Бұл қандай зерттеу? Ядролық магниттік резонанс. ЯМР қолданбалары

Бүгінгі таңда пациенттер рентгенографияға немесе ультрадыбыстық зерттеуге емес, ядролық магниттік-резонансты бейнелеуге жиі жіберіледі. Бұл зерттеу әдісі ядроның магнетизміне негізделген. Оның не екенін, оның қандай артықшылықтары бар және қандай жағдайларда жүзеге асырылатынын қарастырайық.

Бұл диагностикалық әдіс ядролық магниттік резонансқа негізделген. Сыртқы магнит өрісінде сутегі атомының немесе протонның ядросы бір-біріне қарама-қарсы екі күйде болады. Ядроға белгілі бір меншікті жиіліктегі электромагниттік сәулелермен әсер ету арқылы оның магниттік моментінің бағытын өзгертуге болады.

Протонды сыртқы магнит өрісіне орналастыру оның магниттік моментін өзгертіп, бастапқы орнына қайтады. Бұл энергияның белгілі бір мөлшерін шығарады. мұндай энергия мөлшерінің өзгеруін тіркейді.

Томограф өте күшті магнит өрістерін пайдаланады. Электромагниттер әдетте 3, кейде 9 Теслаға дейін магнит өрісін дамытуға қабілетті. Ол адам үшін мүлдем зиянсыз. Томограф жүйесі жоғары сапалы кескіндерді алу үшін магнит өрісінің бағытын локализациялауға мүмкіндік береді.

Ядролық магниттік томограф

Диагностикалық әдіс атом (протон) ядросының жоғары қарқынды магнит өрісінде электромагниттік толқындармен қозуы нәтижесінде пайда болатын электромагниттік реакциясын тіркеуге негізделген. Магнитті резонансты бейнелеу алғаш рет 1973 жылы талқыланды. Содан кейін американдық ғалым П.Латербург объектіні өзгермелі магнит өрісінде зерттеуді ұсынды. Бұл ғалымның еңбегі медицинадағы жаңа дәуірдің бастауы болды.

Магниттік-резонанстық томографтың көмегімен тіндердің сутегімен қанығу дәрежесіне байланысты адам ағзасының тіндері мен қуыстарын зерттеу мүмкін болды.
Магниттік-резонанстық контраст агенттері жиі қолданылады. Көбінесе бұл протондардың реакциясын өзгерте алатын гадолиний препараттары.

Чернобыль атом электр станциясындағы апатқа байланысты халық арасында радиофобияға байланысты диагностиканың жаңа әдісінің атауынан «ядролық» сөзін алып тастау туралы шешім қабылданды. Дегенмен, бұл магниттік-резонанстық томографияның көптеген ауруларды диагностикалау тәжірибесіне тез енуіне мүмкіндік берді. Бүгінгі күні бұл әдіс бұрын диагностикасы қиын болған көптеген ауруларды анықтауда негізгі болып табылады.

Диагноз қалай жүргізіледі?

МРТ өте күшті магнит өрісін пайдаланады. Адамдар үшін қауіпті болмаса да, дәрігер мен пациент әлі де белгілі бір ережелерді сақтауы керек.

Ең алдымен, диагностикалық процедурадан бұрын науқас арнайы сауалнаманы толтырады. Онда ол өзінің денсаулық жағдайын, сондай-ақ өзі туралы ақпаратты көрсетеді. Тексеру киім мен жеке заттарын ауыстыруға арналған кабинасы бар арнайы дайындалған бөлмеде жүргізіледі.

Науқас өзіне зиян келтірмеу үшін, сондай-ақ нәтиженің дұрыстығын қамтамасыз ету үшін құрамында металл бар барлық заттарды алып тастауы, ұялы телефондарды, несие карталарын, сағаттарды және т.б. жеке заттарға арналған шкафта қалдыруы керек. Әйелдерге сәндік косметиканы теріден жуып тастау ұсынылады.
Содан кейін науқас томограф түтікшесінің ішіне орналастырылады. Дәрігердің нұсқауы бойынша тексеру аймағы анықталады. Әрбір аймақ оннан жиырма минутқа дейін тексеріледі. Осы уақыт ішінде науқас қозғалыссыз қалуы керек. Суреттердің сапасы осыған байланысты болады. Қажет болса, дәрігер науқастың жағдайын түзете алады.

Құрылғының жұмысы кезінде біркелкі дыбыстар естіледі. Бұл қалыпты жағдай және зерттеудің дұрыс жүріп жатқанын көрсетеді. Нақтырақ нәтижелерге қол жеткізу үшін науқасқа көктамыр ішіне контрастты агент берілуі мүмкін. Кейбір жағдайларда, мұндай зат енгізілгенде, жылу ағыны сезіледі. Бұл мүлдем қалыпты жағдай.

Зерттеуден кейін шамамен жарты сағаттан кейін дәрігер зерттеу хаттамасын (қорытынды) ала алады. Нәтижелері бар дискі де шығарылады.

Ядролық МРТ артықшылықтары

Мұндай сауалнаманың артықшылықтарына мыналар жатады.

1. Үш проекцияда дене тіндерінің жоғары сапалы кескіндерін алу мүмкіндігі. Бұл тіндер мен мүшелердің визуализациясын айтарлықтай арттырады. Бұл жағдайда ядролық МРТ компьютерлік томографияға, рентгенографияға және ультрадыбыстық диагностикаға қарағанда әлдеқайда жақсы.
2. Жоғары сапалы көлемді кескіндер дәл диагнозды қамтамасыз етеді, бұл емдеуді жақсартады және қалпына келтіру ықтималдығын арттырады.
3. МРТ жоғары сапалы кескіндерді жасай алатындықтан, мұндай зерттеу ісіктерді, орталық жүйке жүйесінің бұзылыстарын және тірек-қимыл аппаратының патологиялық жағдайларын анықтау үшін ең жақсы болып табылады. Бұл соңғы уақытқа дейін анықтау қиын немесе мүмкін болмаған ауруларды анықтауға мүмкіндік береді.
4. Заманауи томографиялық құрылғылар пациенттің орнын өзгертпестен жоғары сапалы кескіндерді алуға мүмкіндік береді. Ал ақпаратты кодтау үшін компьютерлік томографиядағыдай әдістер қолданылады. Бұл диагнозды жеңілдетеді, себебі дәрігер бүкіл мүшелердің үш өлшемді кескіндерін көреді. Дәрігер сонымен қатар белгілі бір орган қабатының суреттерін қабат бойынша ала алады.
5. Мұндай тексеру органдардағы ең ерте патологиялық өзгерістерді жақсы анықтайды. Осылайша, ауруды науқас әлі симптомдарды сезінбейтін кезеңде анықтауға болады.
6. Мұндай зерттеуді жүргізу кезінде науқас иондаушы сәулеленуге ұшырамайды. Бұл MRI қолданбаларының ауқымын айтарлықтай кеңейтеді.
7. МРТ процедурасы толығымен ауыртпалықсыз және науқасқа ыңғайсыздық тудырмайды.

МРТ-ға көрсеткіштер

Магниттік резонансты бейнелеудің көптеген көрсеткіштері бар.

• Ми қан айналымының бұзылуы.
• Ми ісігіне күдік, оның қабықшаларының зақымдалуы.
• Операциядан кейінгі органдардың жағдайын бағалау.
• Қабыну құбылыстарының диагностикасы.
• Конвульсиялар, эпилепсия.
• Травматикалық ми жарақаты.
• Қан тамырларының жағдайын бағалау.
• Сүйектер мен буындардың жағдайын бағалау.
• Дененің жұмсақ тіндерінің диагностикасы.
• Омыртқа аурулары (соның ішінде остеохондроз, спондилоартроз).
• Омыртқаның жарақаттары.
• Жұлынның жай-күйін бағалау, оның ішінде қатерлі процестерге күдік.
• Остеопороз.
• Перитональды органдардың, сондай-ақ ретроперитонеальды кеңістіктің жағдайын бағалау. МРТ сарғаю, созылмалы гепатит, холецистит, холелитиаз, бауырдың ісік тәрізді зақымдануы, панкреатит, асқазан, ішек, көкбауыр, бүйрек ауруларына арналған.
• Кисталардың диагностикасы.
• Бүйрек үсті бездерінің жағдайын диагностикалау.
• Жамбас мүшелерінің аурулары.
• Урологиялық патологиялар.
• Гинекологиялық аурулар.
• Кеуде қуысы мүшелерінің аурулары.

Сонымен қатар, егер неоплазмаға күдік болса, бүкіл дененің магниттік-резонансты бейнелеуі көрсетіледі. Бастапқы ісік диагнозы қойылса, МРТ метастаздарды іздеу үшін пайдаланылуы мүмкін.

Бұл магниттік-резонансты бейнелеуге арналған көрсеткіштердің толық тізімі емес. Бұл диагностикалық әдісті қолдану арқылы анықталмайтын ағза немесе ауру жоқ деп айтуға болады. Медицинаның мүмкіндіктері өскен сайын дәрігерлер көптеген қауіпті ауруларды диагностикалау және емдеу үшін шексіз дерлік мүмкіндіктерге тап болады.

Магниттік-резонанстық томография қай кезде қарсы көрсетілімдер болып табылады?

МРТ үшін бірқатар абсолютті және салыстырмалы қарсы көрсеткіштер бар. Төменде абсолютті қарсы көрсеткіштер бар:

1. Орнатылған кардиостимулятордың болуы. Бұл магнит өрісіндегі ауытқулардың жүрек ырғағына бейімделуі және осылайша өлімге әкелуі мүмкін екендігіне байланысты.
2. Ортаңғы құлақта орнатылған ферромагниттік немесе электронды импланттардың болуы.
3. Үлкен металл имплантанттар.
4. Ағзада ферромагниттік фрагменттердің болуы.
5. Илизаров аппараттарының болуы.

Салыстырмалы қарсы көрсетілімдер (белгілі бір шарттар орындалған жағдайда зерттеу мүмкін болған кезде) мыналарды қамтиды:

Контрастпен МРТ жүргізу кезінде қарсы көрсеткіштер анемия, созылмалы декомпенсацияланған бүйрек жеткіліксіздігі, жүктілік және жеке төзімсіздік болып табылады.

Қорытынды

Диагноз үшін магнитті-резонанстық бейнелеудің маңыздылығын асыра бағалау мүмкін емес. Бұл көптеген ауруларды анықтаудың тамаша, инвазивті емес, ауыртпалықсыз және зиянсыз әдісі. Магниттік-резонанстық томографияның енгізілуімен науқастарды емдеу де жақсарды, өйткені дәрігер біледінауқастың денесінде болатын барлық процестердің нақты диагнозы және ерекшеліктері.

МРТ-дан қорқудың қажеті жоқ. Процедура кезінде науқас ауырсынуды сезбейді. Оның ядролық немесе рентгендік сәулеленуге еш қатысы жоқ. Сондай-ақ мұндай процедурадан бас тарту мүмкін емес.

Ядролық магниттік резонанс (ЯМР) – барлық физикалық ғылымдар мен өнеркәсіпте кеңінен қолданылатын ядролық спектроскопия. ЯМР үшін атом ядроларының ішкі спиндік қасиеттерін зерттеуүлкен магнит қолданылады. Кез келген спектроскопия сияқты, ол энергия деңгейлері (резонанс) арасында ауысуды жасау үшін электромагниттік сәулеленуді (VHF диапазонындағы радиожиілік толқындары) пайдаланады. Химияда ЯМР шағын молекулалардың құрылымын анықтауға көмектеседі. Медицинадағы ядролық магниттік резонанс магнитті резонансты бейнелеуде (МРТ) қолдануды тапты.

Ашылу

ЯМР 1946 жылы Гарвард университетінің ғалымдары Пурселл, Паунд және Торри және Стэнфордтағы Блох, Хансен және Пакардпен ашылды. Олар 1 Н және 31 Р ядролары (протон және фосфор-31) магнит өрісінің әсерінен радиожиілік энергиясын жұтуға қабілетті екенін байқады, оның күші әрбір атомға тән. Сіңген кезде олар резонанс жасай бастады, әрбір элемент өз жиілігімен. Бұл бақылау молекуланың құрылымын егжей-тегжейлі талдауға мүмкіндік берді. Содан бері ЯМР қатты денелердің, сұйықтардың және газдардың кинетикалық және құрылымдық зерттеулерінде қолдануды тапты, нәтижесінде 6 Нобель сыйлығы берілді.

Спиндік және магниттік қасиеттер

Ядро нейтрондар мен протондар деп аталатын қарапайым бөлшектерден тұрады. Олардың спин деп аталатын өзіндік бұрыштық импульсі бар. Электрондар сияқты, ядроның спинін I кванттық сандармен және m магнит өрісінде сипаттауға болады. Протондар мен нейтрондардың жұп саны бар атом ядроларының спиндері нөлге тең, ал қалғандарының спиндері нөлге тең емес. Сонымен қатар спині нөлге тең емес молекулалардың магниттік моменті μ = γ болады I, мұндағы γ – гиромагниттік қатынас, магниттік диполь моменті мен бұрыштық момент арасындағы пропорционалдық тұрақтысы, әр атом үшін әр түрлі.

Ядроның магниттік моменті оның кішкентай магнит сияқты әрекет етуіне әкеледі. Сыртқы магнит өрісі болмаған кезде әрбір магнит кездейсоқ бағытталған. ЯМР эксперименті кезінде үлгі B0 сыртқы магнит өрісіне орналастырылады, бұл төмен энергиясы бар магниттердің B0 бағытында және жоғары энергиясы бар магниттердің қарама-қарсы бағытта туралануын тудырады. Бұл жағдайда магниттердің айналу бағытының өзгеруі орын алады. Бұл абстрактілі тұжырымдаманы түсіну үшін ЯМР тәжірибесі кезінде ядроның энергетикалық деңгейлерін ескеру қажет.

Энергия деңгейлері

Айналдыру үшін кванттардың бүтін саны қажет. Кез келген m үшін 2м + 1 энергетикалық деңгейлер бар. Спиннің 1/2 ядросы үшін тек 2 ядро ​​бар - В0-ге теңестірілген спиндер алатын төменгі және В0-ге қарсы тураланған спиндер алатын жоғары. Әрбір энергетикалық деңгей E = -mℏγB 0 өрнегімен анықталады, мұндағы m – магниттік кванттық сан, бұл жағдайда +/- 1/2. Төрт полюсті ядролар деп аталатын m > 1/2 үшін энергия деңгейлері күрделірек.

Деңгейлер арасындағы энергия айырмашылығы мынаған тең: ΔE = ℏγB 0, мұндағы ℏ - Планк тұрақтысы.

Көріп отырғанымыздай, магнит өрісінің күші үлкен маңызға ие, өйткені ол болмаған кезде деңгейлер нашарлайды.

Энергетикалық ауысулар

Ядролық магниттік резонанстың пайда болуы үшін энергия деңгейлері арасында айналу орын алуы керек. Екі күйдің арасындағы энергия айырмашылығы электромагниттік сәулеленудің энергиясына сәйкес келеді, бұл ядролардың энергия деңгейлерін өзгертуіне әкеледі. Көпшілігі үшін ЯМР спектрометрлері B 0 1 ретті Тесла (T), ал γ 10 7 ретті. Сондықтан қажетті электромагниттік сәулелену 10 7 Гц ретті. Фотонның энергиясы E = hν формуласымен өрнектеледі. Демек, абсорбцияға қажетті жиілік: ν= γB 0 /2π.

Ядролық қорғаныс

ЯМР физикасы заттың құрылымын анықтауға мүмкіндік беретін ядролық экрандау тұжырымдамасына негізделген. Әрбір атом ядроны айналып өтетін және оның магнит өрісіне әсер ететін электрондармен қоршалған, бұл өз кезегінде энергия деңгейлерінің аздаған өзгерістерін тудырады. Бұл экрандау деп аталады. Жергілікті электрондық әрекеттесулермен байланысты әртүрлі магнит өрістерін сезінетін ядролар эквивалентсіз деп аталады. Айналдыру үшін энергия деңгейлерін өзгерту басқа жиілікті қажет етеді, ол ЯМР спектрінде жаңа шыңды жасайды. Скрининг Фурье түрлендіруінің көмегімен ЯМР сигналын талдау арқылы молекулалардың құрылымдық анықтауына мүмкіндік береді. Нәтиже – әрқайсысы әртүрлі химиялық ортаға сәйкес келетін шыңдар жиынтығынан тұратын спектр. Пик ауданы ядролар санына тура пропорционал. Құрылым туралы толық ақпарат шығарылады ЯМР әрекеттесулері, спектрді әртүрлі тәсілдермен өзгерту.

Релаксация

Релаксация ядролардың өз орнына қайта оралу құбылысын білдіреді термодинамикалықжоғары энергия деңгейлеріне қозудан кейін тұрақты күйлер. Бұл төменгі деңгейден жоғары деңгейге өту кезінде сіңірілген энергияны босатады. Бұл әртүрлі уақыт шеңберлерінде орын алатын өте күрделі процесс. Ең екеуі ортақрелаксация түрлері спин-тор және спин-спин болып табылады.

Релаксацияны түсіну үшін бүкіл үлгіні қарастыру керек. Егер ядролар сыртқы магнит өрісіне орналасса, олар Z осі бойымен көлемдік магниттелуді жасайды, олардың спиндері де когерентті және сигналды анықтауға мүмкіндік береді. ЯМР көлемді магниттелуді Z осінен XY жазықтығына ауыстырады, онда ол пайда болады.

Спин-тор релаксациясы Z осі бойымен көлемдік магниттелудің 37% қалпына келтіру үшін қажет T 1 уақытымен сипатталады, релаксация процесі неғұрлым тиімді болса, соғұрлым T 1 төмен болады. Қатты денелерде молекулалар арасындағы қозғалыс шектеулі болғандықтан, релаксация уақыты ұзақ. Өлшеу әдетте импульстік әдістерді қолдану арқылы жүзеге асырылады.

Spin-spin релаксациясы T 2 өзара когеренттілік уақытын жоғалтумен сипатталады. Ол T1-ден аз немесе оған тең болуы мүмкін.

Ядролық магниттік резонанс және оның қолданылуы

ЯМР өте маңызды екенін дәлелдеген екі негізгі сала - бұл медицина және химия, бірақ күн сайын жаңа қосымшалар әзірленуде.

Ядролық магниттік-резонансты бейнелеу, көбінесе магниттік-резонанстық бейнелеу (МРТ) деп аталады. маңызды медициналық диагностикалық құрал, адам ағзасының қызметтері мен құрылысын зерттеу үшін қолданылады. Ол кез келген мүшенің, әсіресе жұмсақ тіндердің барлық ықтимал жазықтықта егжей-тегжейлі кескіндерін алуға мүмкіндік береді. Жүрек-тамыр, неврологиялық, тірек-қимыл аппараты және онкологиялық бейнелеу салаларында қолданылады. Баламалы компьютерлік бейнелеуден айырмашылығы, магнитті резонансты бейнелеу иондаушы сәулеленуді пайдаланбайды, сондықтан мүлдем қауіпсіз.

МРТ уақыт өте келе болатын нәзік өзгерістерді анықтай алады. ЯМР бейнелеуі аурудың барысында пайда болатын құрылымдық ауытқуларды, олардың кейінгі дамуға қалай әсер ететінін және олардың прогрессиясы бұзылыстың психикалық және эмоционалдық аспектілерімен қалай байланысатынын анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін. МРТ сүйекті жақсы визуализацияламайтындықтан, ол бассүйек ішілік және тамаша кескіндерді береді омыртқа ішілікмазмұны.

Ядролық магниттік резонансты диагностикада қолдану принциптері

МРТ процедурасы кезінде пациент массивті, қуыс цилиндрлік магниттің ішінде жатыр және күшті, тұрақты магнит өрісінің әсеріне ұшырайды. Дененің сканерленген бөлігіндегі әртүрлі атомдар әртүрлі өріс жиіліктерінде резонанс жасайды. МРТ негізінен шағын магнит өрісі бар айналмалы протон ядросы бар сутегі атомдарының дірілдерін анықтау үшін қолданылады. МРТ-да фондық магнит өрісі ұлпадағы барлық сутегі атомдарын түзеді. Фондық өрістен басқаша бағытталған екінші магнит өрісі секундына бірнеше рет қосылады және өшеді. Белгілі бір жиілікте атомдар резонанс тудырады және екінші өріспен бір қатарға түседі. Ол сөнген кезде атомдар фонмен тураланып, кері серпіледі. Бұл қабылдауға және кескінге түрлендіруге болатын сигнал жасайды.

Адам ағзасында судың бір бөлігі ретінде болатын сутегінің көп мөлшері бар ұлпалар жарқын бейне жасайды, ал сутегі аз немесе мүлдем жоқ (мысалы, сүйектер) олар қараңғы болып көрінеді. МРТ жарықтығын пациенттер процедурадан бұрын қабылдайтын гадидамид сияқты контраст агенті күшейтеді. Бұл агенттер кескін сапасын жақсарта алатынына қарамастан, процедураның сезімталдығы салыстырмалы түрде шектеулі болып қалады. МРТ сезімталдығын арттыру әдістері әзірленуде. Ең перспективалысы - магнит өрістеріне өте сезімтал, бірегей молекулалық спиндік қасиеттері бар сутегінің түрі - парасутекті пайдалану.

МРТ-да қолданылатын магнит өрістерінің сипаттамаларын жақсарту тіндердің өте ерекше қасиеттерін бейнелеуге арналған диффузиялық және функционалды МРТ сияқты жоғары сезімтал бейнелеу әдістерінің дамуына әкелді. Сонымен қатар, қан қозғалысын бейнелеу үшін магнитті-резонанстық ангиография деп аталатын МРТ технологиясының бірегей түрі қолданылады. Ол инелерді, катетерді немесе контраст агенттерін қажет етпей, артериялар мен тамырларды визуализациялауға мүмкіндік береді. МРТ сияқты, бұл әдістер биомедициналық зерттеулер мен диагностикада төңкеріс жасауға көмектесті.

Жетілдірілген компьютерлік технологиялар радиологтарға МРТ сканерлері арқылы алынған сандық бөлімдерден үш өлшемді голограммалар жасауға мүмкіндік берді, олар зақымданудың нақты орнын анықтау үшін қолданылады. Томография әсіресе ми мен жұлынды, сондай-ақ қуық пен сүйек сүйектері сияқты жамбас мүшелерін зерттеуде өте маңызды. Әдіс ісіктердің зақымдану дәрежесін тез және нақты анықтай алады және инсульттің ықтимал зақымдануын бағалай алады, бұл дәрігерлерге дер кезінде тиісті емдеуді тағайындауға мүмкіндік береді. МРТ негізінен артрографияны, шеміршек немесе байламдардың зақымдалуын визуализациялау үшін буынға контрастты зат енгізу қажеттілігін және миелографияны, жұлынның немесе омыртқа аралық дискідегі ауытқуларды визуализациялау үшін жұлын каналына контрастты затты енгізуді ауыстырды.

Химияда қолдану

Қазіргі уақытта көптеген зертханалар маңызды химиялық және биологиялық қосылыстардың құрылымдарын анықтау үшін ядролық магниттік резонансты пайдаланады. ЯМР спектрлерінде әртүрлі шыңдар нақты химиялық орта және атомдар арасындағы байланыстар туралы ақпарат береді. Көпшілігі ортақМагниттік резонанстық сигналдарды анықтау үшін қолданылатын изотоптар 1 H және 13 C, бірақ көптеген басқалары қолайлы, мысалы, 2 H, 3 He, 15 N, 19 F және т.б.

Қазіргі ЯМР спектроскопиясы биомолекулалық жүйелерде кең қолданыс тапты және құрылымдық биологияда маңызды рөл атқарады. Әдістеме мен құралдардың дамуымен ЯМР биомакромолекулаларды талдаудың ең қуатты және әмбебап спектроскопиялық әдістерінің біріне айналды, бұл олардың және олардың комплекстерінің өлшемі 100 кДа-ға дейінгі сипаттамаға мүмкіндік береді. Рентгендік кристаллографиямен бірге бұл бір құрылымын анықтаудың екі жетекші технологиясының біріатомдық деңгейде. Сонымен қатар, ЯМР препаратты әзірлеуде маңызды рөл атқаратын ақуыз функциясы туралы бірегей және маңызды ақпаратты береді. Кейбір қолданулар ЯМР спектроскопиясытөменде берілген.

• Бұл судағы ерітінділердегі биомакромолекулалардың атомдық құрылымын анықтаудың жалғыз әдісі. физиологиялықжағдайлар немесе мембранаға еліктейтін орталар.
• Молекулалық динамика. Бұл ең күшті биомакромолекулалардың динамикалық қасиеттерін сандық анықтау әдісі.
• Протеиннің қатпарлануы. ЯМР спектроскопиясықатпаған белоктардың қалдық құрылымдарын және қатпарлы медиаторларды анықтаудың ең қуатты құралы болып табылады.
• Иондану жағдайы. Әдіс биомакромолекулалардағы функционалды топтардың химиялық қасиеттерін анықтауда тиімді, мысалы иондану ферменттердің белсенді учаскелерінің иондалатын топтарының күйлері.
• Ядролық магниттік резонанс макробиомекулалар арасындағы әлсіз функционалдық өзара әрекеттесулерді (мысалы, микромолярлық және миллимолярлық диапазондағы диссоциация константаларымен) зерттеуге мүмкіндік береді, оны басқа әдістермен орындау мүмкін емес.
• Протеинді ылғалдандыру. ЯМР - ішкі суды және оның биомакромолекулалармен әрекеттесуін анықтауға арналған құрал.
• Бұл бірегей тікелей әсерлесуді анықтау әдісісутектік байланыстар.
• Скрининг және дәрілік заттарды әзірлеу. Атап айтқанда, ядролық магниттік резонанс әсіресе дәрілік заттарды анықтауда және ферменттермен, рецепторлармен және басқа ақуыздармен байланысты қосылыстардың конформациясын анықтауда пайдалы.
• Мембраналық ақуыз. Қатты күйдегі ЯМР мүмкіндігі бар мембраналық ақуыз домендерінің атомдық құрылымдарын анықтаунативті мембрана ортасында, соның ішінде байланысқан лигандтармен.
• Метаболикалық талдау.
• Химиялық талдау. Синтетикалық және табиғи химиялық заттардың химиялық идентификациясы және конформациялық талдауы.
• Материалтану. Полимерлердің химиясы мен физикасын зерттеудегі қуатты құрал.

Басқа қолданбалар

Ядролық магниттік резонанс және оның қолданылуы тек медицина мен химиямен шектелмейді. Әдіс климаттық сынақтар, мұнай өнеркәсібі, технологиялық процестерді басқару, Жер өрісінің ЯМР және магнитометрлер сияқты басқа салаларда өте пайдалы болып шықты. Бұзбайтын сынақ қымбат биологиялық үлгілерді үнемдейді, егер қосымша сынақ қажет болса, оларды қайта пайдалануға болады. Геологиядағы ядролық магниттік резонанс тау жыныстарының кеуектілігін және жер асты сұйықтарының өткізгіштігін өлшеу үшін қолданылады. Магнитометрлер әртүрлі магнит өрістерін өлшеу үшін қолданылады.

Лазердің медицинада қолданылуы.

Лазер медицинада механикалық байланыссыз тіндерді кесетін скальпель ретінде қолданылады. Терең жатқан тіндерге әсер етпейді, жұқтыру қаупі жойылады, кесулер қансыз. Диффузиялық лазер сәулесі жараның жазылуын шамамен 2 есе жылдамдатады. Офтальмологиялық хирургияда – көз алмасын ашусыз және жансыздандырусыз операциялар – сәулелік фокустау нүктелерінде жұқа перфорациялар жасалады.

Қолданылған:

o Жүректің ишемиялық ауруы үшін лазерлік пункция

o Бүйрек пен өт тастарын жою үшін импульстік лазердің жоғары энергия тығыздығы тастарды бұзатын соққы толқынын жасайды.

o Онкологиядағы рак клеткаларына фотосәулелену әсері. Лазердің ісікке әсері гемопорфириннің қатысуымен фотохимиялық реакцияға және рак клеткаларының өліміне әкеледі. Сау жасушалар гемопорфиринді сіңірмейді.

o Эндоскопиялық араласу – лазерлік сәулелену энергиясын сіңіру есебінен биологиялық тіндерді қыздыру.

o Жаралар мен жараларды емдеу кезінде.

_______________________________________________________________________________________

13. Электрондық парамагниттік резонанс. Медицинадағы EPR.

Магниттік өріске орналастырылған атом үшін бір деңгейдегі ішкі деңгейлер арасындағы өздігінен ауысулар екіталай. Мұндай ауысулар сыртқы электромагниттік өрістің әсерінен индукцияланады. Қажетті шарт - электромагниттік өрістің жиілігі бөлінген ішкі деңгейлер арасындағы энергия айырмашылығына сәйкес фотонның жиілігімен сәйкес келуі. Бұл жағдайда электромагниттік өріс энергиясының жұтылуын байқауға болады, ол электромагниттік резонанс деп аталады. ЭПР-ның медициналық және биологиялық қолданылуы бос радикалдарды анықтау және зерттеу және осыған байланысты радиациялық зақымданудың бастапқы және қайталама өнімдеріндегі өзгерістерді бақылау болып табылады. Спиндік зондтар - молекулалармен ковалентті емес байланысқан парамагниттік бөлшектер. Спиндік зондтардың EPR спектрінің өзгеруі қоршаған молекулалардың күйі туралы ақпаратты береді. ЭПР әдісін қолдану арқылы биологиялық объектілерге үлкен зерттеулер жүргізілуде.

ЯМР – ядролардың магниттік моменттерінің магниттік қайта бағдарлануынан туындаған тұрақты магнит өрісіндегі заттың белгілі бір жиіліктегі электромагниттік толқындарды таңдамалы жұтуы. ЯМР тек бос атом ядролары үшін шарт орындалғанда байқалуы мүмкін. Спектрлік ЯМР-да ені бойынша сызықтардың екі түрі ажыратылады. Қатты денелердің спектрлері үлкен ені бар және бұл ЯМР қолданылуы кең сызықты ЯМР деп аталады. Сұйықтарда тар сызықтар байқалады және бұл жоғары ажыратымдылықтағы ЯМР деп аталады.

Үлгідегі көптеген нүктелердегі ЯМР спектрінің параметрлерін анықтау арқылы медицина үшін қызықты мүмкіндіктерді беруге болады.

ЯМР интроскопиясы сүйектерді, тамырларды, қалыпты тіндерді және қатерлі патологиясы бар тіндерді ажыратуға мүмкіндік береді. ЯМР интроскопиясы жұмсақ тіндердің кескіндерін ажыратуға мүмкіндік береді. ЯМР радиоспектроскопия ретінде жіктеледі.

Жақсы жұмысыңызды білім қорына жіберу оңай. Төмендегі пішінді пайдаланыңыз

Білім қорын оқу мен жұмыста пайдаланатын студенттер, аспиранттар, жас ғалымдар сізге алғыстары шексіз.

Жарияланды http://www.allbest.ru/

Ядролық магниттік резонанс

Кіріспе

Магниттік өріске орналастырылған атом үшін бірдей деңгейдегі ішкі деңгейлер арасындағы өздігінен ауысулар екіталай. Бірақ мұндай ауысулар сыртқы электромагниттік өрістің әсерінен индукцияланған түрде жүзеге асырылады. Қажетті шарт - электромагниттік өріс жиілігінің фотон жиілігімен сәйкес келуі, бөлінген ішкі деңгейлер арасындағы энергия айырмашылығына сәйкес келеді. Бұл жағдайда магниттік резонанс деп аталатын электромагниттік өріс энергиясының жұтылуын байқауға болады. Бөлшектердің түріне - магниттік моменттің тасымалдаушыларына байланысты электрондық парамагниттік резонанс (ЭПР) және ядролық магниттік резонанс (ЯМР) ажыратылады.

ядролық магниттік-резонанстық томография

1. Ядролық магниттік резонанс

Ядролық магниттік резонанс (ЯМР) – ядролардың магниттік моменттерінің қайта бағдарлануынан туындаған сыртқы магнит өрісінде спині нөлге тең емес ядролары бар заттың электромагниттік энергияның резонанстық жұтылуы. Магниттік резонанс құбылысы 1945-1946 жж. екі тәуелсіз ғалымдар тобы. Бұған дем бергендер Ф.Блох пен Э.Пурселл болды.

ЯМР-нің физикалық мәні Ядролық магниттік резонанс құбылысы жартылай бүтін спиндері 1/2, 3/2, 5/2... болатын нуклондардан тұратын атом ядроларының магниттік қасиеттеріне негізделген. Жұп массасы мен заряд сандары бар ядролардың (жұп-жұп ядролардың) магниттік моменті болмайды, ал басқа барлық ядролар үшін магниттік момент нөлге тең емес. Сонымен, ядролардың J=hI бұрыштық импульсі бар, магниттік моментке m m=J қатынасы бойынша байланысты, мұнда h – Планк тұрақтысы, I – спиндік кванттық сан және гиромагниттік қатынас.

Ядроның бұрыштық импульсі мен магниттік моменті квантталған, ал бұрыштық және магниттік моменттердің еркін таңдалған координаталар жүйесінің z осіне проекциясының меншікті мәндері мына қатынаспен анықталады: JZ=hµI, мұндағы µI ядроның меншікті күйінің магниттік кванттық саны, оның мәндері ядроның спиндік кванттық санымен анықталады µI =I, I-1, I-2, …, -I. яғни ядро ​​2I+1 күйде болуы мүмкін.

ЯМР спектрлерінде ені бойынша сызықтардың екі түрі ажыратылады. Қатты денелердің спектрлері үлкен ені бар және бұл ЯМР қолданылуы кең сызықты ЯМР деп аталады. Сұйықтарда тар сызықтар байқалады және бұл жоғары ажыратымдылықтағы ЯМР деп аталады. Ажыратымдылығы жоғары ЯМР әдісінің мүмкіндіктері берілген тұрақты өрісі бар әртүрлі химиялық орталарда бір типті ядролардың әртүрлі жиіліктерде жоғары жиілікті өріс энергиясын жұтуымен байланысты, бұл ядролардың экрандалу дәрежесінің әртүрлі болуына байланысты. қолданылатын магнит өрісінен. Ажыратымдылығы жоғары ЯМР спектрлері әдетте әртүрлі химиялық ортадағы магниттік ядроларға сәйкес келетін тар, жақсы шешілген сызықтардан (сигналдардан) тұрады. Спектрлерді жазу кезіндегі сигналдардың қарқындылығы (аудандары) әрбір топтағы магниттік ядролардың санына пропорционалды, бұл алдын ала калибрлеусіз ЯМР спектрлерін пайдалана отырып, сандық талдау жүргізуге мүмкіндік береді.

2. ЯМР биомедициналық зерттеулерде қолдану

Ядролық магниттік резонанс – магнит өрісінде орналасқан заттың (бұл жағдайда адам денесінің) электромагниттік толқындарды (оқу: радиотолқындар) таңдамалы жұтуы, бұл магниттік моменті нөлге тең емес ядролардың болуына байланысты мүмкін болады. . Сыртқы магнит өрісінде бұл ядролардың протондары мен нейтрондары кішкентай магниттер сияқты қатаң анықталған жолмен бағытталған және осы себепті өздерінің энергетикалық күйін өзгертеді. Бұл энергия деңгейлерінің арасындағы қашықтық соншалықты аз, тіпті радио сәулелену олардың арасындағы ауысуды тудыруы мүмкін. Радиотолқындардың энергиясы рентген сәулелерінен миллиард есе аз, сондықтан олар молекулаларға ешқандай зиян келтіре алмайды. Сонымен, біріншіден, радиотолқындар жұтылады. Содан кейін радиотолқындар ядролар арқылы шығарылады және энергияның төменгі деңгейлеріне ауысады. Екі процесті де ядролардың жұтылу және сәуле шығару спектрлерін зерттеу арқылы анықтауға болады. Бұл спектрлер көптеген факторларға және ең алдымен магнит өрісінің күшіне байланысты. ЯМР томографында кеңістіктік кескінді алу үшін, КТ-дан айырмашылығы, көз-детектор жүйесі (ЯМР жағдайында таратқыш антенна және қабылдағыш) арқылы механикалық сканерлеудің қажеті жоқ. Бұл мәселе әртүрлі нүктелердегі магнит өрісінің кернеулігін өзгерту арқылы шешіледі. Өйткені, бұл сигнал берілетін және қабылданатын жиілікті (толқын ұзындығын) өзгертеді. Берілген нүктедегі өріс кернеулігінің шамасын білсек, біз онымен жіберілген және қабылданған радиосигналды дәл байланыстыра аламыз. Сол. Біркелкі емес магнит өрісін құрудың арқасында антеннаны органның немесе тіннің қатаң анықталған аймағына механикалық қозғалыссыз баптауға және толқындарды қабылдау жиілігін өзгерту арқылы осы нүктелерден көрсеткіштерді алуға болады. Келесі кезең - сканерленген барлық нүктелерден ақпаратты өңдеу және кескінді қалыптастыру. Ақпаратты компьютерлік өңдеу нәтижесінде органдар мен жүйелердің «кесінділердегі» кескіндері, әртүрлі жазықтықтағы тамыр құрылымдары алынады, жоғары рұқсат етілген органдар мен тіндердің үш өлшемді құрылымдары қалыптасады.

ЯМР томографиясының артықшылықтары қандай?

Бірінші артықшылығы - рентген сәулелерін радиотолқындармен ауыстыру. Бұл тексерілетін субъектілердің (балалар, жүкті әйелдер) санына шектеулерді жоюға мүмкіндік береді, өйткені пациентке және дәрігерге сәулеленудің әсері туралы түсінік жойылады.

Екінші артықшылығы - бұл әдістің белгілі бір өмірлік маңызды изотоптарға және әсіресе жұмсақ тіндердің ең көп таралған элементтерінің бірі сутегіге сезімталдығы.

Үшінші артықшылығы - әртүрлі молекулалардағы әртүрлі химиялық байланыстарға сезімталдық, бұл кескіннің контрастын арттырады.

Төртінші артықшылық қосымша контрастсыз және тіпті қан ағымының параметрлерін анықтау арқылы тамырлы төсек кескінінде жатыр.

Бесінші артықшылығы - бүгінгі таңда зерттеудің үлкен рұқсаты - сіз өлшемдері миллиметрдің бір бөлігіндегі нысандарды көре аласыз.

Ақырында, алтыншыдан, MRI тек көлденең кескіндерді ғана емес, сонымен қатар бойлық кескіндерді де алуды жеңілдетеді.

Әрине, кез келген басқа техника сияқты, ЯМР томографиясының да кемшіліктері бар. Оларға мыналар жатады:

1. Жабдықты пайдалану және/немесе асқын өткізгіштікті қамтамасыз ету үшін қымбат технологияларды пайдалану кезінде үлкен энергия шығындарын талап ететін жоғары қарқынды магнит өрісін құру қажеттілігі.

2. Төмен, әсіресе рентгенмен салыстырғанда, бейнелеу уақытын ұлғайтуды қажет ететін ЯМР-томография әдісінің сезімталдығы. Бұл тыныс алу қозғалыстарынан кескіннің бұрмалануына әкеледі (бұл әсіресе өкпені тексеру мен жүректі тексерудің тиімділігін төмендетеді).

3. Тастарды, кальцинацияларды, сүйек құрылымдарының патологиясының кейбір түрлерін сенімді анықтау мүмкін еместігі.

4. Жүктілік ЯМР бейнелеуге салыстырмалы қарсы көрсеткіш екенін ұмытпауымыз керек.

Қорытынды

Әрбір жаңа физикалық құбылыс немесе жаңа әдіс осы құбылыс ашылған сәттен басталып, бірнеше кезеңдерден өтетін күрделі жолдан өтетінін ғылым тарихы үйретеді. Алғашында бұл құбылысты күнделікті өмірде, ғылымда немесе техникада пайдалану мүмкіндігі туралы, тіпті өте алыс болса да, ешкім ойламайды. Содан кейін эксперименттік деректер осы құбылыстың үлкен практикалық маңыздылығына барлығын сендіретін даму кезеңі келеді. Соңында, жылдам ұшу кезеңі басталады. Жаңа құралдар сәнге еніп, жоғары өнімділікке ие болып, үлкен пайда әкеледі және ғылыми-техникалық прогрестің шешуші факторына айналады. Баяғыда ашылған құбылысқа негізделген құрылғылар физиканы, химияны, өнеркәсіп пен медицинаны толтырады.

Жоғарыда келтірілген біршама жеңілдетілген эволюция схемасының ең жарқын мысалы - 1944 жылы Э.К.Завойскийдің парамагниттік резонанс түрінде ашқан және 1946 жылы резонанстық құбылыс түрінде Блох пен Пурселл тәуелсіз ашқан магниттік резонанс құбылысы. атом ядроларының моменттері. ЯМР күрделі эволюциясы скептиктерді жиі пессимистік қорытындыларға әкелді. Олар «ЯМР өлді», «ЯМР толығымен таусылды» деді. Дегенмен, осы мантраларға қарамастан және оларға қарама-қайшы, NMR алға жылжуды жалғастырды және өзінің өміршеңдігін үнемі дәлелдеді. Бұл ғылым саласы бізге бірнеше рет жаңа, көбінесе мүлдем күтпеген бағытта шығып, жаңа бағытты тудырды. ЯМР саласындағы соңғы революциялық өнертабыстар, соның ішінде ЯМР кескіндерін алудың таңғажайып әдістері ЯМР-де мүмкін болатын шекаралардың шынымен шексіз екеніне сенімді дәлелдер береді. Адамзат жоғары бағалайтын және қазір ЯМР интроскопиясының қарқынды дамуына және медицинада кеңінен қолданылуына қуатты ынталандырушы болып табылатын ЯМР интроскопиясының керемет артықшылықтары осы жаңа әдіске тән адам денсаулығына өте аз зиян келтіруде жатыр.

Пайдаланылған әдебиеттер мен дереккөздер тізімі

1. Антонов В.Ф., Коржуев А.В. Физика және биофизика: медициналық ЖОО студенттеріне арналған дәрістер курсы. - Мәскеу: GEOTAR-MED, 2004 ж.

2. Кузнецов А.Н. Айналдыру зонд әдісі. - Мәскеу: Ғылым, 1976 ж.

3. www.wikipedia.org сайтының материалдары

4. www.humuk.ru сайтының материалдары;

5. Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медициналық-биологиялық физика. - Мәскеу: Бустард, 2003 ж.

6. Хауссер К.Х., Калбитцер Х.Р. ЯМР медицина және биологиядағы: молекулалық құрылым, томография, in-vivo спектроскопия. - Киев: Наукова Думка, 1993 ж.

7. Эмануэль Н.М., Кузьмин М.Г. Электрондық парамагниттік резонанс. - Мәскеу: Мәскеу университетінің баспасы 1985 ж.

Allbest.ru сайтында жарияланған

...

Ұқсас құжаттар

Ядролық магниттік резонанстың физикалық құбылысы, оның пайда болу шарттары. Магниттік-резонанстық томография сканерінде кескінді алу принципі. Екі өлшемді кескінді алу. Тұрақты, резистивті және асқын өткізгіш томографтардың негізгі артықшылықтары.

презентация, 10/13/2013 қосылды


Қазіргі диагностика әдістері. Ядролық магниттік резонанс (ЯМР) құбылысы. ЯМР құбылысының мәні. Айналдыру әрекеті. ЯМР негізіндегі зат анализаторлары. ЯМР томографының техникалық орындалуы. Магниттік резонансты бейнелеудің негізгі блоктары.

аннотация, 12.05.2015 қосылған


Ядролық магниттік резонанстың ашылу тарихы мен мәні. Айналдыру әрекеті. Магниттік резонансты бейнелеу (МРТ) туралы түсінік. Кескіннің контрасты: протон тығыздығы, T1- және T2-салмақталған. МРТ-ның қарсы көрсеткіштері және ықтимал қауіптері.

аннотация, 06/11/2014 қосылды


Монохроматикалық жарықты таңдамалы жұту арқылы сапалық талдауда селективтілікті қамтамасыз ету. Ядролық магниттік-резонанстық спектроскопия. Толқын ұзындығы шкаласын тексеру үшін спектрлік сызықтар. Жабдықты калибрлеу, сонымен қатар үлгіні дайындау.

аннотация, 30.04.2014 қосылған


Ұрықтың тікелей визуализациясы үшін акушериядағы магнитті-резонанстық томографияның диагностикалық әдісінің артықшылықтары. Зерттеудің көрсеткіштері, әдістері және ерекшеліктері. Жүкті әйелдің МРТ-ға дайындық ерекшеліктері. Әдістің шектеулері және қауіпсіздігі.

презентация, 15.02.2016 қосылды


Электротерапия – электр тогының, магниттік немесе электромагниттік өрістердің денеге дозаланған әсерін қолдануға негізделген физиотерапия әдісі. Әсер ету механизмі және әдістердің әсері. Тұрақты және импульстік токпен өңдеу ерекшеліктері.

аннотация, 17.12.2011 қосылған


Тұйық толқындық жолдағы процестер. Толқындардың поляризациясы және суперпозициясы, толқын өткізгіштегі қозғалатын және тұрақты толқындардың резонансы. Айналмалы жиілікті генератор жүйесінің негізгі элементтері. Жылжымалы және тұрақты толқын режимдеріндегі толқын өткізгіш сақина жүйесінің VSWR.

тәжірибе есебі, 13.01.2011 қосылды


Магниттік-резонансты томография әдісінің мәні мен маңызы, оның қалыптасу және даму тарихы, қазіргі кезеңдегі тиімділігін бағалау. Бұл техниканың физикалық негіздемесі, кескінді құру тәртібі мен принциптері. Кесінді анықтау және таңдау.

аннотация, 24.06.2014 қосылған


Науқастарды зерттеу үшін ядролық физикалық құбылыстарды қолдану мүмкіндіктері. Радионуклидтік зерттеу әдістері. Клиникалық және зертханалық радиометрия. Радионуклидті сканерлеу және сцинтиграфия. Радиоизотопты диагностикалық зертхана.

аннотация, 24.01.2011 қосылған


Томографиялық әсерге жету шарттары. Рентгендік зерттеудің негізгі міндеттері мен қолдану салалары ангиография, венография және лимфография болып табылады. Компьютерлік томография әдісін қолданудың ашылу тарихы, жұмыс істеу принципі және артықшылықтары.

Магниттік резонансты бейнелеу (МРТ) адам ағзасының ішкі құрылымдарының суреттерін инвазивті емес алуға мүмкіндік беретін радиациялық диагностиканың заманауи әдістерінің бірі болып табылады.

Бұл әдіс 1970-ші жылдардың аяғында «ядролық» сөзімен теріс байланыстарға байланысты ядролық магниттік-резонанстық бейнелеу (NMRI) емес, магниттік-резонансты бейнелеу деп аталды. МРТ ғалымдар молекулалардың химиялық және физикалық қасиеттері туралы деректерді алу үшін қолданатын спектроскопиялық әдістемесі ядролық магниттік резонанс (ЯМР) принциптеріне негізделген.

МРТ адам денесі арқылы өтетін жұқа бөліктерден ЯМР сигналының кескіндерін шығаратын томографиялық бейнелеу әдісі ретінде пайда болды. МРТ томографиялық бейнелеу әдісінен көлемді бейнелеу әдісіне дейін дамыды.

МРТ артықшылықтары

Рентгенологиялық диагностиканың басқа әдістерімен салыстырғанда МРТ-ның ең маңызды артықшылығы болып табылады:
иондаушы сәулеленудің болмауы және соның салдары ретінде тәуекелі рентгендік сәулеленумен байланысты (өте аз дәрежеде болса да) канцерогенез және мутагенез әсерлері.
МРТ пациенттің денесінің анатомиялық ерекшеліктерін ескере отырып, кез келген жазықтықта зерттеу жүргізуге және қажет болған жағдайда әртүрлі құрылымдардың салыстырмалы орналасуын дәл бағалау үшін үш өлшемді кескіндерді алуға мүмкіндік береді.
МРТ жұмсақ тіндердің жоғары контрастына ие және адам ағзасының әртүрлі мүшелері мен тіндерінде дамитын патологиялық процестерді анықтауға және сипаттауға мүмкіндік береді.
МРТ ісіну мен сүйек инфильтрациясын анықтауда жоғары сезімталдық пен спецификаға ие жалғыз инвазивті емес диагностикалық әдіс болып табылады.
MR спектроскопиясының және диффузиялық МРТ-ның дамуы, сондай-ақ жаңа органотропты контраст агенттерін жасау «молекулярлық бейнелеуді» дамыту үшін негіз болып табылады және in vivo гистохимиялық зерттеулерге мүмкіндік береді.
МРТ ми мен жұлынның кейбір құрылымдарын, сондай-ақ басқа жүйке құрылымдарын жақсы көрсетеді, сондықтан ол жүйке жүйесінің зақымдануын, ісік түзілімдерін диагностикалау үшін, сондай-ақ онкологияда жиі қолданылады; ісік процесінің болуы және дәрежесі

МРТ физикасы

МРТ бұл құбылысқа негізделген ядролық магниттік резонанс, 1946 жылы ашылған физиктер Ф.Блох пен Э.Пурселл (физика бойынша Нобель сыйлығы, 1952 ж.). Бұл құбылыстың мәні статикалық магнит өрісінің әсерінен кейбір элементтердің ядроларының радиожиілік импульсінің энергиясын қабылдау қабілетінде жатыр. 1973 жылы Америкалық ғалым П.Лотербур ядролық магниттік резонанс құбылысын сигналдың кеңістіктік локализациясы үшін градиентті магнит өрістерін енгізумен толықтыруды ұсынды. Сол кездегі компьютерлік томографияда (КТ) сканерлеуде қолданылған кескінді қалпына келтіру протоколын қолдана отырып, ол алғашқы MR кескінін ала алды. Кейінгі жылдары МРТ бірқатар сапалы өзгерістерге ұшырап, қазіргі уақытта радиологиялық диагностиканың ең күрделі және әр алуан әдісіне айналды. МРТ принципі адам ағзасындағы кез келген ядродан сигнал алуға мүмкіндік береді, бірақ ең үлкен клиникалық маңыздылығы биоорганикалық қосылыстардың бөлігі болып табылатын протондардың таралуын бағалау болып табылады, бұл әдістің жоғары жұмсақ тіндік контрастын анықтайды, яғни. ішкі ағзаларды тексеру.

Теориялық тұрғыдан алғанда, протондардың және/немесе нейтрондардың тақ саны бар кез келген атомдар магнитті болып табылады. Магниттік өрісте бола отырып, олар оның сызықтары бойынша бағытталған. Сыртқы айнымалы электромагниттік өрісті қолданған жағдайда, шын мәнінде диполь болып табылатын атомдар электромагниттік өрістің жаңа сызықтары бойынша тураланады. Күштің жаңа сызықтары бойынша қайта реттелгенде, ядролар қабылдағыш катушкалар арқылы анықталатын электромагниттік сигнал жасайды.

Магниттік өрістің жойылу фазасында дипольдік ядролар өздерінің бастапқы орындарына оралады, ал бастапқы қалыпқа оралу жылдамдығы екі уақыт константаларымен, T1 және T2 анықталады:
T1қозған ядролардың энергия жоғалту жылдамдығын көрсететін бойлық (спин-тор) уақыт
T2қозған ядролардың бір-бірімен энергия алмасу жылдамдығына байланысты көлденең релаксация уақыты

Тіндерден алынған сигнал протондар санына (протон тығыздығы) және T1 және T2 мәндеріне байланысты. МРТ-да қолданылатын импульстік тізбектер қалыпты және патологиялық тіндер арасында максималды контрастты жасау үшін T1 және T2 тіндері арасындағы айырмашылықтарды жақсырақ пайдалануға арналған.

МРТ көмегімен кескіндердің көп түрлерін алуға мүмкіндік береді импульстік тізбектерэлектромагниттік импульстердің әртүрлі уақыт сипаттамаларымен.

Импульстік интервалдар T1 және T2 айырмашылықтарын қаттырақ көрсететіндей етіп құрастырылған. Ең жиі қолданылатын тізбектер «инверсияны қалпына келтіру» (IR)Және "айналдыру жаңғырығы" (SE), олар протонның тығыздығына байланысты.

МРТ диагностикалық мүмкіндіктерін анықтайтын негізгі техникалық параметр, болып табылады магнит өрісінің күші, өлшенген Т(tesla). Жоғары өрісті томографтар (1-ден 3 Т-ге дейін) функционалдық зерттеулерді, ангиографияны және жылдам томографияны қоса алғанда, адам денесінің барлық аймақтарын зерттеудің ең кең ауқымын жасауға мүмкіндік береді. Бұл деңгейдегі томографтар жоғары технологиялық кешендер, тұрақты техникалық бақылауды және үлкен қаржылық шығындарды талап етеді.

Қарсы, төмен өрісті томографтарәдетте үнемді, жинақы және техникалық және пайдалану тұрғысынан аз талап етеді. Дегенмен, төмен өрісті томографтарда шағын құрылымдарды визуализациялау мүмкіндігі төменгі кеңістіктік рұқсатпен шектеледі, ал зерттелетін анатомиялық аймақтардың диапазоны негізінен бас миы мен жұлынмен және үлкен буындармен шектеледі.

МРТ көмегімен бір анатомиялық аймақты зерттеу кіредібірнеше импульстік тізбектердің орындалуы. Әртүрлі импульстік тізбектер адам ұлпаларының спецификалық сипаттамаларын алуға, сұйық, май, ақуыз құрылымдарының немесе парамагниттік элементтердің (темір, мыс, марганец және т.б.) салыстырмалы құрамын бағалауға мүмкіндік береді.
Стандартты MRI хаттамалары мыналарды қамтиды T1 өлшенген кескіндер (майдың немесе қанның болуына сезімтал)Және T2 өлшенген кескіндер (ісіну мен инфильтрацияға сезімтал)екі немесе үш ұшақта.

Құрамында іс жүзінде протондары жоқ құрылымдар(қыртыс сүйегі, кальцинациялар, фиброкартилагинозды тіндер), сондай-ақ артериялық қан ағымы T1 және T2 өлшенген суреттерде сигнал қарқындылығы төмен.

Оқу уақытыәдетте анатомиялық аймаққа және клиникалық жағдайға байланысты 20-дан 40 минутқа дейін созылады.

Гиперваскулярлық процестердің диагностикасы мен сипаттамасының дәлдігі(ісік, қабыну, тамырлы ақаулар) көктамырішілік қолданғанда айтарлықтай артуы мүмкін. контрастты күшейту. Көптеген патологиялық процестер (мысалы, мидың кішкентай ісіктері) көбінесе ішілік контрастсыз анықталмайды.

Сирек жер металдары MR контраст агенттерін жасау үшін негіз болдыгадолиний (дәрі) Магневист). Таза түрінде бұл металл өте улы, бірақ хелат түрінде ол іс жүзінде қауіпсіз болады (нефротоксичность жоқ). Жағымсыз реакциялар өте сирек кездеседі (жағдайлардың 1%-дан азы) және әдетте жеңіл (жүрек айнуы, бас ауруы, инъекция орнында жану, парестезия, бас айналу, бөртпе). Бүйрек жеткіліксіздігінде жанама әсерлердің жиілігі артпайды.
Жүктілік кезінде MR-контраст агенттерін енгізу ұсынылмайды, өйткені амниотикалық сұйықтықтан клиренс жылдамдығы белгісіз.

МРТ үшін контраст агенттерінің басқа кластары әзірленді, соның ішінде: органға тәнЖәне тамырішілік.

МРТ шектеулері мен кемшіліктері

Зерттеудің ұзақ ұзақтығы (20-дан 40 минутқа дейін)
жоғары сапалы кескіндерді алудың алғышарты - бұл тынышсыз науқастарда седация немесе қатты ауруы бар науқастарда анальгетиктерді қолдану қажеттілігін анықтайтын пациенттің тыныш және қозғалыссыз жағдайы.
науқастың кейбір ерекше позицияларда ыңғайсыз, физиологиялық емес күйде қалу қажеттілігі (мысалы, үлкен науқастарда иық буынын тексеру кезінде)
жабық кеңістіктерден қорқу (клаустрофобия) емтиханға еңсерілмейтін кедергі болуы мүмкін
артық дене салмағы бар науқастарды (әдетте 130 кг-нан астам) тексеру кезінде томограф үстеліндегі жүктемеге байланысты техникалық шектеулер.
Зерттеуге шектеу томограф туннельінің диаметріне сәйкес келмейтін бел шеңбері болуы мүмкін (магниттік өрістің күші төмен ашық типті томографтардағы зерттеулерді қоспағанда)
кальцинацияларды сенімді анықтау және сүйек тінінің минералдық құрылымын бағалау мүмкін еместігі (жалпақ сүйектер, қыртыстық пластиналар)
өкпе паренхимасының егжей-тегжейлі сипаттамасына мүмкіндік бермейді (бұл аймақта ол КТ мүмкіндіктерінен төмен)
КТ-ға қарағанда әлдеқайда үлкен дәрежеде қозғалыс артефактілері (томограммалардың сапасы пациенттің қозғалысындағы артефакттарға байланысты күрт төмендеуі мүмкін - тыныс алу, жүрек соғысы, тамырлардың пульсациясы, еріксіз қозғалыстар) және металл заттар (дене ішінде немесе заттарда бекітілген) киімнің ), сондай-ақ томографтың дұрыс орнатылмауынан
Бұл зерттеу әдістемесін тарату және енгізу жабдықтың (томограф, RF катушкалары, бағдарламалық қамтамасыз ету, жұмыс станциялары және т.б.) және оған техникалық қызмет көрсетудің жоғары құнына байланысты айтарлықтай шектелген.

МРТ (магнитті резонансты бейнелеу) негізгі қарсы көрсетілімдері:

абсолютті:
жасанды кардиостимуляторлардың болуы
үлкен металл импланттардың, фрагменттердің болуы
қан тамырларындағы металл қапсырмалардың, қысқыштардың болуы
жасанды жүрек қақпақшалары
жасанды буындар
науқастың салмағы 160 кг-нан жоғары

!!! Металл тістердің, алтын жіптердің және басқа тігіс пен бекітетін материалдың болуы суреттің сапасын төмендетсе де, МРТ зерттеуіне қарсы көрсетілім болып табылмайды.

туыс:
клаустрофобия - жабық кеңістіктерден қорқу
эпилепсия, шизофрения
жүктілік (бірінші триместр)
науқастың өте ауыр жағдайы
зерттеу кезінде науқастың қозғалмауы

Көп жағдайда МРТ зерттеуге арнайы дайындық қажет емес., бірақ жүрек пен оның тамырларын тексергенде кеудедегі түкті қыру керек. Зерттеу кезінде жамбас мүшелері(қуық, қуық асты безі) толық қуықпен келу керек іш қуысы мүшелеріаш қарынға жүргізіледі.

!!! МРТ сканері бөлмесіне металл заттарды әкелуге болмайды, өйткені олар магнит өрісімен жоғары жылдамдықпен тартылып, емделушіге немесе медициналық персоналға зақым келтіруі және сканерді біржолата зақымдауы мүмкін.