При движении крови в магнитном поле возникает дополнительная ЭДС .
Наблюдаемый эффект , который растет линейно с индукцией магнитного поля
вплоть до 2 Тл и исчезает сразу же после выключения статического магнитного
поля , используют для изучения потока крови в сердце . При этом не
возникают ни аритмия , ни изменения в
7
частоте сокращения сердца , ни изменения в давлении крови и не происходит
никаких химических изменений .
Исследование поведения бактерий и генетические исследования
лимфоцитов крови человека при помощи методики , очень чувствительной к
слабым примесям токсических веществ и к ультрафиолетовому облучению , не
позволили обнаружить какие- либо вредные эффекты вплоть до индукции
магнитного поля ( 1 Тл.
Переключаемые и осцилирующие градиентные магнитные поля могут создать
недопустимо высокие значения внутренней ЭДС . При скорости переключения 3
Тл/с возникают электрические токи с плотностью около 3 мкА/см2 , которые
могут вызвать нетепловые биологические эффекты . Количественный анализ
показал , что для градиентной катушки диаметром 20 см допустимое значение
скорости переключения магнитного поля равно dB/dt = 1 Тл/с . Это значение
лежит ниже порога возбуждения нервов (( 3(103 мкА/см2), порога свертывания
крови в сердце (102 - 103 мкА/см2), порога наблюдения вспышек света в
глазах человека под действием электродов на голове человека (( 17 мкА/см2),
а также порога эффекта магнитных фосфенов (( 5 мкА/см2). Специальные
эксперименты показали , что патологические изменения в крови отсутствуют
при скорости переключения магнитного поля ( 500 Тл/с . Было замечено , что
порог указанных эффектов зависит также от формы функции , описывающей
вариации магнитного поля во времени . Синусоидальные сигналы не создают
практического вреда в интервале частот 30 - 65 Гц и только асимметричные
формы сигналов дают заметные изменения этих факторов на пациентах .
Радиочастотное поле ЯМР- интроскопа создает нагрев тканей .
Установленный верхний порог равен 4 Вт/кг при времени воздействия менее 10
мин. и 1.5 Вт/кг при длительном облучении. Основной обогрев происходит на
поверхности тела . Тело теряет тепло за счет излучения и прямого охлаждения
. При низкой влажности воздуха и мощности облучения 4 Вт/кг в течение 10
мин. температура тела повышается на 0.7( С .
Тепло , выделяемое в тканях человека во время сеанса облучения РЧ-
полем , измеряют по добротности системы с пациентом и без пациента .
Наблюдения за поведением отдельных клеток , поиск генетических
повреждений и аберраций в хромосомах показали , что комплекс факторов ,
характерных для ЯМР- интроскопии , не создает вредных эффектов .
ЯМР- изображения несут важную информацию о химии физиологических
процессов , о структуре и динамике тканей на молекулярном уровне и как
следствие этого дают принципиально новые возможности для медицинской
диагностики . Это свойство и безвредность ЯМР- интроскопии стали решающим
стимулом быстрого внедрения ЯМР- интроскопии в медицинские клиники .
Современные ЯМР- интроскопы дают пространственное разрешение 1( 1( 4 мм при
времени получения изображения около 100 с, позволяют одновременно получать
локализованные спектры химических сдвигов ядер 31Р и 13С в естественной
концентрации . Одновременно или с небольшим разрывом во времени можно
получить как анатомическую информацию , так и данные об обмене веществ в
тканях (метоболизме) . Время получения спектра 31Р равно 10 и 16 мин. для
спектра 13С . Положение и относительные интенсивности пиков в спектре 31Р
указывают на отклонения от нормы в тканях под действием ишемии ,
злокачественной опухоли , нарушения обмена и демонстрируют результаты
терапии . Спектры 13С содержат информацию об уровне триглицерида и
гликогена . На ЯМР- изображениях можно отобразить:
Время спин- решеточной релаксации Т1 ;
8
2.Время спин- спиновой релаксации Т2 ;
3.Коэффициент диффузии молекул ;
Особенно ценную информацию несут ЯМР- изображения сосудистой системы ,
спинового мозга , головного мозга , легких и средостения . Все случаи
злокачественных опухолей , обнаруживаемых при помощи реконструктивной
рентгеновской томографии , идентифицируются на ЯМР- изображениях ядра
водорода . Накоплен большой опыт клинического исследования головного мозга
человека при помощи ЯМР- интроскопии . Всего было обследовано 140 пациентов
с широким спектром неврологических заболеваний . Преимущество ЯМР-
изображений в том , что на них серое вещество мозга отображается с высоким
контрастом , который недоступен для рентгеновской реконструктивной
томографии . Отсутствуют артефакты , создаваемые костными тканями в
рентгеновской реконструктивной томографии , отображаются параметры о потоке
жидкостей.
Большой набор параметров на ЯМР- изображениях позволяет с высокой
достоверностью обнаружить такие патологические процессы , как эдема ,
инфекции , злокачественные опухоли и перерождения ткани . Особенно высокую
чувствительность к мозговой эдеме дают сигналы спинового эха . Главный
недостаток ЯМР- интроскопии в том , что на ЯМР- изображениях нет информации
о структуре костей . Для этой цели необходимо использовать реконструктивную
рентгеновскую томографию .
ЯМР- интроскопия дает уникальную возможность своевременно обнаружить
образование миелита в развивающемся плоде и при оценке мозговых нагноений у
детей.
Результаты первого опыта использования ЯМР- интроскопии в педиатрии
являются обнадеживающим . При помощи планарного метода получения ЯМР-
изображений с регистрацией эхо- сигнала за малые доли секунды получают
изображения легких , сердца , и средостение без артефактов движения . Иначе
говоря , съем данных ведут в реальном масштабе времени . Время получения
изображения с разрешением 6 мм и толщиной 8 мм равно 35 мс . Сигналом -
монитором является электрокардиограмма . За 4.5 минуты получают 512 ЯМР-
изображений ( 32 среза с 16 кинокадрами на каждый срез . Таким образом ,
регистрируемые данные имеют четырехмерную структуру . С помощью ядерного
магнитного резонанса получены результаты обследования детей в возрасте от 3
до 14 месяцев и сняты изображения левого желудочного сердца . Методы
ангиографии были в этих случаях бессильны .
Описаны случаи , когда злокачественные опухоли в головном мозге на
раннем этапе развития были обнаружены только на ЯМР- изображениях и были
едва заметны на рентгеновских томограммах .Эти и другие исследования
убедительно свидетельствуют о том , что в нейрологической диагностике
наступает новая эра .
В других работах было показано экспериментально , что анатомическая
информация и данные о метаболизме в головном мозгу человека могут быть
получены на одной установке . Вопреки общепринятым представлениям , был
построен ЯМР- интроскоп для головного мозга человека на очень высокой
резонансной частоте 63.9 МГц при индукции магнитного поля 1.5 Тл и щелевом
резонаторе РЧ- поля . Было достигнуто повышение отношения сигнала к шуму в
11 раз по сравнению с системой , работающей в магнитном поле с индукцией
0.12 Тл . Локализованные ЯМР- спектры высокого разрешения 31Р , 13С и 1Н
были получены при помощи поверхностной катушки . Таким образом , метод
получения совместных данных об анатомии и о биохимии тканей в мозгу
человека становится традиционным .
9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
История науки учит нас , что каждое новое физическое явление или
новый метод проходит трудный путь , начинающийся в момент открытия данного
явления и проходящий через несколько фаз . Сначала почти никому не приходит
мысль о возможности , даже весьма отдаленной , применения этого явления в
повседневной жизни , в науке или технике . Затем наступает фаза развития ,
во время которой данные экспериментов убеждают всех в большой практической
значимости данного явления. Наконец , следует фаза стремительного взлета .
Новые инструменты входят в моду , становятся высокопродуктивными , приносят
большую прибыль и превращаются в решающий фактор научно- технического
прогресса . Приборы , основанные на когда-то давно открытом явлении ,
заполняют физику , химию , промышленность и медицину.
Наиболее ярким примером изложенной выше несколько упрощенной схемы
эволюции служит явление магнитного резонанса , открытое Е. К. Завойским в
1944 г. в форме парамагнитного резонанса и независимо открытого Блохом и
Парселлом в 1946 г. в виде резонансного явления магнитных моментов атомных
ядер . Сложная эволюция ЯМР часто толкала скептиков к пессимистическим
заключениям . Говорили, что “ ЯМР мертв “ , что “ ЯМР себя полностью
исчерпал “ . Однако вопреки и наперекор этим заклинаниям ЯМР продолжал идти
вперед и постоянно доказывал свою жизнеспособность . Много раз эта область
науки оборачивалась к нам новой , часто совсем неожиданной стороной и
давала жизнь новому направлению . Последние революционизирующие изобретения
в области ЯМР , включая удивительные методы получения ЯМР- изображений ,
убедительно свидетельствуют о том , что границы возможного в ЯМР
действительно безграничны . Замечательные преимущества ЯМР- интроскопии ,
которые будут высоко оценены человечеством и которые сейчас являются мощным
стимулом стремительного развития ЯМР- интроскопии и широкого применения в
медицине , заключаются в очень малой вредности для здоровья человека ,
свойственной этому новому методу.
[pic][pic]
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
РФ
ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА РТ и РС
РЕФЕРАТ
НА ТЕМУ :
“ ДИАГНОСТИКА С ПОМОЩЬЮ
ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА “
ВЫПОЛНИЛ :
СТ - Т ГР. МИД - 194
ШАБАНОВ Р. В.
ПРИНЯЛ:
СОХНО О. Н.
ВЛАДИМИР , 1997
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие...............................................................
.........................................1
Радиочастотные
катушки.....................................................................
.......1
Съем и обработка
данных......................................................................
........3
Системы отображения
данных...................................................................4
Применение ЯМР- интроскопии в
медицине............................................5
Заключение................................................................
..........................................9
10
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сороко Л. М. Интроскопия на основе ядеоного магнитного резонанса - М:
Энергоатомиздат ,1986
2. Абрагам А. Ядерный магнетизм : пер. с англ. / Под ред. Г. В.
Скроцкого. - М. : Изд- во ионостр. лит., 1963. - 551с.
3. Феррар Т. , Беккер Э. Импульсная и фурье - спектроскопия ЯМР : пер. с
англ. / Под ред. Э. И. Федина . - М. : Мир , 1973. - 164с.
Страницы: 1, 2, 3
