1

ПЕРЕДМОВА

Робота присвячена методам інтроскопії непрозорих для видимого світлаоб'єктів за допомогою ядерного магнітного резонансу (ЯМР). Щоб спостерігатице явище, об'єкт поміщають в постійне магнітне поле і піддаютьдії радіочастотних та градієнтних магнітних полів. У котушцііндуктивності, навколишнього досліджуваний об'єкт, виникає невеликаелектрорушійна сила (ЕРС), амплітудно-частотний спектр якої іперехідні в часі характеристики несуть інформацію про просторовоїщільності резонуючих атомних ядер, а також про інші параметри,специфічних тільки для ядерного магнітного резонансу. Після обробкина ЕОМ ця інформація переходить у ЯМР-зображення, яке характеризуєщільність хімічно еквівалентних ядер, часи релаксації ядерногомагнітного резонансу, розподіл швидкостей потоку рідини, дифузіюмолекул і біохімічні процеси обміну речовин у живих тканинах.

Контраст ЯМР-зображень можна збільшити, вводячи в організм різніпарамагнітні речовини. Методи ЯМР-інтроскопії дозволяють стежити запроцесами надходження в організм та видалення з нього атомних ядер,наприклад фтору-19, які в нормальних умовах або відсутні ворганізмі, або містяться в незначних концентраціях. Завдяки зазначенимвластивостям ЯМР-інтроскопія стала самим потужним і багатогранним методомдіагностики в медицині, витіснивши на другий план реконструктивнурентгенівську томографію, а також акустоскопію.

ЯМР-інтроскопія розвивається стрімкими темпами. Цьому,Зокрема, сприяє те, що даний метод діагностики нешкідливий дляздоров'я людини. На відміну від рентгенівських методів діагностики ЯМР -інтроскопія дає можливість отримувати як окремі ЯМР-зображення, так ікінокадри, що містять велику кількість ЯМР-зображень. Було зафіксованокілька випадків, коли злоякісна пухлина в мозку людинисвоєчасно виявлялася за допомогою ЯМР-інтроскопії, у той час якрентгенівські методи діагностики виявляли цю хворобу на більш пізньомустадії, і лікування ставало неможливим. Є всі підставиприпускати, що методом ЯМР-інтроскопії буде вирішена проблема ранньоїдіагностики раку, а також багатьох інших хвороб людини.

РАДІОЧАСТОТНИХ Котушки

Радіочастотні (РЧ) котушки ЯМР-спектрометрів і ЯМР-інтроскопіяпризначені для підведення РЧ-поля до зразка і для знімання РЧ-відгукусистеми спинів. Ці функції розділені в схрещених РЧ-котушках, якіперпендикулярні один до одного. Обидві зазначені функції може виконувати один РЧ-котушка, якщо в передавальної приймальні системі є Дуплексери абоеквівалентна розв'язуються ланцюг. У ЯМР-інтроскопія використовують яксоленоідальние, так і сідловидна РЧ-котушки. Амплітуда РЧ-поля воднорідному соленоїді

В1 = 300 (W (Q ((с (Vc) 1/2,

де В1 виражено в мкТл, РЧ - потужність W в Вт, обсяг РЧ - котушки Vc всм3. Постійна часу наростання напруги в такому соленоїді

tH = 2Q/((o,

2де Q - добротність РЧ - котушки. Одиночна РЧ - котушка створює самувелику амплітуду В1 РЧ - поля у зразку заданого обсягу Vc.

Відношення сигналу до шуму S/N в ланцюзі налаштованої РЧ - котушкизмінюється як корінь квадратний з Q, і тому доцільно матибільш високу Q. Однак час, що витрачається на розділення двох сусідніхциклів опромінення, пропорційно добротності. Тому в ЯМР-інтроскопія
, В яких використовують імпульсні методи формування ЯМР - зображень,добротність обмежена.

Щоб отримати однорідне РЧ - поле за обсягом зразка, булипобудовані сідловидна РЧ-котушки натомість однорідних соленоідальних.
Варіації амплітуди магнітного поля за обсягом зразка мінімальні, якщоh/D = 1.6554, c = 120.76 (, (рис 1), і магнітне поле перпендикулярно осіциліндра. У оптимальної конфігурації сідловидна РЧ-котушки похідні відцентрального поля другого порядку по координаті звертаються в нуль длябудь-якого напрямку. Зауважимо, що сідловидна геометрію з протилежниминапрямками електричних струмів використовують також у градієнтних котушкахмагнітного поля.
Однак оптимальні значення h/D і (будуть іншими. Оптимізацію геометрії вцьому випадку визначає деяка комбінація похідних від центральногомагнітного поля по координаті третього порядку.

Для розширення області однорідного РЧ-поля в соленоідальнойкотушці вводять змінний крок між витками. Аналіз показав, що радіальнанеоднорідність порівнянна з аксіальної неоднорідністю або менше її, і обидвівказані неоднорідності поліпшуються, якщо оптимально зменшувати крок намотуваннядо країв соленоїда. Геометрія такого соленоїда фіксується за допомогоючотирьох гребінок, виготовлених з нітриду бору. Таким чином, булоотримано дворазове збільшення однорідності РЧ-поля на частоті vo = 270
MГц.

Порівняльний аналіз соленоідальной і сідловидна РЧ-котушок для
ЯМР-інтроскопія, в яких використовують імпульсні методи формування ЯМР -зображень, показує, що відношення сигналу до шуму в соленоідальной РЧ -котушці приблизно в 3 рази, а добротність Q приблизно в 2 рази більше, ніж усідловидна РЧ-котушці на частотах 20 МГц. Причина цього в тому, щомагнітна енергія в сідловидна РЧ-котушці концентрується поблизупровідників і не проходить через зразок, який знаходиться в центрі РЧ -котушки.

В імпульсних ЯМР-інтроскопія зразок порушується імпульсами РЧ -поля з пікової потужністю близько 102-103 Вт при середньому квадратичненапрузі 100 В. Тим часом потужність реєстрованого сигналу дорівнює всього 10
- 6 Вт Щоб придушити залишкові осциляції струму на 180 (В в схрещених РЧ-котушках, потрібен час відновлення близько 14 td, де td (постійначасу спаду резонансної ланцюга, що дорівнює 2Q/wo, а в разі однієї РЧ-котушкицей час зростає до 21td. Блокування корисної інформації протягомчасу відновлення призводить до амплітудні і фазовим перекручувань уреєструється сигналі ССІ.
Передающе-приймальня РЧ-котушка ЯМР-інтроскоп для об'єктів великоїрозміру показана на малюнку 2. Це сідлоподібна котушка Гельмгольца,що містить усього два витка мідної смужки, намотаних на циліндр діаметром
30 см. спеціальні соленоідальние РЧ-котушки для голови людини булистворені в Абердині. Статичне магнітне поле Абердинського ЯМР-інтроскопорієнтований вертикально, а магнітне РЧ-поле горизонтально вздовж осіложа, на якому лежить пацієнт (рис.3). Два соленоїда з кроком обмотки 1.1 смі діаметром 27.6 см мають ділянку

3довжиною 5.5 см, вільний від витоків. Варіації амплітуди РЧ-поля в описанійконструкції здвоєного соленоїда складають близько 9 (на довжині 14 см, що в
4.4 рази менше варіації в однорідному соленоїді тих же розмірів. Щоб недопустити розладу РЧ-котушки після приміщення пацієнта, між головоюпацієнта і РЧ-котушкою містився екран Фарадея, який одночаснозменшував діелектричні втрати в тілі пацієнта. Екран складався з 90 міднихпровідників діаметром 1.8 мм, рівномірно укладених паралельно осі РЧ -котушки. Щоб центральна трансаксіальная площину була Еквіпотенціальнапід нульовим потенціалом, РЧ-котушка для голови людини працювала велектрично збалансованому режимі. Тому не було необхідностізаземляти провідники екрана Фарадея, і кожен провідник міг бутиелектрично ізольований. Резонансна частота РЧ-котушки дорівнює 1.7 МГц,добротність Q0 = 460 без пацієнта і Q0 = 330 з пацієнтом. З цих значеньвипливає, що індуктивні втрати становлять 1/3 повних втрат у процесіформування ЯМР-зображень голови людини.

Щоб зменшити розмір РЧ-котушки і тим самим збільшити відношеннясигналу до шуму, була розроблена РЧ-котушка у формі схрещених еліпсовмал.4. Обмотка складалася з двох витків мідного дроту, намотаних нациліндричний каркас або послідовно, або паралельно. РЧ-поле вній могло бути направлена як паралельно осі циліндричного каркаса, такі перпендикулярно. Якщо генератор РЧ-поля приєднаний до клем ab, топорушується поперечне В1 (a, b) поле, а якщо до генератора приєднаніклеми cd, то порушується поздовжнє В1 (c, d) поле. РЧ-котушка зпаралельної обмоткою характеризується тим, що РЧ-напруга, прикладенадо клем ab, практично не створює напруги на клемах cd, і навпаки.
Тому РЧ-потужність можна передавати через одну пару клем. Можлива такожсхема, в якій перемикач-дуплексор з'єднаний з кожною парою клем,так що можна одночасно реєструвати ЯМР-сигнали від двох різнихядер, гіромагнітного відносини яких не сильно відрізняються один від одного,наприклад, ядра 1Н та 19F. Відомо, що в цьому випадку статичне магнітнеполе повинно бути орієнтоване уздовж осі х (рис. 4) перпендикулярно векторах
В1, АВ і В1, CD одночасно.

Конструкція РЧ-котушок, що використовуються в методі ЯМР-інтроскопії зградієнтом РЧ-поля за обсягом зразка, показано на малюнку 5. Передавальна РЧ-котушка, яка формує градієнт РЧ-поля, складається з чотирьох витків вверхній частині і одного витка в нижній частині. приймальня РЧ-котушка виконанау формі соленоїда. Основний недолік такої конструкції РЧ-котушок в тому,що для зразків, довжина яких порівнянна з довжиною передавальної РЧ-котушки,виникають артефакти на ЯМР-зображеннях. Причиною виникнення цихатерфактов в тому, що фази сигналів, що йдуть від різних частин зразка,розрізняються.

знімання та обробки даних

Отсчітиваніе аналогових ЯМР-сигналів ведуть на регулярнійпослідовності дискретних моментів часу, що йдуть з тактовим періодом,який задовольняє класичній теоремі відліків. Перед кожним черговимотсчітиваніем виробляють інтегрування ЯМР-сигналу практично протягомвсього тактового періоду. Накопичений сигнал скидають перед початкомчергового циклу накопичення. Тактова частота може досягати 107 Гц, адіапазон вимірюваних частот близько 10 кГц. Проінтегрувати сигналиоброблялися в аналогово-цифро

4вом перетворювачі, які приймають вигляд набору двійкових знаків від 5 до
14 розрядів. Щоб зафіксувати ланцюжок цифр, використовують швидкепристрій накопичення цифрової інформації.

Комп'ютер процесор у ЯМР-інтроскопії використовують для виконаннядискретного перетворення Фур'є великого масиву даних, а також длявиконання інших математичних операцій, які виникають в процесіотримання ЯМР-зображень. Тільки в ЯМР-інтроскопія прямого скануванняабо при використанні топічного методу шукані дані отримують придопомогою простої перетасовки даних в заданому форматі. Найбільший обсягобчислень виконують при використанні Проекційно-реконструктивногометоду ЯМР-інтроскопії. Великий обсяг проміжних даних зберігають увеликих системах пам'яті й повертають назад в пам'ять після проведеннявідповідних обчислювальних операцій.

ЯМР-зображення, що надійшли з ЯМР-інтроскоп, можуть бутипіддані апостеріорного обробці з метою підвищення контрасту і якостізображення, а також для розпізнавання образів, кореляційного та іншихметодів діагностики. Докладний аналіз методів цифрової обробки ЯМР -зображень виходить за рамки цієї роботи.

Системи відображення ДАНИХ

ЯМР-зображення у своєму первинному вигляді відображаються на екранікатодно-променевої трубки або растрового дисплея, керованого комп'ютером.
Зображення на екрані катодно-променевої трубки формують модуляцією учасу інтенсивності електронного пучка. Щоб підвищити кількість різнихградацій, використовують метод модуляції часу експозиції. На вхід такогопристрої вихідні дані надходять у формі слів з 4 біт в еквівалентнийінтервал часу експозиції. З цією метою табличні дані вводять взапам'ятовуючий пристрій тільки для зчитування (ROM). Організація останньогомає вигляд 16 слів (8 біт, так що будь-яке значення дискретного сигналу вформі слова з 4 біт у випадку 16 градацій яскравості адресує одне слово з 8біт у зазначеній таблиці. Потім слова з 8 біт завантажують у восьмизаряднийлічильник імпульсів, що управляється тактовими імпульсами таким чином,що час, необхідний для скидання показників лічильника імпульсів до нуля,пропорційно логарифму значення дискретного сигналу відповідно дозаконом Вебера (Фехнера для зору. В такому пристрої тактова частотадорівнює 10 МГц, ширина смуги частот дисплея 5 МГц. Формування ЯМР -зображення на дисплеї з растром 128 (128 елементів займає близько 1/4 с.
Цифровий-аналоговий конвентор має десятирозрядний слова. Щобвідображати на дисплеї дані, інтенсивність яких перевищує лімітзначення, використовують паралельно програмований ROM.

Псевдоцветное ЯМР-зображення знайде широке застосування в клініці,так як воно полегшує встановлення точного діагнозу і зменшує напругу, зяким повинен працювати оператор. Псевдоцветное зображення формують накольоровому телевізійному моніторі. Особливий інтерес для медицини має системаодночасного відображення спінової щільності f (x) і часів спін -граткових релаксації Т1 (х). Варіації Т1 передаються в кольоровій шкалі, аспінові щільність f - в шкалі інтенсивності. Інтерфейс дисплеясинхронізує керуючі сигнали і постійно в режимі швидкого оновленнязображення конвентірует цифрові значення інтенсивності ЯМР-зображення ввідеосигнал.

5
Фотографічні копії ЯМР-зображення можна отримати або безпосередньоз екрана кольорового монітора, або за допомогою фотосканера, керованогокомп'ютером. На фотопапері отримують як чорно-білі, так і кольорові копії
ЯМР-зображень. Пристрій містить традиційний Графобудівник,з'єднаний через інтерфейс з мінікомп'ютері. Кольорова копія ЯМР -зображення створюється за допомогою трьох джерел світла різногоспектрального складу, при цьому світло доходить до фотографічної паперирозміром 20 (20 см через волоконно-оптичний кабель. Час отриманнямонохромного копії ЯМР-зображення становить 3 хвилини, а кольорового 12хвилин. Є можливість зменшити цей час в 3 рази.

ЗАСТОСУВАННЯ ЯМР - інтроскопія В МЕДИЦИНІ

При зіставленні різних методів отримання ЯМР-зображень зазвичайвказують три характеристичних параметра (
1. Відношення сигналу до шуму.
2. Час отримання ЯМР-зображення.
3. Просторовий дозвіл.
Відношення сигналу до шуму дорівнює відношенню EDS, індукованої в приймальні РЧ-котушці, до середньої квадратичне амплітуді теплових шумів Un:

S/N = (/ Un,де

Un = (4kTcR (() 1/2;

Tc ((абсолютна температура котушки; R (електричний опір;
(((Ширина смуги частот всій приймальної системи. Так як ЯМР-сигналиреєструють фазово-чутливим детектором, то в формулу для відносини
S/N входить відношення амплітуд сигналів, а не енергій. ЕРС дорівнює

(((В1) ху М (0 Vs ((0 B0 (B1) xyVs ((02 Vs (B1) xy

при (о (5 МГц. У РЧ-котушці соленоідального виду поле В1 для одиничногоструму одно

В10 = (n ((1,

де а - радіус котушки; 2b - її висота; (0 - сприйнятливість вільногопростору; n - число витків в котушці. З урахуванням скін - ефектуелектричний опір котушки

R 3/2 (((((a n2)/(2 (g) (n ((1,

6де (- опір котушки; ((3 - 6 - фактор близькості; (- товщинаскін-шару. В області частот (0 (1МГц відношення сигналу до шуму вимірюєтьсяяк ступінь 7/4 від лармовой частоти. При високих частотах, коли основнівтрати РЧ-потужності відбуваються у зразку, це співвідношення переходить влінійне. Для об'єктів великих розмірів, наприклад для тіла людини,необхідно врахувати скін-ефект і електричний опір тканин,яке дорівнює (1 (, а товщина скін-шару складає 80 мм при (0 = 40 МГц
. Через ослаблення РЧ-поля кут нутації (стає функцією глибини z:

((/ 2 = B10 tp exp (- z/().

Розкид кута нутації по глибині компенсують , вибираючи для кожної глибини zвідповідну амплітуду РЧ-поля.

Моделюючі розрахунки ефектів ослаблення і зсуву по фазіелектромагнітного поля в різних тканинах людини показують, що в ЯМР -інтроскопія, призначених для отримання ЯМР-зображень людини,частота Лармона не повинна бути більше 10 МГц.

Тіло людини, вміщений у РЧ-котушку ЯМР-інтроскоп, можнарозглядати як електричний опір з Z = 1.87 (, якевключено послідовно з електричним опором соленоідальной РЧ -котушки, що має R = = 1.56 (. При цьому повне ефективний опіродно R '= R + Z = 3.43 (. Амплітуда шуму Un зростає в =рази. Саме в стільки раз (і не більше!) Зростає відношення сигналу дошуму, якщо охолодити РЧ-котушку до надпровідного стану.
Наведена вище оцінка відношення сигналу до шуму вірна для прямого методускавання, і в усіх інтегральних та многопланарних методи отримання
ЯМР-зображень відношення сигналу до шуму в еквівалентних умовахзначно вище. Зазначений чинник дозволяє знизити потрібний часотримання ЯМР-зображення аж до 1с.

Важлива перевага методів інтроскопії за допомогою ядерногомагнітного резонансу в тому, що тут немає іонізуючого випромінювання. Цейфакт став вирішальним стимулом швидкого розповсюдження ЯМР-інтроскопія вклініках. У процесі знімання даних про ЯМР-зображенні тіло людинипіддається дії трьох агентів: статичного магнітного поля,перемикаються або осцілірующіх градієнтних магнітних полів, а такожімпульсних радіочастотних полів. Статичне магнітне поле може викликатигенетичні або біохімічні ефекти, а також ефекти на клітинномурівні. Аж до індукції магнітного поля 2 Тл зазначених ефектів неспостерігалося. Статичне магнітне поле може змінювати швидкістьрозповсюдження імпульсів електричного поля по нервах. Згіднотеоретичних оцінок, зміна зазначеного чинника на 10% маєнаступити в полях з індукцією 24 Тл і більше. В експериментах,проведених в магнітному полі 2 Тл протягом 4ч ніяких змін у швидкостіпровідності нервів виявлено не було. Шукалося явище маскує ефектзміни температури тіла. Підвищення температури тіла на 0.1 (З призводилодо варіацій розглянутого фактора на 2 - 4%.
В сильних магнітних полях спостерігають аномалії в електрокардіограмі серця.
Під час руху крові в магнітному полі виникає додаткова ЕРС.
Спостережуваний ефект, який росте лінійно з індукцією магнітного поляаж до 2 Тл і зникає відразу ж після вимкнення статичного магнітногополя, використовують для вивчення потоку крові в серце. При цьому невиникають ні аритмія, ні зміни в

7частоті скорочення серця, ні зміни в тиску крові і не відбуваєтьсяніяких хімічних змін.

Дослідження поведінки бактерій і генетичні дослідженнялімфоцитів крові людини за допомогою методики, дуже чутливою дослабким домішок токсичних речовин і до ультрафіолетового опромінення, недозволили виявити будь-які шкідливі ефекти аж до індукціїмагнітного поля (1 Тл.

перемикатися і осцілірующіе градієнтні магнітні поля можуть створитинеприпустимо високі значення внутрішньої ЕРС. При швидкості перемикання 3
Тл/с виникають електричні струми з щільністю близько 3 мкА/см2, якіможуть викликати нетеплове біологічні ефекти. Кількісний аналізпоказав, що для градієнтної котушки діаметром 20 см допустиме значенняшвидкості перемикання магнітного поля одно dB/dt = 1 Тл/с. Це значеннялежить нижче порога збудження нервів ((3 (103 мкА/см2), порога згортаннякрові в серце (102 - 103 мкА/см2), порога спостереження спалахів світла вочах людини під дією електродів на голові людини ((17 мкА/см2),а також порогу ефекту магнітних фосфенов ((5 мкА/см2). Спеціальніексперименти показали, що патологічні зміни в крові відсутніпри швидкості перемикання магнітного поля (500 Тл/с. Було відмічено, щопоріг зазначених ефектів залежить також від форми функції, яка описуєваріації магнітного поля в часі. Синусоїдальні сигнали не створюютьпрактичного шкоди в інтервалі частот 30 - 65 Гц і тільки асиметричніформи сигналів дають помітні зміни цих факторів на пацієнтах.

Бездротовий поле ЯМР-інтроскоп створює нагрівання тканин.
Встановлений верхній поріг дорівнює 4 Вт/кг при часу впливу менше 10хв. та 1.5 Вт/кг при тривалому опроміненні. Основний обігрів відбувається наповерхні тіла. Тіло втрачає тепло за рахунок випромінювання і прямого охолодження
. При низькій вологості повітря і потужності опромінення 4 Вт/кг протягом 10хв. температура тіла підвищується на 0.7 (С.

Тепло, що виділяється в тканинах людини під час сеансу опромінення РЧ -полем, вимірюють по добротності системи з пацієнтом і без пацієнта.

Спостереження за поведінкою окремих клітин, пошук генетичнихпошкоджень і аберацій в хромосомах показали, що комплекс факторів,характерних для ЯМР-інтроскопії, не створює шкідливих ефектів.

ЯМР-зображення несуть важливу інформацію про хімії фізіологічнихпроцесів, про структуру і динаміку тканин на молекулярному рівні і якнаслідок цього дають принципово нові можливості для медичноїдіагностики. Це властивість і нешкідливість ЯМР-інтроскопії стали вирішальнимстимулом швидкого впровадження ЯМР-інтроскопії в медичні клініки.
Сучасні ЯМР-інтроскоп дають просторове розрізнення 1 (1 (4 мм причасу отримання зображення близько 100 с, дозволяють одночасно отримуватилокалізовані спектри хімічних зсувів ядер 31Р і 13С в природномуконцентрації. Одночасно або з невеликим розривом у часі можнаотримати як анатомічну інформацію, так і дані про обмін речовин утканинах (метоболізме). Час отримання спектру 31Р дорівнює 10 і 16 хв. дляспектру 13С. Положення і відносні інтенсивності піків в спектрі 31Рвказують на відхилення від норми в тканинах під дією ішемії,злоякісної пухлини, порушення обміну і демонструють результатитерапії. Спектри 13С містять інформацію про рівень тригліцериду іглікогену. На ЯМР-зображеннях можна відобразити:
Час спін-граткових релаксації Т1;

8

2.Час спін-спінової релаксації Т2;

3.Коеффіціент дифузії молекул;
Особливо цінну інформацію несуть ЯМР-зображення судинної системи,спінового мозку, головного мозку, легень і середостіння. Всі випадкизлоякісних пухлин, що виявляються за допомогою реконструктивноїрентгенівської томографії, ідентифікуються на ЯМР-зображеннях ядраводню. Накопичено великий досвід клінічного дослідження головного мозкулюдини за допомогою ЯМР-інтроскопії. Всього було обстежено 140 пацієнтівз широким спектром неврологічних захворювань. Перевага ЯМР -зображень в тому, що на них сіра речовина мозку відображається з високимконтрастом, який недоступний для рентгенівської реконструктивноїтомографії. Відсутні артефакти, створювані кістковими тканинами врентгенівської реконструктивної томографії, відображаються параметри про потікрідин.

Великий набір параметрів на ЯМР-зображеннях дозволяє з високоюдостовірністю виявити такі патологічні процеси, як едему,інфекції, злоякісні пухлини і переродження тканини. Особливо високучутливість до мозкової едемі дають сигнали спінового луни. Головнийнедолік ЯМР-інтроскопії в тому, що на ЯМР-зображеннях немає інформаціїпро структуру кісток. Для цієї мети необхідно використовувати реконструктивнурентгенівську томографію.

ЯМР-інтроскопія дає унікальну можливість своєчасно виявитиосвіта міеліта в розвивається плоді і при оцінці мозкових нагноєнь удітей.

Результати першого досвіду використання ЯМР-інтроскопії в педіатріїє обнадійливим. За допомогою планарного методу отримання ЯМР -зображень з реєстрацією луна-сигналу за малі частки секунди отримуютьзображення легень, серця, і середостіння без артефактів руху. Інакшекажучи, знімання даних ведуть в реальному масштабі часу. Час отриманнязображення з роздільною здатністю 6 мм і товщиною 8 мм дорівнює 35 мс. Сигналом --монітором є електрокардіограма. За 4.5 хвилини отримують 512 ЯМР -зображень (32 зрізу з 16 кінокадрам на кожен зріз. Таким чином,зареєстровані дані мають чотиривимірні структуру. За допомогою ядерногомагнітного резонансу отримані результати обстеження дітей у віці від 3до 14 місяців і зняті зображення лівого шлункового серця. Методиангіографії були в цих випадках безсилі.

Описано випадки, коли злоякісні пухлини у головному мозку наранньому етапі розвитку були виявлені тільки на ЯМР-зображеннях і булиледь помітні на рентгенівських томограмах. Ці та інші дослідженняпереконливо свідчать про те, що в нейрологічні діагностицінастає нова ера.

В інших роботах було показано експериментально, що анатомічнаінформація і дані про метаболізм в головному мозку людини можуть бутиотримані на одній установці. Всупереч загальноприйнятим уявленням, бувпобудований ЯМР-інтроскоп для головного мозку людини на дуже високійрезонансної частоті 63.9 МГц при індукції магнітного поля 1.5 Тл і щілиннихрезонаторі РЧ-поля. Було досягнуто підвищення відношення сигналу до шуму в
11 разів у порівнянні з системою, що працює в магнітному полі з індукцією
0.12 Тл. Локалізовані ЯМР-спектри високого дозволу 31Р, 13С і 1Нбули отримані за допомогою поверхневої котушки. Таким чином, метододержання спільних даних про анатомію і про біохімії тканин в мозкулюдини стає традиційним.

9

ВИСНОВОК

Історія науки вчить нас, що кожне нове фізичне явище абоновий метод проходить важкий шлях, що починається в момент відкриття даногоявища і проходить через декілька фаз. Спочатку майже нікому не спадаєдумка про можливість, навіть дуже віддаленій, застосування цього явища вповсякденному житті, у науці чи техніці. Потім наступає фаза розвитку,під час якої дані експериментів переконують всіх у великій практичноїзначущості даного явища. Нарешті, слід фаза стрімкого зльоту.
Нові інструменти входять в моду, стають високопродуктивними, приносятьвеликий прибуток і перетворюються на вирішальний чинник науково-технічногопрогресу. Прилади, засновані на колись давно відкритому явище,заповнюють фізику, хімію, промисловість і медицину.

Найбільш яскравим прикладом викладеної вище кілька спрощеної схемиеволюції служить явище магнітного резонансу, відкрите Е. К. Завойський в
1944 р. у формі парамагнітного резонансу і незалежно відкритого Блоха і
Парселл в 1946 р. у вигляді резонансного явища магнітних моментів атомнихядер. Складна еволюція ЯМР часто штовхала скептиків до песимістичнимивисновків. Говорили, що "ЯМР мертвий", що "ЯМР себе повністювичерпав ". Однак всупереч і наперекір цим заклинань ЯМР продовжував йтивперед і постійно доводив свою життєздатність. Багато разів ця областьнауки оберталася до нас нової, часто зовсім несподіваною стороною ідавала життя новому напрямку. Останні революціонізуюче винаходив області ЯМР, включаючи дивні методи отримання ЯМР-зображень,переконливо свідчать про те, що межі можливого в ЯМРдійсно безмежні. Чудові переваги ЯМР-інтроскопії,які будуть високо оцінені людством і які зараз є потужнимстимулом стрімкого розвитку ЯМР-інтроскопії і широкого застосування вмедицині, полягають у дуже малій шкідливості для здоров'я людини,властивій цьому новому методу.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І

ОСВІТИ

РФ

ВОЛОДИМИРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА РТ і РС

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ:

"ДІАГНОСТИКА ЗА ДОПОМОГОЮ

Ядерний магнітний резонанс"

ВИКОНАВ:

СТ - Т ГР. МЗС - 194

Шабанов Р. В.

ВЗЯВ:

сохне О. Н.

ВОЛОДИМИР, 1997

ЗМІСТ

Передмова ...................................... .........................< br>......................................... 1

Радіочастотнікотушки ................................................. ....................< br>....... 1

Знімання і обробкаданих ................................................. .....................< br>........ 3

Системи відображенняданих ................................................. .................. 4

Застосування ЯМР-інтроскопії вмедицині ............................................ 5

Висновок .............................................. ..................< br>.......................................... 9

10

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Сороко Л. М. інтроскопія на основі ядеоного магнітного резонансу - М:
Энергоатомиздат, 1986

2. Абрагам А. Ядерний магнетизм: пров. з англ./Под ред. Г. В.
Скроцкого. - М.: Изд-во іоностр. лит., 1963. - 551с.

3. Феррарі Т., Беккер Е. Імпульсна і фур'є - спектроскопія ЯМР: пров. зангл./Под ред. Е. І. Федина. - М.: Світ, 1973. - 164с.