ЯМР. Физически основи
 |
Предимства на MRI (магнитен резонанс)
- Безвредност (липса на рентгеново лъчение). Методът се основава на явлението ядрено-магнитен резонанс - регистриране на сигнали, излъчвани от протони в постоянно електромагнитно поле.
- Неинвазивност
- Няма усложнения при използването на контрастни вещества
- Не изисква предварителна подготовка на пациента за изследването
- Възможност за получаване на изображения във всякакви равнини, 3D реконструкции
MRI (магнитен резонанс) е метод за получаване на послоен образ на органи и тъкани на човешкото тяло с помощта на явлението ядрено-магнитен резонанс (ЯМР).
ЯМР е физическо явление, базирано на свойствата на определени атомни ядра (протони), поставени в електромагнитно поле под въздействието на радиочестотни импулси, да излъчват енергия под формата на сигнали, които се записват и преобразуват от мощна компютърна система.
Методът на магнитния ядрен резонанс позволява да се изследва човешкото тяло въз основа на насищането на телесните тъкани с водород и характеристиките на техните магнитни свойства, свързани с наличието на различни атоми и молекули в околната среда. Водородното ядро се състои от един протон, който има магнитен момент (спин) и променя своята пространствена ориентация в мощно магнитно поле, както и под въздействието на допълнителни полета, наречени градиентни и външниRF импулси, приложени при определена резонансна честота за протон в дадено магнитно поле. Въз основа на параметрите на протона (завъртанията) и тяхната векторна посока, която може да бъде само в две противоположни фази, както и тяхната привързаност към магнитния момент на протона, е възможно да се установи в кои тъкани се намира този или онзи водороден атом.
Ако протонът се постави във външно магнитно поле, тогава неговият магнитен момент ще бъде или сънасочен, или противоположен на магнитния момент на полето, а във втория случай неговата енергия ще бъде по-висока. Когато изследваната област е изложена на електромагнитно излъчване с определена честота, някои от протоните ще променят своя магнитен момент на противоположния и след това ще се върнат в първоначалното си положение. В този случай системата за събиране на данни на томографа регистрира освобождаването на енергия по време на „релаксацията“ или релаксацията на предварително възбудени протони.
Първите томографи имаха сила на магнитното поле от 0,005 тесла, но качеството на изображенията, получени с тях, беше лошо. Съвременните томографи имат мощни източници на силно магнитно поле. Като такива източници се използват както електромагнити (до 9,4 T), така и постоянни магнити (до 0,5 T). В същото време, тъй като полето трябва да е много силно, електромагнитите трябва да се охлаждат с течен хелий, а постоянните магнити са подходящи само за много мощни, неодимови. Магнитно-резонансният „отговор“ на тъканите в MR томографите с постоянни магнити е по-слаб, отколкото в електромагнитните, така че обхватът на постоянните магнити е ограничен. Постоянните магнити обаче могат да бъдат с така наречената „отворена” конфигурация, което позволява извършване на прегледи в движение, в изправено положение, както и достъп на лекарите до пациента по време на прегледа и провежданетоманипулации (диагностични, терапевтични) под контрола на ЯМР - т. нар. интервенционален ЯМР.
За да се определи местоположението на сигнала в пространството, в допълнение към постоянен магнит в MRI скенер, който може да бъде електромагнит или постоянен магнит, се използват градиентни намотки, които добавят градиентно магнитно смущение към общото равномерно магнитно поле. Това гарантира локализирането на сигнала от ядрено-магнитен резонанс и точната връзка между изследваната област и получените данни. Действието на градиента, което осигурява избора на среза, осигурява селективно възбуждане на протони точно в желаната област. Мощността и скоростта на действие на градиентните усилватели са сред най-важните показатели на магнитно-резонансния томограф. Скоростта, разделителната способност и съотношението сигнал/шум до голяма степен зависят от тях. Приложения за MRI (магнитен резонанс).
Магнитно-резонансната томография се използва за изследване на човешкото тяло от 70-те години на миналия век. Методът непрекъснато се усъвършенства и обхватът на приложението му се разширява. В момента магнитно-резонансната томография се използва за диагностика на заболявания на главния и гръбначния мозък, опорно-двигателния апарат, УНГ органи, сърдечно-съдовата система, коремни органи, урология, гинекология, ендокринология