient. crearea unui câmp magnetic alternativ slab în partea centrală a magnetului principal, numit gradientul, care vă permite să selectați zona corpului pacientului de cercetare

bobina RF - transmiterea utilizat pentru a genera excitații în corpul pacientului, și receptor - pentru porțiuni excitat de răspuns de înregistrare

calculator. care controlează operarea gradientului și radio bobinele de frecvență, înregistrează semnalele măsurate, le procesează, scrie în memoria sa și folosește pentru reconstrucție IRM.

Fiecare câmp este caracterizat prin câmp de inducție M M, care este desemnat B. Unitatea este 1 T (tesla).

În RMN-ul, în funcție de mărimea câmpului magnetic constant sunt mai multe tipuri de scanere

câmp Ultraweak cu 0,01 T - 0,1 T

0.1 cu un câmp slab - 0,5Tl

cu un câmp mediu de 0.5-1.0 T.

cu un câmp puternic 1.0-2.0 T.

cu un superputernici câmp> 2.0 T.

bază fizică a RMN

Fenomenul RMN asociat cu comportamentul în câmpul magnetic al momentelor magnetice ale nucleelor. Atomul de bază este format din protoni și neutroni. Toate particulele sunt în mod constant filare în jurul axei sale și, prin urmare, au un impuls unghiular intrinsec - de spin s. În același timp, propria sa sarcină pozitivă a protonului se rotește cu ea și creează legea inducției electromagnetice a câmpului magnetic intrinsec. Astfel de protoni câmp magnetic propriu similar cu domeniul de un magnet permanent și este un dipol magnetic cu polii nord și sud. Atunci când un pacient este plasat în interiorul aparatului de câmp înalt IRM magnetic, toate magneți mici corp protic se desfășoară în direcția câmpului extern. În plus, axa magnetică a fiecărui proton începe să se rotească în jurul direcția câmpului magnetic extern. Această rotație specifică se numește precesiune și frecvența sa - frecvența de rezonanță sau frecvența Larmor. L. frecventa proporțională cu câmpul magnetic extern și este pentru nucleele atomului de hidrogen 42,58 MHz / T.

Cele mai multe dintre momentele magnetice ale protonilor preceseze în direcția „Nordului“, adică într-o direcție paralelă cu câmpul magnetic extern. Ele sunt numite „protoni paralele.“ Restul momentelor porții mai mici de protoni M precesses momentele M în direcția „sud“, adică aproape antiparalel mag extern. câmp este „protoni antiparalele.“ Ca rezultat, în țesuturile pacientului creează un moment magnetic total: țesături sunt magnetizate și magnetismul (M) este orientat exact paralel cu câmpul magnetic extern B 0. Valoarea M este determinată de un exces de protoni paralel, care este proporțională cu puterea câmpului extern M, dar este întotdeauna extrem de mic. M este de asemenea proporțională cu numărul de protoni într-o unitate de volum a țesutului, adică, densitatea de protoni. Un număr foarte mare (aproximativ 10 22 ml de apă), conținută în majoritatea țesuturilor protonilor determină faptul că momentul magnetic net este suficient de mare pentru a induce curent electric situate în afara bobinei receptoare pacient. Aceste induse „semnale MR“ sunt folosite pentru reconstrucția imaginilor MR.

Orice câmp magnetic poate induce un curent electric în bobina, dar o condiție prealabilă pentru acest lucru este variația intensității câmpului. La trecerea prin corpul pacientului de-a lungul pulsul domeniul undelor radio axa y scurt EM frecvență radio M determină momentele de protoni M să se rotească în sensul acelor de ceasornic în jurul axei. Pentru ca aceasta să se întâmple, este necesar ca frecvența undelor radio este egală cu frecvența Larmor de protoni. Acest fenomen se numește rezonanță magnetică nucleară. Sub rezonanta realiza oscilații sincron, și în acest context, înseamnă că pentru a schimba orientarea momentelor magnetice de protoni și protoni câmp M trebuie să rezoneze unde radio, adică, au aceeași frecvență.

După transmiterea vectorului tesatura puls magnetizare 90 grade (M) induce semnal de curent electric (IR) în bobina receptoare. Bobina de primire este localizat în afara regiunii anatomice studiate, pacientul orientat într-o direcție perpendiculară pe B0. Când M este rotit în planul x-y. induce un curent în bobina E, iar acest curent este denumit semnal de MR. Aceste semnale sunt folosite pentru reconstrucția imaginilor MR de felii. Astfel, țesături cu vectori magnetice mari vor induce semnale puternice si arata luminoase în imagine, și țesutul cu vectori magnetice mici - semnale slabe si imaginea va fi mai întunecată.

Imagini Contrast: densitate de protoni, T1 și T2 ponderate

Contrastul in imaginile MR determinate de diferențele în proprietățile magnetice ale țesutului, sau mai exact diferențele în vectorii magnetici se rotesc în planul xy și curenții inducând în bobina receptoare. Vectorul magnetic țesutului determinat în primul rând de densitatea de protoni. Regiunea anatomică cu o cantitate mică de protoni, de exemplu aer induce întotdeauna un MR semnal foarte slab, și, astfel, sunt întotdeauna reprezentate în întuneric imagine. Apa si alte lichide, pe de altă parte, ar trebui să fie luminos pe imaginea MR ca având o densitate foarte mare de protoni. Cu toate acestea, nu este. În funcție de fluidul imaginii metoda poate oferi imagini atât luminoase și întunecate. Motivul pentru aceasta este faptul că contrastul imaginii este determinată nu numai de densitatea de protoni. Un rol jucat de un cuplu de alte opțiuni; cele două cele mai importante dintre ele - T1 și T2.

Contraindicații și potențiale pericole.

Până în prezent, nici dovedit efecte nocive utilizate în câmpuri magnetice permanente sau alternative RMN. Cu toate acestea, orice obiect feromagnetic este expus unor forțe magnetice puternice, precum și localizarea oricărui obiect feromagnetic într-un loc în care mișcarea sa poate fi periculos pentru pacient, este o contraindicație absolută pentru utilizarea IRM. Cele mai importante și periculoase obiecte sunt clipuri vasculare intracraniene feromagnetice și corpurile străine feromagnetice intraoculare. Cele mai importante și periculoase obiecte sunt clipuri vasculare intracraniene feromagnetice și corpurile străine feromagnetice intraoculare. Cel mai mare risc potențial asociat cu aceste obiecte - sângerări abundente. Prezența unui stimulator cardiac este un protivopakaz absolut. MR. Funcționarea acestor dispozitive pot afecta câmpul magnetic, și în plus electrozii lor pot fi induși curenti electrici pentru a încălzi endocardului.