Студопедия — ЯМР-томографія
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ЯМР-томографія






В основі ядерно-магніто-резонансної томографії (ЯМР-томографії) лежить явище ядерного магнітного резонансу (ЯМР), яке було описане в розділі 9. Як виявляється, систе­ма протонів ядра, які знаходяться у зовнішному магнітному полі з індукцією В, може резонансно поглинати енергію високочастотного електромагнітного поля з частотою np, що лежить в радіодіапазоні (частіше за все в НВЧ-діапазоні).

За умовою резонансу (9.26) резонансна частота np прямопропорційна індукції В магнітного поля і може змінюватися в досить широких межах. Це явище дає дуже цінну інформацію відносно просторового розподілу ядер в певному об’ємі, що знаходиться у магнітному полі.

На мал. 10.21 наведена блок-схема магнітно-резо­нансного томографа.

Мал. 10.21. Блок-схема ЯМР-томографа: 1 – досліджуваний об’єкт, 2 – котушка (соленоїд), 3 – магніт, 4 – імпульсний генератор,
5 – радіочастотний передавач, 6 – приймач, 7 – комп’ютер.

Спрощений принцип роботи ЯМР-томографа можна пояснити так: на біооб’єкт (1), вміщений в котушку (2) і в магнітне поле (3), діють імпульсами від генератора (4). Ці імпульси через радіочастотний передавач(5) діють на біооб’єкт, в якому внаслідок явища магнітного резонансу протони відгукуються відповідним сигналом, поглинаючи енергію радіочастотного електромагнітного поля. Цей сигнал протонного магнітного резонансу (ПМР), який є частинним випадком ЯМР, вимірюється приймачем (6) і подається на комп’ютер (7), який обробляє сигнал і одно­часно визначає режим роботи генератора радіо­імпульсів (4).

Важливими задачами, пов’язаними з практичною реалізацією метода ЯМР-томографії є 1) створення необхід­ної конфігурації магнітного поля, 2) відновлення (візуалі­зація) зображення досліджуваного біооб’єкта.

Для розв’язку першої задачі досліджуваний об’єкт вміщується в магнітне поле, індукція якого лінійно змінюється в якомусь (одному, двох, а частіше за все – в трьох взаємо перпендикулярних напрямках. В такому випадку говорять про лінійний градієнт магнітного поля, для якого зміна індукції В з координатою х відбувається за законом

В (х) = В 0 + ах, (10.43)

де а = – стала величина, яка й характеризує градієнт магнітного поля, В 0 – певне значення індукції, що досягається всередині досліджуваного об’єму (мал. 10.22). Вертикальні лінії умовно зображують витки котушки, через яку пропускається струм, що створює магнітне поле.

Рис 10.22. Конфігурація магнітного поля в методі ЯМР-томографії.

Як відомо (див. розділ 4), добуток сили струму І на кількість витків n, що припадають на одиницю довжини котушки, визначає індукцію В на осі такого соленоїда
(В ~ І× n). Зрозуміло, що можна накрутити металевий дріт таким чином, щоб кількість витків n і, відповідно, індукція B змінювалися лінійно вздовж осі х, забезпечуючи тим самим виконання залежності (10.43). Оскільки магнітне поле змінюється в напрямку х, то на підставі умови резонансу (9.26) буде в цьому напрямку змінюватися і резонансна частота np. Далі, враховуючи той факт, що площа під кривою поглинання в спектрі ПМР визначає кількість протонів, що входять до складу ядер певних хімічних елементів, можна отримати просторовий розподіл густини протонів (тобто атомних ядер) вздовж осі х. В такий спосіб отримується одновимірна проекція біооб’єкта.

Розв’язання другої задачі – відновлення об’ємного зобра­ження – стало можливим завдяки роботам П. Лаутер­бурга та інших вчених, які використали для цього так званий метод відновлення за проекціями. Суть цього методу полягає в отриманні багатьох одновимірних проекцій досліджуваного об’єкта. Це досягається зміною напрямку градієнта індукції магнітного поля за рахунок зміни сили струму в трьох взаємо перпендикулярних котушках (соле­но­їдах). На відміну від рентгенівської томографії такий метод дозволяє виключити механічні переміщення дослід­жу­ваного біооб’єкта або апаратурних частин томографа.

Ще одна особливість метода комп’ютерної томографії полягає у можливості отримання інформації (зображень) від тонких шарів тривимірного біооб’єкта. В методі ЯМР-томо­графії це досягається двома способами:

1) за рахунок використання спеціальної математичної обробки зображень (зокрема, так званого перетворення Родона і тривимірних Фур’є-перетворень).

2) за рахунок вибіркового (селективного) збудження тонкого шару біооб’єкта.

Слід зазначити, що на сигнал (точніше кажучи, на співвідношення сигнал-шум) в ЯМР-томограмах впливає не тільки густина протонів, але й ціла низка внутрішніх та зовнішніх факторів (температура, склад тканин, діамагнітні, парамагнітні та феромагнітні домішки, параметри апарату­ри, специфічні особливості комп’ютерних програм тощо). Змінюючи ці фактори (наприклад, параметри послідовності радіочастотних імпульсів), можна досягти суттєвого покра­щення контрасту зображення в методі ЯМР-томографії. Цей метод знаходить все ширше застосування в медицині завдя­ки таким його перевагам, як відсутність дозових наванта­жень (порівняно з рентгенівськими томографами) та можли­вість отримання контрастних зображень з метою ефектив­ності діагностики різних патологій.







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 637. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...

Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Понятие метода в психологии. Классификация методов психологии и их характеристика Метод – это путь, способ познания, посредством которого познается предмет науки (С...

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ ДЛЯ ИНЪЕКЦИЙ К лекарственным формам для инъекций относятся водные, спиртовые и масляные растворы, суспензии, эмульсии, ново­галеновые препараты, жидкие органопрепараты и жидкие экс­тракты, а также порошки и таблетки для имплантации...

Тема 5. Организационная структура управления гостиницей 1. Виды организационно – управленческих структур. 2. Организационно – управленческая структура современного ТГК...

Различия в философии античности, средневековья и Возрождения ♦Венцом античной философии было: Единое Благо, Мировой Ум, Мировая Душа, Космос...

Характерные черты немецкой классической философии 1. Особое понимание роли философии в истории человечества, в развитии мировой культуры. Классические немецкие философы полагали, что философия призвана быть критической совестью культуры, «душой» культуры. 2. Исследовались не только человеческая...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия