5. Реконструирование изображений в МРТ

Если бы каждая из трех спиновых областей испытывала разное магнитное поле, можно было бы отобразить их положения. Градиент магнитного поля позволяет сделать это (рис. 5.1). Градиентом магнитного поля является изменение магнитного поля в зависимости от положения. Одномерный градиент магнитного поля - это изменение относительно одного направления, тогда как двумерный градиент - изменение относительно двух. Наиболее используемым видом градиентом в магнитно-резонансной томографии является одномерный линейный градиент магнитного поля. Одномерный градиент магнитного поля вдоль оси x магнитного поля B₀ означает, что магнитное поле увеличивается по направлению x. Длина вектора показывает величину магнитного поля. [11]

Рисунок 5.1 - Градиент магнитного поля.

магнитный резонанс томография спиновой

Точка в центре магнита, где (x,y,z) =0,0,0 называется изоцентром магнита. В изоцентре магнитное поле имеет напряженность B₀ и резонансная частота равна ₀.

Если линейный градиент магнитного поля применить к гипотетической голове с тремя спин содержащими областями, эти области будут испытывать разные магнитные поля (рис. 5.2).

Рисунок 5.2 - Области с разными магнитными полями.

Следствием этого будет являться ЯМР-спектр с более чем одним сигналом. Амплитуда сигнала пропорциональна числу спинов в плоскости, перпендикулярной градиенту. Этот процесс называется частотным кодированием и делает резонансную частоту пропорциональной положению спина.

Этот принцип является основой всей магнитно-резонансной томографии. Для того чтобы понять как из ЯМР-спектра создается изображение, рассмотрим метод обратного проецирования.

С нескольких углов применяется одномерный градиент поля и для каждого градиента регистрируется ЯМР-спектр. К примеру, допустим, что нам необходимо изображение плоскости YZ объекта. Градиент магнитного поля по направлению +Y применяется к объекту и регистрируется ЯМР-спектр.

Второй ЯМР-спектр регистрируется с градиентом углом в один градус к оси +Y. Процесс повторяется 360 раз между 0^o и 359^o.

После того, как получены все данные, они могут быть восстановлены по проекциям пространства в компьютерной памяти (рис. 5.3).

Рисунок 5.3 - Восстановление данных.

Изображение можно увидеть после нивелирования (определения разности точек) фоновой интенсивности.

Схема обратного отображения называется обратным преобразованием Радона.

Заключение

Метод МРТ вышел за рамки лабораторных исследований совсем недавно - в начале 80-х годов и к настоящему времени развитие компьютерной и измерительной техники и появление новейших технологий создания однородных магнитных полей поставили его в один ряд с методами КТ, а в некоторых случаях и вывели на первое место.

МРТ строится по переизлучению радиоволн ядрами водорода (протонами), содержащимися в тканях тела, сразу же после получения ими энергии от радиоволнового сигнала, которым облучают пациента. Таким образом, контрастность тканей отражает особенности «внутренних», ядерных структур вещества, и она зависит от ряда таких факторов, как строение вещества, взаимодействие между молекулами, молекулярное движение (диффузия, кровоток), что позволяет не только дифференцировать на изображении патологические и здоровые ткани, но и дает возможность наблюдать отражение функциональной деятельности отдельных структур. Выбирая форму облучающего радиоволнового сигнала или импульсной последовательности, можно выделить влияние на тканевую контрастность одного какого-нибудь параметра, и одна и та же ткань на одной МРТ может получиться светлой, а на другой - темной.

Методы ЯМР находят все более широкое применение для изучения технологических процессов в заводских лабораториях, а также для контроля и регулирования хода этих процессов в различных технологических коммуникациях непосредственно на производстве. Исследования последних пятидесяти лет показали, что магнитно-резонансные методы позволяют обнаруживать нарушения протекания биологических процессов на самой ранней стадии. Разработаны и выпускаются установки для исследования всего тела человека методами магнитного резонанса (методами ЯМР-томографии).

Что касается стран СНГ, и прежде всего России, то методы магнитного резонанса (особенно ЯМР) к настоящему времени заняли прочное место в научно-исследовательских лабораториях этих государств. В различных городах (Москве, Новосибирске, Казани, Таллине, Санкт-Петербурге, Иркутске, Ростове-на-Дону и др.) возникли научные школы по использованию указанных методов со своими оригинальными задачами и подходами к их решению.

Так как большинство МР томографов закрытого типа, то это доставляет небольшой дискомфорт пациенту. Такие томографы небезопасны для людей с клаустрофобией. Так же для достаточно качественного МР-снимка необходимо, чтобы человек находился в обездвиженном состоянии.

Всем известно, что МР-томографы дорого стоят и один сеанс МРТ так же стоит немалых денег. Исходя из этого, с технической стороны МР-томографы должны быть качественно реализованы, а обслуживающий персонал должен знать аппаратуру и порядок проведения процедуры.

Тем не менее, в различным клиниках и больницах существует недельная (и даже на месяц вперед) запись на сеансы МРТ.

Список используемых источников

1. Марусина М.Я., Казначеева А.О. Современные виды томографии. Учебное пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006, 132с.

2. Галайдин П.А., Замятин А.И., Иванов В.А. Основы магниторезонансной томографии. Учебное пособие. - СПб: СпбГИТМО (ТУ), 1998, 24с.

3. Тютин Л.А., Рохлин Г.Д., Неронов Ю.И.. «Протонная Магнитно-Резонансная Спектроскопия головного мозга», Сб. «Магнитно-Резонансная томография в клинической практике» // Изд. ЦНИРРИ. С-Петербург, 1996, с. 67-71.

4. Верещагин Н.В., Борисенко В.В., Власенко А.Г. Мозговое кровообращение. Современные методы исследования в клинической неврологии М.: Интер-Весы, 1993, с. 87-143

5. Ринкк П.А. Магнитный резонанс в медицине. Основной учебник Европейского Форума по магнитному резонансу. - М.: Геотар-Мед, 2003.

6. Коновалов А.Н., Корниенко В.Н., Пронин И.Н. Магнитно-резонансная томография в нейрохирургии. - М.: Видар, 1997, 472с.

7. Верещагин Н.В., Борисенко В.В., Власенко А.Г. Мозговое кровообращение. Современные методы исследования в клинической неврологии. - М.: Интер-Весы, 1993, с. 87-143

8. Марусина М.Я., Казначеева А.О. Современные виды томографии. Учебное пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006, 132с.

9. Прошин Е.М. Основы интроскопии и компьютерной томографии: учеб. пособие для вузов/ Е.М. Прошин. - Рязань: РГРТУ, 2011, 160 с.

10. Воронов В.К. Ядерный магнитный резонанс //Соровский образовательный журнал, №10, 1996, с.70-75

11. Хорнак Джозеф П. Основы МРТ,пер. с англ. Гиппа И.Н. - Центр визуализирующих методов, Технологический институт Рочестера, 2003

Размещено на Allbest.ru