ЯМР-томографія

З усіх видів комп'ютерних томографів найбільш перспективною є система, де використовується явище ядерного магнітного резонансу. Ця система дає змогу одержати зображення будь-яких перерізів людською організму.

Дня розуміння принципу дії томографа ще раз коротко пригадаємо суть самого явища ЯМР.

Ядра фосфору, фтору, водню та інших елементів, що містяться в організмі людини, подібні до "дзиги", яка обертається навколо своєї осі помістити а постійне магнітне поле, то осі "дзиг" орієнтуються в напрямі ліній індукції поля; одні вздовж поля, інші - проти нього. Якщо перпендикулярно прикласти змінний високо частотний сигнал (радіохвилі), то "ядерні дзиґи" отримують енергію і обертаються навколо силових ліній магнітного поля на чітко визначеній резонансній частоті (звідси і назва — ядерний магнітний резонанс).

У певний момент вимикаємо струм, який створював радіовипро­мінювання, і дія його на ядра припиняється. Однак ядра за інерцією ще деякий час продовжують прецесію. Поступово цей рух послаблюється, але весь час кажуть, що "звучить" спінове ехо. За значенням та швидкістю його спаду можна судити про властивості речовини: чим більша густина, тим швидше затухає ехо.

Нехай об'єкт знаходиться у магнітному полі певної форми та індукції. Розгойдавши "ядерні дзиги", будемо реєструвати їх спінове ехо. Обробивши на ЕОМ результати вимірювань, отримаємо просторовий розподіл концентрації ядер. А також час, протягом якого заспокоюється спінове ехо—ЯМР- томограму.

Вода — основна складова частина біологічних об'єктів, тому досліджуваним сигналом під час ЯМР-томографії є сигнал протонного магнітного резонансу молекул води.

Частота ЯМР пропорційна індукції зовнішнього магнітного поля і тому, створюючи градієнт магнітного і поля у тканині, одержуємо спектр ЯМР, в якому інтенсивність сигналу за певної частоти буде характеризувати відносний вміст води у тій частині тканини, яка знаходиться в області певного значення магнітного поля.

Досліджуваний біологічний об'єкт розглядають із різних сторін у магнітному полі. За одержаними проекціями, використовуючи комп'ютер, отримують зображення. У різних частинах зразка буде різна амплітуда ЯМР-сигналу, і це дає змогу досліджувати кожну точку біологічного об'єкта. Таким способом можна виявити розмір та положення пухлин в організмі. Тканинам пухлин властива більша намагніченість, тому сигнал ЯМР води пухлини насичується легше, ніж сигнал нормальної тканини. Такий метод дослідження можна використовувати для одержання зображень органів усередині грудної клітки або певних ділянок в області черепа. Окрім дослідження протонного резонансу, у біологічних дослідженнях використовують спектроскопію ЯМР на інших ядрах ¹³С, ³¹Р тощо.

Якщо ЯМР-томограф встановити на певну частоту радіовипромінювання та індукцію поля, то відреагують ядра певного типу атомів, наприклад, водню, фосфору. Можна дослідити і ядра інших елементів. Таким чином, ЯМР-томографія дає можливість досліджувати тонкі хімічні процеси в біотканинах людини. ЯМР- томографія має не лише великі діагностичні можливості, але й гарантує повну безпеку для пацієнта. Це метод візуалізації та точних вимірювань внутрішніх структур складних об'єктів без їх руйнування.

Дата добавления: 2015-07-10