Как работает томограф

Тело состоит в основном из молекул воды. Каждая молекула воды состоит из двух ядер водорода или протонов. Когда человек находится внутри мощного магнитного поля сканера, магнитные моменты некоторых из этих протонов изменяются и выравниваются по направлению прилагаемого поля. В томографе включается на небольшой промежуток времени радиочастотный генератор, создавая электромагнитное поле. Энергия фотонов этого поля, известная как резонансная частота, достаточная чтобы повернуть спины протонов в теле. По мере нарастания интенсивности и длительности поля увеличивается количество повернувшихся спинов. После выключения поля, спины протонов возвращаются в первоначальное состояние, а разница в энергии между двумя состояниями высвобождается в виде фотона. Именно эти производящие электромагнитные сигналы фотоны обнаруживает сканер в томографе. Количество резонировавших протонов зависит от силы магнитного поля.

Связь между напряженностью приложенного поля и частотой позволяет использовать томограф ядерно-магнитного резонанса для работы с изображениями внутренних тканей человека. Для изменения позиции томографического среза внутри пациента применяются дополнительные магнитные поля, применяемые в ходе работы томографа. Информация о позиции может быть получена из результирующего сигнала с помощью преобразования Фурье. Эти поля создаются путем пропускания электрического тока через специальные соленоиды, известные как градиентные катушки. Поскольку эти катушки находятся внутри туннеля сканера, существуют большие силы взаимодействия между ними и основным полем, создавая большую часть шума во время работы. Если не ослаблять этот шум, он может доходить до 130 децибел (дБ) при сильных полях.

Изображение может быть построено, поскольку протоны в различных тканях возвращаются в свои равновесные состояния с различной скоростью, которая и является той разницей, которая может быть обнаружена и использована для построения изображения. Пять различных параметров – плотность спина, времена T1 и T2 релаксации, поток и спектральные сдвиги также используются для построения изображения. При изменении параметров сканера, этот эффект используется для создания контраста между различными типами тканей тела или между другими свойствами, как и в обычных, так и диффузионных магнитно-резонансных томографах.

Контрастные вещества могут быть введены внутривенно, чтобы улучшить визуализацию кровеносных сосудов, опухоли или воспаления. Контрастные агенты также могут быть непосредственно введены в сустав в случае артрограмм, при томографиисуставов. В отличие от КТ, МРТ не использует ионизирующего излучения и, как правило, очень безопасная процедура. Тем не менее сильные магнитные поля и радиоимпульсы может повлиять на металлические имплантаты, в том числе кохлеарных имплантатов и кардиостимуляторов. В случае кохлеарных имплантатов, США FDA одобрило некоторые имплантаты для совместимости МРТ. В случае кардиостимуляторов результаты могут иногда привести к летальному исходу; так пациентам с такими имплантатами, как правило, МРТ противопоказана.

МРТ используется для исследования любых частей тела и особенно эффективна для тканей с высоким содержанием ядерводорода и малым контрастом плотности, таких как мозг, мышцы, соединительная ткань и большинство опухолей.

Дата добавления: 2015-07-26