Магнитно-резонансный метод исследования
История создания магнитно-резонансной интроскопии. Анализ электромагнитных сигналов релаксирующих протонов. Резонансное возбуждение и поглощение энергии. Исследование структуры вещества с помощью рентгеноструктурного анализа, спектроскопии и микроскопии.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 26.01.2011 |
Размер файла | 24,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ
Введение
Завершенный ХХ век ознаменован широким внедрением в медицинскую практику достижений научно-технического прогресса: уже в начале века были разработаны рентгенологические и кардиографические методы исследования, затем - фонокардиография, спирография, бронхоскопия. Подлинную революцию в диагностическом процессе совершили в последние десятилетия ультразвуковые, ядерно-магнитно-резонансные методы, которые позволили заглянуть внутрь функционирующего органа, увидеть работающие клапаны сердца, услышать и оценить звуки, возникающие при движении крови и пр.
Использование компьютера для оценки полученных данных открыло новые возможности инструментальных методов исследований - компьютерная томография позволяет увидеть внутренние органы пациента, опухоли, измерить их величину, получить представления о структуре и т.д. Достижения современной медицины во многом обусловлены бурным развитием естественных наук за прошедшие 100-150 лет.
Конец 19 - начало 20 в. обычно характеризуется как период революции в естествознании. Первый ее этап был связан с величайшими открытиями в области физики. В 1895 г. немецкий физик В. Рентген открыл рентгеновское излучение, обладающее свойством проникать через различные материалы, в том числе и через мягкие ткани человеческого тела. Теория и практика использования рентгеновского излучения для исследования организмов человека и животных составили предмет самостоятельной медицинской дисциплины -- рентгенологии. Рентгеновское излучение нашло широкое применение в медицине для распознавания различных травм и заболеваний человека, а также в качестве лечебного метода. Позднее (уже во второй половине 20 в.), на основе успехов рентгенологии, в сочетании с достижениями в области вычислительной техники, был разработан чрезвычайно прогрессивный метод диагностики -- компьютерная томография. На базе рентгеновского излучения были разработаны методы исследования структуры вещества с помощью рентгеноструктурного анализа, рентгеновской спектроскопии, рентгеновской микроскопии, что позволило раскрыть многие тайны природы.
Другое крупнейшее открытие в области физики было сделано в 1896 г., когда французский физик А. Беккерель обнаружил явление радиоактивности. Работами М. Склодовской-Кюри и П. Кюри, а также исследованиями английского физика Э. Резерфорда было установлено наличие двух видов излучения (альфа- и бетта- излучения) и выявлена их природа. Открытие и изучение радиоактивности оказали большое влияние на развитие биологии и медицины. Сформировались радиобиология -- наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы; медицинская радиология, изучающая возможности использования ионизирующего излучения для диагностики и лечения ряда заболеваний. Первой крупной монографией, посвященной этим дисциплинам, стала книга русского ученого Е. С. Лондона «Радий в биологии и медицине» (1911).
Второй этап революции в естествознании начался с середины 20-х гг. в связи с созданием квантовой механики, теории относительности и квантово-релятивистской концепции английского физика П. Дирака. Была выявлена новая, отличная от механистической, форма причинной обусловленности в микромире. В середине 20-х гг. прошлого века было открыто мутагенное действие ионизирующих излучений, что способствовало дальнейшему развитию радиобиологии и положило начало новой научной дисциплине -- радиационной генетике. В конце 20-х гг. возникло представление о наличии в живой клетке особого чувствительного объекта -- мишени, попадая в которую, ионизирующие частицы приводят к гибели клетки.
В 70--80-е гг. прошлого века в клиническую практику стали внедряться новые способы лучевой диагностики -- компьютерная томография, динамическая радионуклидная сцинтиграфия, термография, ультразвуковое исследование, ядерно-магнитно-резонансная интроскопия, эмиссионная компьютерная томография. Эти способы основаны на применении различных по природе излучений, в т. ч. ультразвуковой частоты и длинноволновых электромагнитных, лежащих в инфракрасном (термография) и радиочастотном (ядерно-магнитно-резонансная интроскопия) диапазонах. Применение ЭВМ позволило создать способ дигитальной (вычислительной, числовой) радиографии, используемый преимущественно при ангиографии. Начата разработка нового способа исследования химического состава тканей и органов (щитовидной железы и др.) -- рентгенофлюоресцентного анализа.
Третий этап революции в естествознании связан с развитием ядерной физики и применением во всех отраслях учения о природе понятий и методов, созданных при изучении атома и атомного ядра. В 1934 г. Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность. К концу 30-х гг. прошлого века физика вплотную подошла к решению проблемы получения энергии за счет деления ядер урана. В 1938 г. немецкие ученые О. Ган и Ф. Штрассман обнаружили эффект деления атомного ядра при его бомбардировке нейтронами. В 1942 г. итальянский физик Э. Ферми, работавший в США, впервые экспериментально осуществил ядерную цепную реакцию. Огромным достижением науки и техники явилось создание ядерных реакторов, в которых осуществляется управляемая ядерная цепная реакция, сопровождающаяся выделением энергии. Первый атомный реактор построен в 1942 г. в США под руководством Э. Ферми. В Европе первый ядерный реактор был сооружен в 1946 г. в Москве под руководством И. В. Курчатова. В 1954 г. в СССР вступила в строй первая в мире атомная электростанция. Развитие ядерной физики, техники и энергетики, а также проблема защиты окружающей среды от радиоактивного загрязнения вследствие непрекращающихся испытаний ядерного оружия и аварий, происходящих на атомных электростанциях, способствовали появлению новых научных направлений и разделов радиобиологии и медицины. Резко возросла актуальность распознавания и терапии лучевого поражения, изыскания различных средств защиты от ионизирующих излучений. Возникла новая научная дисциплина - радиационная гигиена.
Огромную роль в научно-технической революции, серьезно изменившей лицо медицины во второй половине 20 века, сыграла электроника. Ее развитие привело к созданию многочисленных методов исследования функций человеческого организма, что в ряде случаев позволило принципиально по-новому интерпретировать давно известные факты. Так, появились методы измерения и регистрации степени насыщения крови кислородом (оксиметрия и оксиграфия), деятельности сердца (динамокардиография, баллистокардиография), биоэлектрических потенциалов в клетке (микроэлектродная техника) и др. В связи с разработкой методов рентгеноэлектрокимографии, эдектрорентгенографии, рентгенотелевидения, рентгенокинематографии значительно расширились возможности рентгенологии. Радиотелеметрия, созданная в 50-х гг. прошлого столетия на основе достижений радиоэлектроники, позволила начать изучение процессов, происходящих в полостях тела, например, в пищеварительном тракте, с помощью радиозондов, а также вести регулярные наблюдения с Земли за сердечной деятельностью, дыханием, кровяным давлением и другими функциями космонавтов в процессе космического полета.
В 1931 г. немецкие ученые М. Кнолль и Э. Руска создали электронный микроскоп, обладающий огромной, по сравнению с обычным микроскопом, разрешающей способностью и позволяющий визуально изучать вирусы, бактериофаги и получать увеличенные в сотни тысяч раз изображения мельчайших объектов.
Революция в естествознании органически слилась с революцией в технике. Научно-техническая революция (НТР) превратила науку в ведущий фактор развития общественного производства, в непосредственную производительную силу. Она вызвала крупные изменения в структуре и содержании научно-технической деятельности, во взаимодействии науки и общества, в динамике экономических и социальных процессов, привела к резкому ускорению научно-технического прогресса.
Научная революция вызвала значительные изменения в традиционной структуре наук и создала предпосылки для появления новых организационных форм исследовательской работы. Углубился процесс дифференциации науки, и вместе с тем в ней усилились интеграционные процессы и взаимопроникновение отдельных отраслей. Новые аспекты исследования биологических явлений создали условия для возникновения и развития научных дисциплин и более узких специальностей на стыке физики, химии и биологии (биохимия, биофизика, радиационная биология, радиационная гигиена, космическая биология и медицина, молекулярная биология и др.). В биологических и медицинских исследованиях все шире используются методы прикладной математики, физики, химии; постоянно возрастает их техническая оснащенность.
Начиная с 20-х гг. прошлого века широкое применение в физиологии и медицине получила электронно-лучевая осциллография, способная визуально воспроизводить быстрые биоэлектрические колебания. С помощью этого метода американские ученые Г. Гассер, Дж. Эрлангер и др. впервые описали электрические потенциалы, возникающие при возбуждении периферических нервов. В 1939 г. английские физиологи А. Ходжкин и А. Хаксли, исследуя физико-химические изменения при передаче нервного импульса, с помощью введенных внутрь клетки электродов, впервые измерили величину потенциала клетки, находящейся в состоянии полного покоя. В 50--60-е гг. теоретически и экспериментально доказали, что возникновение биопотенциалов связано с избирательной проницаемостью клеточной мембраны для различных ионов.
Новое направление в изучении физико-химических основ жизненных процессов связано с созданием шведским химиком С. Аррениусом теории электролитической диссоциации и фундаментальными исследованиями в области растворов немецкого ученого В. Оствальда и голландского химика Я. Вант-Гоффа. Ими была показана возможность возникновения значительной разности потенциалов по обе стороны полупроницаемой мембраны, в том числе и биологической, если поместить ее на пути диффундирующей электролита. На этой основе В. Оствальд и немецкий физиолог Ю. Бернштейн разработали мембранную теорию возникновения биопотенциалов, исходящую из избирательной проницаемости клеточной мембраны для ионов противоположных зарядов. Немецкий химик В. Нернст сформулировал в 1908 г. количественный закон возбуждения: порог физиологического возбуждения определяется количеством переносимых через мембрану ионов.
Большой вклад в изучение физико-химических механизмов процессов возбуждения, деления клеток, реакций организма на воздействие внешних факторов (температуру, освещение, электрическое поле) внесли исследования школы американского биолога Ж. Леба. На основе идей физико-химической целостности биологических объектов Ж. Леб создал теорию антагонизма ионов различной валентности и показал роль этого антагонизма в биологических процессах. Он впервые установил наличие характерных изменений электропроницаемости при возбуждении и повреждении клеток и возможность оценивать по ней физико-химическое состояние клеток и их жизнеспособность.
Уже в первом десятилетии 20 в. были предприняты попытки использовать достижения физической и коллоидной химии для понимания патологических процессов. В частности, немецкий химик Г. Шаде предложил теорию молекулярной патологии, согласно которой под влиянием патологических воздействий возникают нарушения молекулярных ультраструктур. На основе этой теории Шаде пытался объяснить молекулярны механизмы таких процессов, как обмен электролитов в тканях, явления тканевой проницаемости, набухания тканей, отека и др. Аналогичными проблемами занимался в 20-х гг. американский исследователь О. Фишер, который считал, что патогенез отека сводится к коллоидно-химическим нарушениям.
Большую роль в изучении состава живых организмов, структуры, свойств и локализации обнаруживаемых в них соединений, последовательности и механизмов превращений, а также их биологической и физиологической роли сыграли УФ-микроскопия с фотометрией, рефрактометрия и т. д.
Развитие клинической медицины в 20-м веке, опиравшееся на достижения естественных наук, успехи теоретической медицины и технический прогресс, сопровождалось коренными преобразованиями, благодаря чему изменился ее характер. Это касается и понимания природы болезней, и возможностей их распознавания, лечения и профилактики.
В связи с наметившимся переходом клиницистов на позиции функционализма получили развитие методы клинической физиологии, функциональной диагностики. Особое значение имели разработка и внедрение методов функциональной диагностики: электрокардиографии, аускультативного метода измерения АД, катетеризации сердца, методов исследования функции внешнего дыхания, ЯМР-интроскопии и т. д. В сочетании с методами рентгено- и радиоизотопной диагностики, в т. ч. компьютерной томографией, ультразвуковой диагностики, эндоскопией с использованием волоконной оптики, цитологическими методами, иммунодиагностикой, биохимическими методами исследования функций печени, почек, системы крови, желез внутренней секреции и т. д., они позволяют врачу определить морфологическое и функциональное состояние любого органа, уловить тончайшие изменения их функции, переход ее от нормальной к патологической и к болезни.
магнитный резонансный интроскопия
1. История создания магнитно-резонансной интроскопии
История создания магнитно-резонансной интроскопии любопытна. В 1946 г. группы исследователей в Стандфордском и Гарвардском университетах независимо друг от друга открыли явление, которое было названо ядерно-магнитным резонансом (ЯМР). Суть его состояла 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. За это открытие Ф. Блоч и Е. Персель в 1952 г. были удостоены Нобелевской премии. Новый феномен вскоре научились использовать для спектрального анализа биологических структур (ЯМР спектроскопия). В 1973 г. Пауль Лаутербур впервые показал возможность с помощью ЯМР-сигналов получить изображение -- он представил изображение двух наполненных водой капиллярных трубочек. Так родилась ЯМР-томография. Первые ЯМР-томограммы внутренних органов живого человека были продемонстрированы в 1982 г. на Международном конгрессе радиологов в Париже.
Магнитно-резонансная интроскопия основана на явлении ядерно-магнитного резонанса. Если систему, находящуюся в постоянном магнитном поле, облучить внешним переменным электромагнитным полем, частота которого точно равна частоте перехода между энергетическими уровнями ядер атомов, то ядра начнут переходить в вышележащие по энергии квантовые состояния. Иначе говоря, наблюдается избирательное (резонансное) поглощение энергии электромагнитного поля. При прекращении воздействия переменного электромагнитного поля возникает резонансное выделение энергии.
Магнитно-резонансное исследование опирается на способность ядер некоторых атомов вести себя как магнитные диполи. Этим свойством обладают ядра, которые содержат нечетное число нуклонов, в частности водород, углерод, фтор и фосфор. Эти ядра отличаются ненулевым спином и соответствующим ему магнитным моментом.
Современные МР-томографы «настроены» на ядра водорода, т. е. на протоны (ядро водорода состоит из одного протона). Протон находится в постоянном вращении. Следовательно, вокруг него тоже имеется магнитное поле, которое имеет магнитный момент или спин. При помещении вращающегося протона в магнитное поле возникает прецессирование протона (нечто вроде вращения волчка) вокруг оси, направленной вдоль силовых линий приложенного магнитного поля. Частота прецессирования, называемая также резонансной частотой, зависит от силы статического магнитного поля. Например, в магнитном поле напряженностью 1 Тл (тесла) резонансная частота протона равна 42,57 МГц.
Расположение прецессирующего протона в магнитном поле может быть двояким: по направлению поля и против него. В последнем случае протон обладает большей энергией, чем в первом. Протон может менять свое положение: из ориентации магнитного момента по полю переходить в ориентацию против поля, т. е. с нижнего энергетического уровня на более высокий.
Обычно дополнительное радиочастотное поле прикладывается в виде импульса, причем в двух вариантах: более короткого, который поворачивает протон на 90°, и более продолжительного, поворачивающего протон на 180°. Когда радиочастотный импульс заканчивается, протон возвращается в исходное положение (говорят, что наступает его релаксация), что сопровождается излучением порции энергии. Время релаксации протона строго постоянно. При этом различают два времени релаксации: T1 -- время релаксации после 180° радиочастотного импульса и Т2 -- время релаксации после 90° радиочастотного импульса. Как правило, показатель T1 больше Т2.
С помощью специальных приборов можно зарегистрировать сигналы (резонансное излучение) от релаксирующих протонов, и на их анализе построить представление об исследуемом объекте. Магнитно-резонансными характеристиками объекта служат 3 параметра: плотность протонов, Т1 и Т2. T1 называют спин-решетчатой, или продольной, релаксацией, а Т2 -- спин-спиновой, или поперечной, релаксацией. Амплитуда зарегистрированного сигнала характеризует плотность протонов или, что то же самое, концентрацию элемента в исследуемой среде. Что же касается времени T1 и Т2, то они зависят от многих факторов (молекулярной структуры вещества, температуры, вязкости и др.).
Следует дать два пояснения. Несмотря на то, что метод основан на явлении ЯМР, его называют магнитно-резонансным (МР), опуская «ядерно». Это сделано для того, чтобы у пользователей не возникало мысли о радиоактивности, связанной с распадом ядер атомов. И второе обстоятельство: МР-томографы не случайно «настроены» именно на протоны, т. е. на ядра водорода. Этого элемента в тканях очень много, а ядра его обладают наибольшим магнитным моментом среди всех атомных ядер, что обусловливает достаточно высокий уровень МР-сигнала.
В принципе для МР-интроскопии можно использовать не только ядра атомов водорода, но и другие ядра, способные генерировать МР-сигналы. Но их концентрация в тканях значительно ниже, вследствие чего чувствительность метода и качество изображения ухудшаются. Например, при МР-томографии с ядрами атомов фосфора выдержка пока еще достигает одного часа.
Непосредственный анализ электромагнитных сигналов релаксирующих протонов используют для МР-спектроскопии. Специальная же обработка этих сигналов в компьютере позволяет получить изображение слоев исследуемого объекта. Такие исследования назвали МР-томографией.
2. Магнитно-резонансная спектроскопия
ЯМР-спектрометр принадлежит к числу самых точных и чувствительных приборов для определения химического состава вещества. В биологии и медицине широко применяется для лабораторного анализа структуры биологически активных веществ и изучения механизма их действия. Созданы аппараты для прижизненного спектроскопического исследования глубоко расположенных тканей человеческого тела.
В основе МР-спектроскопии лежит явление ЯМР. Обычно используют резонанс ядер водорода -- протонов, реже углерода, фосфора и других элементов.
Сущность метода состоит в следующем. Исследуемый образец ткани или жидкости помещают в стабильное магнитное поле напряженностью около 10 тесла (Тл). На образец воздействуют импульсными радиочастотными колебаниями. Изменяя напряженность магнитного поля, создают резонансные условия для разных элементов в спектре магнитного резонанса. Возникающие в образце МР-сигналы улавливаются катушкой приемника излучения, усиливаются и передаются в ЭВМ для анализа. Итоговая спектрограмма имеет вид кривой. По оси абсцисс отложены доли (обычно миллионные) от приложенного постоянного магнитного поля, а по оси ординат -- значения амплитуды сигналов. Интенсивность и форма ответного сигнала зависят от плотности протонов и времени релаксации. Последняя определяется местоположением и взаимоотношениями ядер водорода и других элементов в макромолекулах.
Разным ядрам свойственны разные частоты резонанса. Поэтому МР-спектроскопия позволяет судить о химической и пространственной структуре вещества. С ее помощью можно определить структуру биополимеров, липидный состав мембран и их фазовое состояние, проницаемость мембран. По виду МР-спектра удается дифференцировать зрелые и незрелые опухолевые клетки, оксигенированные и гипоксические ткани, свободную и связанную воду в протоплазме клеток, получить другие важные для биологии и медицины сведения.
Исключительный интерес представляет новое перспективное направление - прижизненная спектроскопия тканей человеческого тела. Для этого используют сложные МР-установки со сверхпроводящими магнитами, обеспечивающими высокую напряженность магнитного поля. Анализ получаемых на такой установке спектрограмм дает возможность измерять содержание ряда элементов в органах и тканях больного.
Таким путем удается, например, определить внутриклеточное рН, концентрацию фосфорсодержащих метаболитов - АТФ, АДФ, креатинфосфата, неорганического фосфата, что ценно для диагностики ишемии и инфаркта миокарда, установить содержание глюкозы в мышце сердца или пальмитиновой кислоты, в головном мозге и т. д.
3. Магнитно-резонансная томография
Магнитно-резонансная томография (МРТ) - один из вариантов магнитно-резонансной интроскопии. МРТ позволяет получать изображение любых слоев тела человека. Большинство современных МР-томографов «настроено» на регистрацию радиосигналов ядер водорода, находящихся в тканевой жидкости или жировой ткани. Поэтому МР-томограмма представляет собой картину пространственного распределения молекул, содержащих атомы водорода.
Система для МРТ состоит из магнита, создающего статическое магнитное поле. Магнит полый, в нем имеется туннель, в котором располагается пациент. Стол для пациента имеет автоматическую систему управления движением в продольном и вертикальном направлении. Для радиоволнового возбуждения ядер водорода и наведения эффекта спина внутри основного магнита устанавливают дополнительно высокочастотную катушку, которая одновременно является и приемником сигнала релаксации. С помощью специальных катушек накладывают дополнительное магнитное поле, которое служит для кодирования МР-сигналов от пациента.
При воздействии радиочастотных импульсов на прецессирующие в магнитном поле протоны происходит их резонансное возбуждение и поглощение энергии. При этом резонансная частота пропорциональна силе приложенного статического поля. После окончания импульса совершается релаксация протонов: они возвращаются в исходное положение, что сопровождается выделением энергии в виде МР-сигнала. Этот сигнал подается на ЭВМ для анализа. МР-установки включают в себя мощные высокопроизводительные компьютеры.
В современных системах МР-томографов для создания постоянного магнитного поля применяют либо резистивные магниты больших размеров, либо сверхпроводящие магниты. Резистивные магниты дают сравнительно невысокую напряженность магнитного поля -- около 0,2--0,3 Тл. Установки с такими магнитами имеют небольшие размеры, могут быть размещены в таком же помещении, как рентгенологический кабинет, удобны в эксплуатации. Для МР-спектроскопии они непригодны.
Сверхпроводящие магниты обеспечивают напряженность магнитного поля до 30 Тл. Однако они требуют глубокого охлаждения - до -269°, что достигается помещением магнита в камеру с жидким гелием. Та, в свою очередь, находится в камере с жидким азотом, температура которого -196°, и затем в наружной вакуумной камере. К размещению такого МР-томографа в лечебном учреждении предъявляются очень строгие требования. Необходимы отдельные помещения, тщательно экранированные от внешних магнитных и радиочастотных полей. Но последние достижения физики в области сверхпроводящих материалов позволят, вероятно, добиться значительного прогресса в конструировании МР-томографов с высокой напряженностью магнитного поля.
Для того чтобы получить изображение определенного слоя тканей, градиенты поля «вращают» вокруг больного (подобно тому, как вращается рентгеновский излучатель при компьютерной томографии). Фактически осуществляется сканирование тела человека. Полученные сигналы преобразуются в цифровые и поступают в память ЭВМ.
Характер МР-изображения определяется тремя факторами: плотностью протонов (т. е. концентрацией ядер водорода), временем релаксации Т1 (спин-решетчатой) и временем релаксации Т2 (спин-спиновой). При этом основной вклад в создание изображения вносит анализ времени релаксации, а не протонной плотности. Так, серое и белое вещество головного мозга отличаются по концентрации воды всего на 10%, в то время как продолжительность релаксации в них протонов разнится в 1,5 раза.
Существует ряд способов получения МР-томограмм. Их различие заключается в порядке и характере генерации радиочастотных импульсов, методах анализа МР-сигналов. Наибольшее распространение имеют два способа: спин-решетчатый и спин-эховый. При спин-решетчатом анализируют главным образом время релаксации T1. Различные ткани (серое и белое вещество головного мозга, спинномозговая жидкость, опухолевая ткань, хрящ, мышцы и т. д.) имеют в своем составе протоны с разным временем релаксации T1. С продолжительностью T1 связана величина МР-сигнала: чем короче T1, тем сильнее МР-сигнал и тем светлее выглядит данное место изображения на телемониторе. Жировая ткань на МР-томограммах - белая, вслед за ней идут головной и спинной мозг, плотные внутренние органы, сосудистые стенки и мышцы. Воздух, кости и кальцификаты практически не дают МР-сигнала и поэтому отображаются черным цветом. В свою очередь мозговая ткань также имеет неоднородное время T1- у белого вещества оно иное, чем у серого. T1 опухолевой ткани отличается от T1 одноименной нормальной ткани. Указанные взаимоотношения времени релаксации T1 создают предпосылки для визуализации нормальных и измененных тканей на МР-томограммах. При другом способе МР-томографии, названном спин-эховым, на пациента направляют серию радиочастотных сигналов, поворачивающих прецессирующие протоны на 90°. Вслед за прекращением импульсов регистрируют ответные МР-сигналы. Однако интенсивность ответного сигнала по-иному связана с продолжительностью Т2: чем короче Т2, тем слабее сигнал и, следовательно, ниже яркость свечения экрана телемонитора. Таким образом, итоговая картина МРТ по способу Т2 противоположна МРТ по способу T1 (как негатив позитиву).
При МРТ, как при рентгенологическом исследовании, можно применять искусственное контрастирование тканей. С этой целью используют химические вещества, содержащие ядра с нечетным числом протонов и нейтронов, например соединения фтора, или же парамагнетики, которые изменяют время релаксации воды и тем самым усиливают контрастность изображения на МР-томограммах.
МР-томография -- исключительно ценный метод исследования. Он позволяет получать изображение тонких слоев тела человека в любом сечении -- во фронтальной, сагиттальной, аксиальной и косых плоскостях. Можно реконструировать объемные изображения органов, синхронизировать получение томограмм с зубцами электрокардиограммы. Исследование не обременительно для больного и не сопровождается никакими ощущениями и осложнениями.
На МР-томограммах лучше, чем на компьютерных томограммах, отображаются мягкие ткани: мышцы, жировые прослойки, хрящи, сосуды. Можно получить изображение сосудов, не вводя в них контрастное вещество (МР-ангиография). Вследствие небольшого содержания воды в костной ткани последняя не создает экранирующего эффекта, как при рентгеновской компьютерной томографии, т. е. не мешает изображению, например, спинного мозга, межпозвоночных дисков и т. д. Конечно, ядра водорода содержатся не только в воде, но в костной ткани они фиксированы в очень больших молекулах и плотных структурах и не являются помехой при МР-томографии. Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что препятствием для МР-интроскопии, связанной с воздействием сильного магнитного поля, является наличие у пациента металлических инородных тел в тканях (в том числе металлических клипс после хирургических операций) и водителя ритма у кардиологических больных, электрических нейростимуляторов.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Исследование математических методов анализа сигналов с помощью преобразований Фурье и их связь. Соотношение Парсеваля, которое выполняется для вещественной, частотно-ограниченной функции f(t), интегрируемой на интервале, соответствующем одному периоду.
контрольная работа [903,7 K], добавлен 16.07.2016Определение параметров линейной схемы на резонансной частоте. Нахождение передаточной функции цепи по напряжению. Процесс построения управляющего сигнала. Отклик схемы на спектр амплитудно-модулированного колебания. Импульсная характеристика схемы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.10.2012Исследование основных характеристик избирательных усилителей с различными типами резонансной нагрузки. Измерение избирательности, коэффициента усиления и крутизны АЧХ резонансного усилителя с двойной автотрансформаторной связью контура с транзисторами.
лабораторная работа [441,1 K], добавлен 03.06.2014Сигналы и их характеристики. Линейная дискретная обработка, ее сущность. Построение графиков для периодических сигналов. Расчет энергии и средней мощности сигналов. Определение корреляционных функций сигналов и построение соответствующих диаграмм.
курсовая работа [731,0 K], добавлен 16.01.2015Характеристика видов и цифровых методов измерений. Анализ спектра сигналов с использованием оконных функций. Выбор оконных функций при цифровой обработке сигналов. Исследование спектра сигналов различной формы с помощью цифрового анализатора LESO4.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 03.05.2018Импульсная последовательность - совокупность РЧ и градиентных импульсов с целью визуализациии выбранного сечения. Сущность последовательностей "спиновое эхо", "градиентное эхо". Метод частотно-фазового кодирования как модификация метода Лаутербура.
контрольная работа [305,6 K], добавлен 12.01.2011Физические основы и средства радионуклидной интроскопии. Использование радиоактивных изотопов в медицине для диагностики и терапии. Технология изготовления сцинтилляционных кристаллов. Устройство и важнейшие аналоговые узлы эмиссионного томографа.
реферат [276,8 K], добавлен 13.01.2011Разработка и исследование системы многоканального полосового анализа речевых сигналов на основе полосовых фильтров и на базе квадратурной обработки. Принципы организации и программирования цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), разработка программ ЦОС.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 27.10.2012Обзор особенностей речевых сигналов, спектрального анализа и способов его применения при обработке цифровых речевых сигналов. Рассмотрение встроенных функций и расширений Matlab по спектральному анализу. Реализация спектрального анализа в среде Matlab.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 25.05.2015Исследование принципов разработки генератора аналоговых сигналов. Анализ способов перебора адресов памяти генератора аналоговых сигналов. Цифровая генерация аналоговых сигналов. Проектирование накапливающего сумматора для генератора аналоговых сигналов.
курсовая работа [513,0 K], добавлен 18.06.2013