МРТ. Физические основы

МРТ. Физические основы
МРТ (магнитно-резонансная томография) - единственный, в настоящее время, метод медицинской лучевой диагности с уникальными возможностями одновременного получения полного объема данных о пациенте, включая высокоточные сведения об анатомии, функции и метаболизме органов и тканей.
 



Достоинства метода МРТ (магнитно-резонасной томографии)
 
  • Безвредность (отсутствие рентгеновского излучения). Метод основан на явлении ядерно-магнитного резонанса -регистрации сигналов, излучающих протонами в постоянном электро-магнитном поле.
  • Неинвазивность
  • Отсутствие осложнений при использование контрастных препаратов
  • Не требует предварительной подготовки пациента к исследованию
  • Возможность получения изображений в любых плосткостях, 3D реконструкциях 
Физические основы магнитно-резонансной томографии

МРТ (магнитно-резонансная томография) - метод получения послойного изображения органов и тканей организма человека с помощью феномена ядерно-магнитного резонанса (ЯМР).

ЯМР - это физичесое явление, основанное на свойствах некоторых атомных ядер (протонов), помещенных в эллектро-магнитное поле под воздействием радиочастотных имульсов излучать энергию в виде сигналов, которые регистрируются и преобразуются мощной компьютерной системой.

Метод магнитно-ядерного резонанса позволяет изучать организм человека на основе насыщенности тканей организма водородом и особенностей их магнитных свойств, связанных с нахождением в окружении разных атомов и молекул. Ядро водорода состоит из одного протона, который имеет магнитный момент (спин) и меняет свою пространственную ориентацию в мощном магнитном поле, а также при воздействии дополнительных полей, называемых градиентными, и внешних радиочастотных импульсов, подаваемых на специфической для протона при данном магнитном поле резонансной частоте. На основе параметров протона (спинов) и их векторном направлении, которые могут находится только в двух противоположных фазах, а также их привязанности к магнитному моменту протона можно установить, в каких именно тканях находится тот или иной атом водорода.

Если поместить протон во внешнее магнитное поле, то его магнитный момент будет либо сонаправлен, либо противоположно направлен магнитному моменту поля, причём во втором случае его энергия будет выше. При воздействии на исследуемую область электромагнитным излучением определённой частоты, часть протонов поменяют свой магнитный момент на противоположный, а потом вернутся в исходное положение. При этом системой сбора данных томографа регистрируется выделение энергии во время «расслабления», или релаксации предварительно возбужденных протонов.

Первые томографы имели напряженность магнитного поля 0,005 Тесла, однако качество изображений, полученных на них было низким. Современные томографы имеют мощные источники сильного магнитного поля. В качестве таких источников применяются как электромагниты (до 9,4 T), так и постоянные магниты (до 0,5 T). При этом, так как поле должно быть весьма сильным, электромагниты приходится остужать жидким гелием, а постоянные магниты пригодны только очень мощные, неодимовые. Магнитно-резонансный «отклик» тканей в МР-томографах на постоянных магнитах слабее, чем у электромагнитных, поэтому область применения постоянных магнитов ограничена. Однако, постоянные магниты могут быть так называемой «открытой» конфигурации, что позволяет проводить исследования в движении, в положении стоя, а также осуществлять доступ врачей к пациенту во время исследования и проведение манипуляций (диагностических, лечебных) под контролем МРТ — так называемая интервенционная МРТ.

Для определения расположения сигнала в пространстве, помимо постоянного магнита в МР-томографе, которым может быть электромагнит, либо постоянный магнит, используются градиентные катушки, добавляющие к общему однородному магнитному полю градиентное магнитное возмущение. Это обеспечивает локализацию сигнала ядерного магнитного резонанса и точное соотношение исследуемой области и полученных данных. Действие градиента, обеспечивающего выбор среза, обеспечивает селективное возбуждение протонов именно в нужной области. Мощность и скорость действия градиентных усилителей относится к одним из наиболее важных показателей магнитно-резонансного томографа. От них во многом зависит быстродействие, разрешающая способность и соотношение сигнал/шум.
Области применения МРТ (магнитно-резонасной томографии)

Для исследования человеческого организма магнитно-резонансную томографию стали использовать с 70-х годов. Метод постоянно совершенствуется и сферы его применения расширяются. В настоящее время магнитно-резонансная томография применяется для диагностики заболеваний головного и спинного мозга, опорно-двигательного апарата, лор-органов, сердечно-сосудистой системы, органов брюшной полости, урологии, гинекологии, эндокринологии
 

Статьи по теме: МРТ

 

Получить консультацию Специалиста

Еще в разделе ДИАГНОСТИКА

 


Магнитно-резонансная томография (МРТ) - история, метод, противопоказания

 

Банер

Карта