Магнитен резонанс
Магнитен резонанс (MRI, MRT, MRI [1]) - томографски метод за изследване на структурата и функциите на вътрешните органи и тъкани с помощта на физическия феномен на ядрено-магнитен резонанс. Методът се основава на измерване на електромагнитния отговор на ядрата на водородните атоми (протонен магнитен резонанс) в отговор на тяхното възбуждане чрез определена комбинация от електромагнитни импулси в постоянно магнитно поле с висока якост.
Съдържание
Известно време съществува терминът ЯМР томография, който е заменен с ЯМР през 1986 г. поради развитието на радиофобия при хората след аварията в Чернобил. В новия термин препратката към "ядрения" произход на метода изчезна, което му позволи доста безболезнено да влезе в ежедневната медицинска практика, но оригиналното име също е в обращение.
За изобретяването на метода на ЯМР през 2003 г. Питър Мансфийлд и Пол Лаутербър получиха Нобелова награда за медицина. При създаването на ядрено-магнитен резонанс добре известен принос има и Реймънд Дамадиан, един от първите изследователи на принципите на ЯМР, притежател на патент за ЯМР и създател на първия търговски ЯМР скенер.
Томографията позволява висококачествено изобразяване на мозъка, гръбначния мозък и други вътрешни органи. Съвременните техники за ЯМР позволяват неинвазивно (без намеса) да се изследва функцията на органите - измерва се скоростта на кръвния поток, потокът на цереброспиналната течност, определя се нивото на дифузия в тъканите, вижда се активирането на мозъчната кора по време на функциониране на органи, за които е отговорна тази част на кората (функционален ЯМР).
Методът на магнитно-ядрения резонанс ви позволява да изучавате човешкото тяло въз основа на изследването на отговора на телесните тъкани, богати на водородни атоми, и характеристиките на техните магнитни свойства, свързани с присъствието на тези атоми в близост до други атоми и молекули. Ядрото на водородния атом се състои от един протон, чийто спин (магнитен момент) може да се промени в мощно магнитно поле, в зависимост от ефекта на допълнителни полета, наречени градиент, и външни радиочестотни импулси, приложени при специфична резонансна честота към протона при дадено магнитно поле. Въз основа на параметрите на протона (завъртания) и тяхната векторна посока, които могат да бъдат само в две противоположни фази, както и тяхното закрепване към магнитния момент на протона, е възможно да се установи в кои тъкани е даден водороден атом разположен.
Ако поставите протон във външно магнитно поле, тогава магнитният му момент ще бъде или кодирекционен, или противоположно насочен към магнитния момент на полето, а във втория случай енергията му ще бъде по-висока. Когато бъдат изложени на изследваната област с електромагнитно излъчване с определена честота, някои от протоните ще променят магнитния си момент в противоположен 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 релаксация на предварително възбудените протони.
Първите томографи са имали сила на магнитното поле от 0,005 Тесла, но качеството на получените изображения върху тях е било ниско. Съвременните томографи имат мощни източници на силни магнитни полета. Като такива източници се използват както електромагнити (до 9,4 T), така и постоянни магнити (до 0,5 T). В този случай, тъй като полето трябва да е много силно, електромагнитите трябва да се охлаждат с течен хелий и са подходящи само много мощни неодимови магнити. "Отговорът" на магнитния резонанс на тъканите в MR-томографите с постоянни магнити е по-слаб от този на електромагнитните, така че областта на приложение на постоянните магнити е ограничена. Постоянните магнити обаче могат да бъдат с така наречената „отворена“ конфигурация, която позволява прегледи в движение, в изправено положение, както и достъп на лекарите до пациента по време на преглед и извършване на манипулации (диагностични, терапевтични) под контрола на ЯМР - т. нар. интервенционална ЯМР.
За да се определи местоположението на сигнала в пространството, в допълнение към постоянния магнит в магнитен резонанс, който може да бъде електромагнит или постоянен магнит, се използват градиентни намотки, които добавят градиентно магнитно смущение към цялостното равномерно магнитно поле. Това гарантира локализирането на ядрено-магнитния резонансен сигнал и точна връзка между интересуващата област и получените данни. Действието на градиента, което осигурява избора на разреза, осигурява селективното възбуждане на протоните в точно желаната област. Мощността и скоростта на градиентните усилватели е един от най-важните показатели на магнитно-резонансния томограф. Скоростта, разделителната способност и съотношението сигнал/шум до голяма степен зависят от тях.