- RAY
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ
МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ
ЛУЧЕВЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ
ИОНИЗИРУЮЩИЕ
•Рентгенологический метод
•Компьютерная томография (РКТ)
•Радионуклидный метод (сцинтиграфия, позитронно-эмиссионная томография)
НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ
•Ультразвуковое исследование (УЗИ)
•Магнитно-резонансная томография (МРТ)
МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ
Магнитно-резонансная томография (МРТ) – метод лучевой диагностики, основанный на использовании магнитного поля и радиоволн для получения послойных и объемных изображений органов и тканей, восстановленных математическими методами.
ЯДЕРНО-МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС
Метод основан на феномене ядерно-магнитного резонанса, который известен с 1946 г., когда Феликс Блох и Уильям Э. Перселл показали возможность существования этого явления. Суть его состоит в том, что ядра некоторых атомов, находясь в магнитном поле, под действием внешнего электромагнитного поля способны поглощать энергию, а затем испускать ее в виде радиосигнала.
ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
Не все ядра могут реагировать на магнитное поле – только те,
которые имеют нечетное число протонов или нейтронов
1H, 13C, 14N, 17O, 39K, 19F, 23Na, 31P
На практике используется только сигнал от ядер атомов водорода (протонов).
водород в большом количестве содержится в любом организме;
водород имеется в составе других молекул
70%
ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
Элементарные частицы обладают свойством вращения («спинирования») вокруг своей оси. Элементарные частицы, имеющие заряд, вращаясь, индуцируют вокруг себя магнитное поле.
В отсутствие внешнего магнитного поля «магнитные стрелки» (диполи) беспорядочно ориентированы в пространстве. Если поместить исследуемый объект, в нашем случае – пациента, в постоянное магнитное поле, в тоннель магнита томографа, то ориентация диполей упорядочится.
ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
При помещении вращающегося протона в магнитное поле возникает его дополнительное вращение (прецессирование) по круговой конической поверхности наподобие оси вращающегося волчка.
Частота прецессии протона (т.н. резонансная, или ларморовая частота) определяется величиной приложенного магнитного поля: в магнитном поле напряженностью 1 Тл резонансная частота протона равна 42,57 МГц. Именно на этой частоте при воздействии электромагнитного поля данной напряженности возникает явление ядерно-магнитного резонанса.
ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
На ядро, которое находится в прецессии в приложенном магнитном поле, действует дополнительное радиочастотное поле в виде импульса, который поворачивает протон на 90о или 180о. Когда радиочастотный импульс заканчивается, протон возвращается в исходное положение (релаксация протона), что сопровождается излучением порции энергии.
Каждый элемент объема исследуемого объекта (каждый воксель) за счет релаксации распределенных в нем протонов возбуждает электрический ток («МР-сигналы») в приемной катушке. Затем эти сигналы передаются в компьютер, где происходит их математическая обработка и построение изображения.
ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
Характер изображений, получаемых при МРТ, определяется 3 факторами:
Плотностью протонов (чем больше ядер водорода в объеме ткани, тем сильнее МР-сигнал);
Продолжительность продольной релаксации – Т1;
Продолжительность поперечной релаксации – Т2
Т1 (продольная, спин-решетчатая релаксация) – тип релаксации, при котором спины ядер начинают прецессировать на все меньшие углы и переходят из состояния горизонтальной или поперечной прецессии в вертикальную.
Т2 (поперечная, спин-спиновая релаксация) – тип релаксации, когда после воздействия радиочастотного сигнала происходит «расфазировка», т.е. ядра начинают прецессировать не в фазе друг с другом. Во время Т2- релаксации интенсивность МР-сигнала соответственно уменьшается.
ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
Магнитно-резонансная томография – метод, фундаментально отличный от других методов лучевой визуализации. В МРТ самым важным фактором в формировании изображения является скорость восстановления ядер после воздействия радиоволн (скорость релаксации).
УСТРОЙСТВО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО ТОМОГРАФА
1 - тоннель магнита; 2 - стол пациента; 3 - пульт управления столом; 4 - встроенные в стол радиочастотные катушки для исследования позвоночника; 5 - основные радиочастотные катушки для исследования головного мозга; 6 - наушники для связи с пациентом - блок аварийной сигнализации;- переговорное устройство;- систему видеонаблюдения за пациентом