Мрт аппарат принцип работы

Как работает аппарат МРТ (Магнитно-Резонансной Томографии)

Мрт аппарат принцип работы


ОГЛАВЛЕНИЕ

Одним из наиболее результативных способов медицинского обследования, является МРТ или магнитно-резонансная томография, дающая возможность, обрести наиболее точную информацию об:

  • особенностях анатомии человеческого организма,
  • внутренних органов,
  • эндокринной системы,
  • а также возбудимости тканей.

Возможность точно определить место развития паталогического процесса и объема произошедших повреждений, становится основным преимуществом процедуры МРТ, при обнаружении злокачественных опухолей и обследования сосудов.

Что представляет из себя МРТ?

Магнитно-резонансная томография – это исключительный шанс получить точнейшие послойные изображения, области организма, которая исследуется.

Процедура МРТ заключается в стимулирувании электромагнитных волн. Образовывается внушительное магнитное поле, в которое помещается пациет (или часть тела). Затем фиксируется обратный электромагнитный сигнал, поступающий от человеческого организма на компьютер. В итоге, выстраивается изображение.

Магнитно-резонансный томограф, является аппаратом, дающим возможность достичь эффективнейшего диагностирования, определить метаморфозы в функционировании организма и осуществить высочайшее, по точности, изображение изучаемых органов, которое дает результаты, на порядок выше, нежели рентген, компьютерная томография или УЗИ.

МРТ дает возможность обнаружить онкологические заболевания и перечень других не менее опасных болезней, а также замерить быстроту кровотока и течение спинномозговой жидкости.

Аппарат МРТ дает возможность содействовать неизменному состоянию магнетизма в теле человека, при его размещении внутри устройства.
В результате чего, он осуществляет:

  • стимулирование организма с помощью электромагнитных волн, помогая смене стабильной направленности настроенных частиц;
  • приостановку электромагнитных волн и фиксацию тех же излучений, со стороны человеческого организма;
  • обрабатывание принятого сигнала и перестройка его в картинку (изображение).

За основу функционирования МРТ, взят ЯМР принцип, с последовательным обрабатыванием получаемой информации, специализированными программами.

Итоговое изображение – это совсем не фотография или фото-негатив изучаемой части тела или органа. Радиосигналы преобразовываются в высококачественное изображение среза человеческого организма, на экране монитора. Доктора видят органы в разрезе.

Магнитно-Резонансная Томография, является более точным и надежным методом диагностирования, нежели КТ (компьютерная томография), ведь при МРТ не осуществляется применение ионизирующего излучения, наоборот, применяются абсолютно безвредные для организма электромагнитные волны.

История производства и особенности устройства аппарата МРТ

Датой сотворения сего полезнейшего устройства, называют 1973 год, а одним из первых разработчиков, считается – Пол Лотербур. В одном из его трудов был четко описан факт изображения строений организма и органов, благодаря применению магнитных и радиоволн.

Однако, Лотербур не единственный изобретатель, приложивший руку к изобретению МРТ.

За 27 лет до этого, Ричард Пурселл и Феликс Блох, работая в Гарвардском Университете, испытывали явление, основой которого являлось качество, характерное для атомных ядер (изначальное вбирание энергии и ее последующее «отдавание», то есть отделение с возвращением к исходному состоянию). Спустя шесть лет, за свою работу, ученые были удостоены Нобелевской премии.

Их открытие, стало, в определенном роде, прорывом для развития суждения по ЯМР.
Удивительный феномен подвергался изучению многими ученными, не только физиками, но и математиками, и химиками.

Показ первого Компьютерного Томографа, с перечнем опытов, был осуществлен в 1972 году.

В результате, был выявлен новейший способ диагностирования, позволяющий подробно изображать наиболее важные структуры человеческого организма.

Впоследствии, некто Лотербур, хоть и не в полной мере, но высказал принцип функционирования МРТ. Его работа стала толчком для развития и дальнейших исследований в данной отрасли.

Немало времени уделяли надзору над недоброкачественными опухолями.

Исследования, производящиеся Лотербуром, продемонстрировали: они кардинально разнятся со здоровыми клетками. Разница состоит в параметрах добываемого сигнала.

И так, можно смело утверждать, что стартом новейшей эры развития диагностирования с помощью МРТ, являются семидесятые годы прошлого века. Именно в тот период времени, Ричард Эрнст, предложил осуществление МРТ с применением особенного метода – кодирования (и радиочастотного, и фазового).

Метод, который был предложен тогда, используют доктора и в наши дни. В восьмидесятом году прошлого века было продемонстрировано изображение, на создание которого было затрачено всего 5 минут, а через шесть лет, это время составляло уже 5 секунд.

Стоит отметить, что качество изображения при этом, не изменилось.

Через 8 лет после первого изображения, внушительный рывок произошел и в ангиографии, дающей возможность показать кровоток человека без вспомогательного введения в кровь лекарств, выполняющих функцию контраста.

Развитие данной отрасли стало историческим моментом для современной медицины.
МРТ используется в диагностировании болезней:

  • позвоночника;
  • суставов;
  • головного и спинного мозга;
  • нижнего мозгового придатка;
  • внутренних органов;
  • парных молочных желез внешней секреции и так далее.

Потенциал открытого метода, дает возможность выявлять болезни на начальных стадиях и находить аномалии, нуждающиеся в безотлагательном лечении или в неотложном хирургическом вмешательстве.

Процедура МРТ, осуществленная на нынешнем ультрасовременном оборудовании, позволяет:

  • получить точнейшую визуализацию внутренних органов, тканей;
  • накопить нужные данные о вращении спинномозговой жидкости;
  • выявить уровень активности областей коры головного мозга;
  • отслеживать газообмен, происходящий в тканях.

МРТ значительно и в лучшую сторону отличим от прочих методов диагностирования:

  • Он не предусматривает манипуляций с хирургическими инструментами;
  • Он эффективен и безопасен;
  • Процедура достаточно распространена, доступна и необходима при изучении наиболее серьезных случаев, нуждающихся в подробном изображении случающихся в организме метаморфоз.

Принцип работы Магнитно-Резонансного Томографа (МРТ)

Процедура производится следующим образом. Пациента размещают в специализированное узкое углубление (своего рода тоннель), в котором он обязательно должен быть размещен горизонтально. Длительность процедуры составляет от четверти до половины часа.

По завершении процедуры, человеку на руки отдают изображение, которое формируется с помощью ЯМР метода – физического явления магнитного и ядерного резонанса, связанного с особенностями протонов.

Благодаря радиочастотному импульсу, в образованном при помощи аппарата электромагнитном поле преобразуется излучение, превращающееся в сигнал.

Затем он принимается и подвергается обработке специализированной программой для компьютера.

На монитор выводится серия изображений срезов организма. Каждый изучаемый срез, обладает индивидуальной толщиной. Этот метод отображения похож на технологию удаления всего лишнего над или под слоем. Немаловажную роль, при этом, выполняют конкретные элементы объема и части среза.

Из-за того, что тело человека на 90% состоит из жидкости, осуществляется стимулирование протонов атомов водорода. Метод МРТ, дает возможность взглянуть в организм и определить серьезность недуга без непосредственного физического вмешательства.

Устройство МРТ

Современный аппарат МРТ, состоит из таких частей:

  • магнит;
  • катушки;
  • генератор радиоимпульсов;
  • клетка Фарадея;
  • ресурс питания;
  • охладительная система;
  • системы, обрабатывающие получаемые данные.

В последующих пунктах мы изучим работу части отдельных элементов аппарата МРТ!

Магнит

Производит стабилизированное поле, которое характеризуется равномерностью и внушительной эмфазой (напряженностью). Из заключительного показателя выявляется мощность устройства. Упомянем еще раз, именно от мощности зависит то, насколько высокое качество обретет визуализация после окончания терапии.

Аппараты делятся на 4 группы:

  • Низкопольные – оснащение начального типа, сила поля менее 0.5 Тл;
  • Среднепольные – сила поля от 0,5-1 Тл;
  • Высокопольные – характеризуются великолепной скоростью обследования, хорошо просматриваемой визуализаций, даже если человек двигался при процедуре. Сила поля – 1-2 Тл;
  • Сверхвысокопольные – более 2 Тл. Применяются исключительно при исследованиях.

Также стоит отметить такие разновидности применяемых магнитов:

Постоянный магнит – производится из сплавов, имеющих, так называемые Ферромагнитные свойства.

Плюсами данных элементов, являет то, что им нет необходимости понижать температуру, потому что им не нужно энергии для поддержки однородного поля.

Из минусов, стоит отметить внушительную массу и незначительную напряженность. Кроме прочего, такие магниты, восприимчивы к изменениям температур.

Сверхпроводимый магнит – катушка, созданная из особого сплава. Через данную катушку, происходит пропуск огромных токов. Благодаря аппаратам с подобными катушками, в них создается внушительное по силе магнитное поле.

Однако, в сравнении с предыдущим магнитом, для сверхпроводимого магнита, необходима охладительная система. Из минусов, стоит отметить значительный расход жидкого гелия при незначительных затратах энергии, внушительные затраты на эксплуатирование агрегата, экранирование в обязательном порядке.

Кроме прочего, существует риск выброса жидкости для охлаждения при утрате сверх проводимых свойств.

Резистивный магнит – не нуждается в применении специализированных систем охлаждения, и могут производить относительно однородное поле для осуществления сложных испытаний. Из минусов, стоит отметить внушительную массу, составляющую около пяти тонн и повышающуюся в случае экранирования.

Передатчик

Вырабатывает колебания и импульсы радиочастот (формы прямоугольника и сложной). Данное изменение дает возможность достичь возбуждения ядер, улучшить контрастность картинки, получаемой в результате обработки данных.

Сигнал передает на переключатель, который оказывает действие на катушку, образуя магнитное поле, обладающее влиянием на спиновую систему.

Приемник

Это усилитель сигнала с высочайшей чувствительностью и незначительным шумом, который работает на сверхвысоких частотах. Получаемый отзыв видоизменяется из мГц в кГц (то есть от больших частот, к меньшим).

Прочие запчасти

Для более подробной детализации картинки несут ответственность, также, датчики регистрации, расположенные около изучаемого органа. Процедура МРТ не представляет никакой опасности для человека, осуществив излучение сообщаемой энергии, протоны перетекают в изначальное состояние.

Чтобы качество визуализации было лучше, исследуемому человеку могут ввести вещество контрастного типа на основе Gadolinium, которое не обладает побочными действиями. Вводится он при помощи шприца, который автоматизировано, подсчитывает необходимую дозу и быстроту введения препарата. Средство поступает в организм синхронно с протекающей процедурой.

Качество МРТ исследования, зависит от большого количества факторов – это и состояние магнитного поля, катушка, которая применяется, какой контрастный препарат и даже доктор, проводящий процедуру.

Преимущества МРТ:

  • высочайшая вероятность получить наиболее точную визуализацию исследуемой части тела или органа;
  • постоянно развивающееся качество диагностирования;
  • отсутствие негативных воздействий на человеческий организм;

Аппараты разнятся по силе генерируемого поля и «распахнутости» магнита. Чем выше мощность, тем скорее проводится исследование и тем лучше качество визуализации.

Открытые аппараты, обладают C-образной формой и считаются наилучшим для исследования людей, подверженных тяжелым формам клаустрофобии. Изначально они разрабатывались для осуществления вспомогательных внутри-магнитных процедур.

Также, стоит отметить, что эта разновидность устройства значительно слабее, нежели закрытый аппарат.

Обследование с помощью МРТ – одно из наиболее результативных и неопасных методов диагностирования и максимально информативно для подробного изучения спинного и головного мозга, позвоночника, органов брюшной полости и малого таза.

“Как устроен МРТ”:

Также предлагаем Вашему вниманию несколько видео об устройстве и приципу работы МРТ:

Источник: //KakUstroen.ru/raznoe/kak-rabotaet-apparat-mrt-magnitno-rezonansnoy-tomografii

Принцип работы МРТ, как работает МРТ томограф

Мрт аппарат принцип работы

Что такое МРТ (магнитно-резонансная томография)? МРТ (магнитно-резонансная томография) это способ исследования тканей и органов, основанный на резонансном поглощении или излучении электромагнитной энергии.

Что такое МР томограф? Это специальный аппарат, позволяющий проводить магнитно-резонансную томографию и получать послойное объемное изображение исследуемого органа на специальном снимке – томограмме.

Это Интересно! Аппарат МРТ способен проводить диагностику любого органа в теле человека, не требуя от пациента изменять положение тела.

История создания МРТ томографа и развития МРТ диагностики

Впервые явление магнитного резонанса было описано в 1946 году двумя учеными из Штатов независимо друг от друга Феликсоном Блохом и Ричардом Турселлом.

В 1973 году профессором Полом Лотербургом была опубликована статья посвященная тематике изображений, полученных с помощью магнитного резонанса. Именно он обозначил разницу изображений онкологических образований от нормальных тканей.

В 1980 году был получен первый снимок органов человека, выполненный с помощью МРТ диагностики.

В 1988 году Думоумину удалось с помощью МРТ получить изображение сосудов без применения контрастного вещества.

Устройство МР томографа

Рис.№1. Устройство аппарата МРТ

Аппарат МРТ представляет собой:

  • Тоннельную трубу с выдвигаемым столом для исследуемого;
  • Радиочастотные (принимающие и передающие) и градиентные катушки;
  • Магнит;
  • Компьютер.

Магнит создает статическое электромагнитное поле с высоким уровнем напряжения. Это поле ориентировано условно пациенту.

Градиентные катушки создают в центре магнита поле с переменным током.

Радиочастотные катушки распределяются на передающие и принимающие. Передающие создают возбуждение участков в организме исследуемого, а принимающие регистрируют ответ этих участков.

Компьютер контролирует работу радиочастотных и градиентных катушек, а так же занимается регистрацией полученных сигналов и их обработкой. Сохраняет сигналы в своей памяти для построения МР томограммы.

Принцип работы МР томографа

Рисунок №2. Схематическое изображение принципов работы МР томографа.

Пациента укладывают на выдвигаемый стол и помещают внутрь устройства.

В результате действия статического поля внутри магнита в организме исследуемого ядра водородных атомов начинают ориентироваться относительно статического электромагнитного поля с высоким напряжением.

Далее следует облучение исследуемого пациента радиоволнами.

Частота радиоволн подбирается с тем условием, чтобы в теле человека частицы с положительным зарядом были способны поглощать некоторый уровень энергии радиоволн и изменять направленность электромагнитных полей относительно статического магнитного поля.

После этого протоны начинают обратную трансформацию в первоначальное состояние, при этом они способны излучать энергию. Именно эта энергия обуславливает возникновение электрического тока в принимающих катушках аппарата МРТ.

Электрический ток преобразовывается компьютером в магнитно-резонансный сигнал и на его основе происходит построение изображения исследуемых органов, т.е. томограммы.

Характеристика томограммы зависит от плотности протонов, времени продольной релаксации (сплин-решетчатой) и времени поперечной релаксации (спин-спиновой).

Время релаксации оказывает основное влияние.

В зависимости от порядка и характеристики генерируемых импульсов различают два варианта получения МР изображения. А именно:

  • Спин-решетчатый. Продольная релаксация (Т1) – основной анализируемый объект. Построение изображения основано на различии времени релаксации разных тканей. От тканей с коротким временем релаксации идет наиболее сильный сигнал. Изображение в этом случае будет светлым. И наоборот, ткани, обладающие длинным временем релаксации, на снимке будут выглядеть темнее;
  • Спин-спиновой вариант. Связан с построением изображения на основе получения сигнала от тканей о времени поперечной релаксации (Т2). Здесь способ противоположный спин-решетчатому. Маленькое время поперечной релаксации обуславливает получение слабого сигнала и соответственно, темную картинку на полученном изображении.

Рисунок № 3. МРТ исследование головного мозга.

Показания и противопоказания к применению данного вида исследования

Исследования с помощью метода магнитного резонанса абсолютно безболезненно и безвредно.

На сегодняшний день метод МРТ является наиболее информативной диагностической процедурой.

Магнитно-резонансная томография применяется для исследований:

  • Различных патологий головного мозга (объемные образования, травматические повреждения костей черепа и мозговых оболочек, заболевания сосудистого русла);
  • Спинного мозга (позволяет обнаруживать рассеянный склероз, воспалительные процессы, кисты и опухоли);
  • Позвоночника (грыжи, патологии суставных сочленений, объемные образования, травмы, пороки развития, патологические изменения сосудов);
  • Суставов и окружающих мягких тканей (артриты, травмы, патологии мышечной ткани, связочно-сухожильного аппарата);
  • Молочных желёз (доброкачественные и злокачественные новообразования, воспалительные заболевания);
  • Органов брюшной полости (опухоли гепатобиллиарной системы, цирроз печени, кисты, патологии со стороны поджелудочной железы, травматические повреждения, воспалительные и объемные образования тонкого и толстого кишечника);
  • Почек и надпочечников (позволяет диагностировать камни, объемные образования, аномалии т пороки развития);
  • Тазовых органов (пороки развития репродуктивной системы, кистозные изменения, объемные образования, воспалительные заболевания);
  • Сердечно-сосудистой системы (аневризмы, тромбы, воспалительные заболевания, рубцовые изменения в стенках миокарда, участки плохого кровоснабжения сердечной мышцы);
  • Органов грудной клетки (опухоли легких, легочную тромбоэмболию, болезни легких и плевры, опухоли и заболевания средостения).

Противопоказано проведение МРТ диагностики в следующих случаях:

  • Если у пациента имеются кардиостимулятор или какие-либо металлические протезы, импланты;
  • Если исследуемый страдает клаустрофобией;
  • Противопоказано исследование в первый триместр беременности;
  • А так же относительным противопоказанием являются заболевания сердечно-сосудистой системы, печени и почек в стадии обострения.

Важно! Наличие железных предметов на теле или металлических стимуляторов, протезов в теле человека может спровоцировать удар током или привести к разрыву внутренних органов. Это связано с тем, что в устройстве МРТ аппарата имеется достаточно мощный магнит. Он притягивает к себе все металлические предметы не зависимо от того, где он находится.

Благодаря своей высокой информативности, а также отсутствию неблагоприятного влияния на организм человека метод магнитно-резонансной томографии получил широкое распространение. Именно эта диагностическая процедура позволяет получить объемные и полные сведения о состоянии органов, мягких тканей, костей и сосудов в организме человека.

Источник: //principraboty.ru/princip-raboty-mrt-kak-rabotaet-mrt-tomograf/

Принцип работы МРТ-томографа – кто придумал аппарат и каково его устройство?

Мрт аппарат принцип работы

Новые диагностические методы в медицине дают возможность качественно обследовать пациента и выявлять серьезные заболевания, а также причины их возникновения на ранней стадии развития патологии.

МРТ-сканирование позволяет продуктивно изучать любой участок человеческого организма, даже когда другие диагностические мероприятия (УЗИ, КТ, лабораторные исследования и т. д.

) не находят никаких патологических отклонений.

Что такое МРТ, и зачем назначают эту процедуру?

Магнитно-резонансная томография – это неинвазивный радиологический метод диагностического исследования внутренних органов и систем, который базируется на применении энергии радиоволн и магнитного поля.

Благодаря компьютерной обработке сведений, полученных в результате сольватации магнитных радиоволн с телом человека, появилась возможность визуализировать истинную картину исследуемых органов, тканей и структур.

Данное обследование является абсолютно безопасным, поэтому его проводят даже детям.

МРТ применяют для обследования всех участков человеческого организма, она особенно эффективна при диагностике различных патологий головного мозга, позвоночника и внутренних органов.

По результатам данного диагностического исследования можно не только поставить точный диагноз и назначить эффективное лечение пациента, но и распознать даже несущественные дефекты в строении слизистых оболочек, мягких и костных тканей.

Магнитно-резонансную томографию назначают довольно часто, вот некоторые показания к проведению обследования:

  • патологии головного и спинного мозга;
  • подозрение на формирование кист и опухолей в различных частях тела;
  • травмы и заболевания суставов, позвоночника (спазмы в коленях, пояснице, переломы, смещение дисков и т. д.);
  • проблемы с сердцем;
  • болезни внутренних органов;
  • стремительное падение зрения и слуха;
  • женское бесплодие и т. д.

Кто изобрел томограф и придумал МРТ?

Метод МРТ-сканирования приобрел широкое распространение и использование не так давно, но, несмотря на это, он имеет великую историю, которая тесно связана с математикой и физикой.

Техническому воссозданию и применению магнитно-резонансного томографа предшествовал ряд научных событий, которые считаются фундаментальными, поэтому невозможно определить, кто из ученных вложил больший вклад в создание устройства.

Все изобретения взаимосвязаны и оцениваются в совокупности:

  • 1882 г. — Никола Тесла было совершенно открытие вращающегося магнитного поля. В связи с этим, в 1956 г. в Германии было создано «Общество Тесла», которое приняло решение о присвоении названия единицы магнитного поля – «Тесла». В дальнейшем все приборы МРТ были откалиброваны таким образом.
  • 1937 г. — профессор из Колумбии Исидор И. Раби получил Нобелевскую премию за то, что описал квантовое явление — ядерно-магнитный резонанс (ЯМР). Ученый обнаружил, что ядра атомов при влиянии на них мощного магнитного поля меняют свое обычное положение за счет поглощения и излучения радиоволн.
  • 1973 г. — профессор Павел Лотербур воссоздал первое изображение ЯМР и подробно описал данное открытие.
  • В 1986 г. термин «ЯМР» переименовали в «МРТ» — это связано с аварией на Чернобыльской АЭС.
  • Ученый из Бруклина Раймонд Дамадиан выявил различия между сигналами водорода в здоровой и раковой тканях. В злокачественных образованиях содержится больше воды, а значит рудиментарные колебания радиоволн продолжаются дольше. Вместе со своими учениками – Лоуренсом Минкоффа и Майклом Голдсмитом — он придумал и изобрел переносные катушки для наблюдения за излучением водорода, а вскоре — и начальный аппарат МРТ.
  • 3 июля 1977 г. было проведено первое МРТ-сканирование человеческого тела на диагностическом приборе.

Устройство аппарата для МРТ

В современной медицине МРТ-сканеры имеют несколько разновидностей. Они бывают закрытого и открытого типа, низкопольными, средне- и высокопольными. Несмотря на различия, которые определяются визуально, строение любого аппарата МРТ идентично. Каждый томограф состоит из:

  1. Магнита — он образует константное магнитное поле, воздействующее на пациента.
  2. Градиентных катушек, которые обеспечивают маломощное переменное магнитное поле в средней области главного магнита. Такое поле названо градиентным, с его помощью можно выбрать конкретный участок для проведения исследования.
  3. Радиочастотных катушек, посылающих и принимающих определенные импульсы. Часть из них предназначена для формирования возбуждения в организме человека, другие — регистрируют ответную реакцию активизированных областей.
  4. Компьютера — он руководит работой катушек, регистрацией, обработкой извлеченной информации и ее реконструкцией в изображение.

Принцип работы магнитно-резонансного томографа

Принцип работы любого томографа базируется на явлении ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). В теле человека находится большое количество молекул воды, они делятся на атомы водорода и кислорода. В центральной части отдельного атома водорода расположена макроскопическая частица – протон, который восприимчив к влиянию магнитного поля.

В привычных обстоятельствах молекулы воды в человеческом организме располагаются беспорядочно, но при помещении исследуемого пациента в МРТ-сканер, они упорядочиваются в одном направлении.

МРТ-томограф — это массивный тоннель, внутри которого расположен объемный магнит-цилиндр, а также типизированные датчики, фиксирующие особенности структуры тканей и органов.

Пациента укладывают на специальный стол и после всех основных приготовлений помещают внутрь аппарата.

Во время обследования вокруг тела человека создается сильное магнитное поле (в виде цикла кратковременных импульсов), оно воздействует на протоны атомов водорода, находящиеся в организме, тем самым изменяя их направленность на некоторое время, после чего происходит восстановление их местоположения.

В результате изменения пространственного расположения активных атомов водорода совершается регистрация всех особенностей строения органов и тканей на исследуемом участке. Затем выполняется компьютерная обработка полученной информации (как и при КТ), и создается серия посрезовых снимков.

Когда работает томограф, пациент не чувствует происходящих изменений. Процедура является абсолютно безвредной и по принципу действия отличается от КТ и рентгенологического обследования. На протяжении исследования фиксируются все изменения внутренних органов и систем, полученные сведения обрабатываются на компьютере и выводятся в виде изображений, которые подлежат оценке специалистом.

Источник: //vedmed-expert.ru/mrt/o-diagnostike/princip-raboty-mrt.html

Как устроен и работает магнитно-резонансный томограф (МРТ)

Мрт аппарат принцип работы

В 1973 году американский химик Пол Лотербур опубликовал в журнале Nature статью под названием «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса».

Позднее британский физик Питер Мэнсфилд предложит более совершенную математическую модель получения изображения целого организма, а в 2003 году исследователи получат Нобелевскую премию за открытие метода МРТ в медицине.

Немалый вклад в создание современной магнитно-резонансной томографии внесет и американский ученый Реймонд Дамадьян, отец первого коммерческого аппарата МРТ и автор работы «Обнаружение опухоли с помощью ядерного магнитного резонанса», опубликованной в 1971 году.

Но справедливости ради стоит отметить, что задолго до западных исследователей, в 1960 году, советский ученый Владислав Иванов уже подробно изложил принципы МРТ, тем не менее авторское свидетельство он получил лишь в 1984 году… Давайте же оставим споры об авторстве, и рассмотрим наконец в общих чертах принцип работы магнитно-резонансного томографа.

В наших организмах очень много атомов водорода, а ядро каждого атома водорода — это один протон, который можно представить в виде маленького магнитика, существующего благодаря наличию у протона ненулевого спина.

То что ядро атома водорода (протон) имеет спин, – это значит что оно как бы вращается вокруг своей оси. При этом известно, что у ядра водорода есть положительный электрический заряд, а вращающийся вместе с наружной поверхностью ядра заряд — это подобие маленького витка с током.

Получается, что каждое ядро атома водорода — это миниатюрный источник магнитного поля.

Если теперь много ядер атомов водорода (протоны) поместить во внешнее магнитное поле, то они начнут пытаться сориентироваться по этому магнитному полю подобно стрелкам компасов.

Однако в процессе такой переориентации ядра начнут прецессировать, (как прецессирует ось гироскопа при попытке его наклонить), потому что магнитный момент каждого ядра оказывается связан с механическим моментом ядра, с наличием у него упомянутого выше спина.

Допустим, ядро водорода поместили во внешнее магнитное поле с индукцией 1 Тл. Частота прецессии в этом случае составит 42,58 МГц (это так называемая ларморовская частота для данного ядра и для данной индукции магнитного поля).

И если теперь оказать дополнительное воздействие на это ядро электромагнитной волной с частотой 42,58 МГц, возникнет явление ядерного магнитного резонанса, то есть амплитуда прецессии возрастет, поскольку вектор общей намагниченности ядра станет больше.

И таких ядер, способных прецессировать и попадать в резонанс, в наших телах миллиард миллиардов миллиардов. Но поскольку в режиме обычной повседневной жизни магнитные моменты всех ядер водорода и других веществ в нашем теле друг с другом взаимодействуют, то общий магнитный момент всего тела равен нулю.

Действуя радиоволнами на протоны, получают резонансное усиление колебаний (увеличение амплитуд прецессий) этих протонов, а по окончании внешнего воздействия протоны стремятся вернуться к своем исходным состояниям равновесия, и тогда уже они сами излучают фотоны радиоволн.

Таким образом в аппарате МРТ тело человека (или какое-нибудь другое исследуемое тело или предмет) превращается периодически то в набор радиоприемников, то в набор радиопередатчиков.

Исследуя таким образом участок за участком тела, аппарат строит пространственную картину распределения атомов водорода в теле.

И чем более высока напряженность магнитного поля томографа — тем больше атомов водорода, связанных с другими атомами, расположенными рядом, можно исследовать (тем выше разрешение магнитно-резонансного томографа).

Современные медицинские томографы в качестве источников внешнего магнитного поля содержат электромагниты на сверхпроводниках, охлаждаемые жидким гелием. В некоторых томографах открытого типа для этой цели используются постоянные неодимовые магниты.

Оптимальная индукция магнитного поля в аппарате МРТ составляет сегодня 1,5 Тл, она позволяет получать довольно качественные снимки многих частей тела. При индукции менее 1 Тл не получится сделать качественный снимок (достаточно высокого разрешения), например малого таза или брюшной полости, однако для получения обычных снимков МРТ головы и суставов подходят и такие слабые поля.

Для правильной пространственной ориентации, в магнитно-резонансном томографе кроме постоянного магнитного поля используются еще и градиентные катушки, создающие дополнительное градиентное возмущение в однородном магнитном поле.

В результате наиболее сильный резонансный сигнал локализуется более точно в том или ином срезе.

Мощность и параметры действия градиентных катушек — наиболее значимые показатели в МРТ — от них зависит разрешение и быстродействие томографа.

Электрик Инфо – электротехника и электроника в простом и доступном изложении.

Источник: //zen.yandex.ru/media/id/5b2105169f4347a935af392f/5baf88f41f55fb00a91a26a4

Чудо диагностики: принцип работы МРТ

Мрт аппарат принцип работы

Буквально три-четыре столетия назад докторам приходилось ставить диагноз, не имея ничего точнее рентгенологического исследования. Даже тогда было диковинкой, о которой мало кто что-либо слышал.

Сейчас столько точных исследований, которые помогают дать четкое представление о той или иной патологии, ее размерах, форме и опасности. Среди таких диагностических процедур магнитно-резонансная томография.

В чем же ее принцип?

Принцип работы

За принцип этой диагностической процедуры взят феномен ЯМР (ядерно-магнитный резонанс), при помощи которого можно получить послойное изображение органов и тканей организма.

Ядерно-магнитный резонанс – это физическое явление, которое заключается в особенных свойствах ядер атомов. При помощи импульса радиочастотной природы в электромагнитном поле в виде особого сигнала излучается энергия. Компьютер отображает и запечатлевает эту энергию.

ЯМР дает возможность все знать об организме человека из-за насыщенности последнего атомами водорода и магнитных свойств тканей организма. Установить, где находится тот или иной атом водорода, можно благодаря векторному направлению протонных параметров, которые делятся на две расположенные по разные стороны фазы, а также их зависимости от магнитного момента.

Принцип работы МРТ

При помещении ядра атома во внешнее магнитное поле, момент магнитной природы направится в противоположную сторону от магнитного момента поля.

Когда на определенный участок организма воздействует электромагнитное излучение с той или иной частотой, некоторые протоны изменяют свое направление, но затем все снова возвращается на круги своя.

На этом этапе при помощи специальной системы в компьютере производится сбор данных, полученных с томографа, регистрируются несколько «расслабленных» ядер атома.

Что такое магнитно-резонансная томография?

МРТ – на сегодняшний день единственный метод лучевой диагностики, который может дать наиболее точные данные о состоянии организма человека, метаболизме, строении и физиологических процессах в тканях и органах.

Во время исследования создаются снимки отдельных участков организма. Органы и ткани отображаются в разных проекциях, что дает возможность увидеть их в разрезе. После врачебной оценки таких снимков можно сделать достаточно точные выводы об их состоянии.

Принято считать, что МРТ была основана в 1973 году. Но первые томографы существенно отличались от современных. Качество их изображения было низким, хотя они и были гораздо мощнее, чем томографы сегодняшнего дня. Прежде чем появились томографы, имеющие вид современных и работающие также качественно и точно, над их усовершенствованием трудились величайшие умы мира.

Современный магнитно-резонансный томограф – это высотехнологичное устройство, работающее благодаря взаимодействию магнитного поля и радиоволн. Прибор выглядит как тоннельная труба с выдвижным столом, на котором и размещают пациента. Работа этого стола устроена так, что может перемещаться в зависимости от томографического магнита.

Пример современного аппарата МРТ

Обследуемый участок окружают радиочастотные датчики, считывающие сигналы и передающие их на компьютер. Полученные данные обрабатываются на компьютере, вследствие чего и получается точное изображение. Эти снимки записывают на пленку либо на диск.

В результате получается не снимок наподобие рентгеновского, а точное изображение необходимого участка в нескольких плоскостях. Можно посмотреть мягкие ткани в различных разрезах, при этом костная ткань не отображается, а значит – и мешать не будет.

При помощи этой методики можно визуализировать сосудистое русло, органы, различные ткани тела, нервные волокна, связочный аппарата и мышцы. Можно оценить скорость движения крови, измерить температуру любого органа.

МРТ бывает с применением контрастного вещества или без него. Контраст делает аппаратуру более чувствительной.

Сам процесс исследования совершенно безболезненен. Вмешательство радиоволн и магнитного поля в свой организм никак не ощущается. Зато ощущается множество различных специфических для данной процедуры звуков: различных сигналов, постукиваний, разных шумов. В некоторых клиниках выдают специальные беруши, чтобы пациента не раздражали эти звуки.

Нужно учесть один немаловажный нюанс. Во время процедуры пациента помещают внутрь томографа, который представляет собой тоннелеобразный магнит. Есть люди, которые боятся закрытых пространств.

Страх этот может быть различной интенсивности – от небольшого беспокойства до паники. В некоторых лечебных учреждениях есть открытые томографы для таких категорий пациентов.

Если же такого томографа нет, то нужно рассказать о своих проблемах доктору, он назначит успокоительное перед исследованием.

Для каких исследований больше всего подходит?

Без магнитно-резонансной томографии не обойтись при диагностике таких состояний:

  • многие недуги воспалительного характера, например, мочеполовых органов;
  • нарушения головного и спинного мозга (патологии нервной системы, гипофиза);
  • опухоли, как доброкачественные, так и злокачественные. Этот единственный метод, который предоставляет самые точные данные о метастазах, позволяет видеть даже самые мелкие, которые при других исследованиях незаметны. Помогает выяснить, уменьшаются ли они после проведенной терапии или, наоборот, увеличиваются;
  • патологии сердечной и сосудистой систем (сосудистые нарушения, пороки сердца);
  • травмы органов и мягких тканей;
  • для определения эффективности проведенного оперативного лечения, химиотерапии и лучей;
  • инфекционные процессы в суставах и костях.

Преимущества и недостатки МРТ

У каждой методики есть свои положительные стороны и свои минусы. Среди плюсов этого исследования отмечают:

  • методика не вызывает боли или каких-нибудь неприятных ощущений, кроме звуков, которые издает аппарат при работе;
  • нет никакого вредного радиоактивного излучения, которое присутствует, к примеру, при рентгенологических методах;
  • после процедуры получаются изображения высокого качества, контрастные вещества не причиняют таких побочных эффектов, как при рентгеновском исследовании;
  • не нужна никакая специальная подготовка;
  • исследование является самым информативным и точным среди других, известных ныне.

Исследование дает возможность получить точные и достоверные данные о строении, размерах, форме тканей и органов.

Иногда МРТ является единственной возможностью выявить серьезный недуг в начальной стадии, к сожалению, эффективность процедуры недостаточно высока при диагностике костной ткани и нарушениях функции суставов.

Но светила медицины смогли и здесь найти выход: если сопоставить данные МРТ и КТ (компьютерной томографии), можно получить вполне достоверные и информативные данные.

Как у каждой методики, у МРТ есть свои противопоказания. Они могут быть относительными и абсолютными. К абсолютным противопоказаниям относят:

  • если у пациента есть вживленный кардиостимулятор;
  • электромагнитные имплантанты в среднем ухе;
  • различные имплантанты металлического или ферромагнитного происхождения.

К относительным противопоказаниям относят:

  • заболевания сердца, печени и почек в стадии декомпенсации;
  • почечная недостаточность;
  • клаустрофобия, беспокойство в закрытых пространствах;
  • беременность в первом триместре.

Насколько эффективно пройдет та или иная процедура зависит от многих обстоятельств. Не стоит при малейших подозрениях на наличие той или иной патологии незамедлительно бежать на МРТ.

Не смотря на всю точность этого метода, могут быть некоторые нюансы, которые способен выявить только специалист.

Например, проводить исследование с контрастом или без него, или делать МРТ параллельно с КТ, ультразвуковым, рентгеновским или другим исследованием, лабораторными анализами.

Интернет, безусловно, очень полезная и нужная вещь, как, впрочем, и советы знакомых. Но все это не может заменить объективного врачебного исследования и опроса.

Только специалист может правильно подойти к вопросу назначения магнитно-резонансной томографии.

Поэтому перед тем как идти на эту процедуру нужно зайти к своему терапевту и взять направление, где будет указан предположительный диагноз и какой именно орган или участок нужно исследовать.

После исследования, с полученными данными также лучше пойти к специалисту. Возможно, он решит назначить еще какие-то дополнительные исследования, чтобы прояснить ситуацию и назначить, если нужно, лечение.

Источник: //uziprosto.ru/mrt/inye-voprosy/princip-raboty-mrt-chudo-diagnostiki.html

ТерриторияЗдоровья
Добавить комментарий