Содержание:
- Анатомия
- Аварийная сигнализация в живом организме
- Аккомодация. Бинокулярное зрение
- Анатомия желудка
- Анатомия и топография желчного пузыря
- Анатомия и физиология мочевой системы человека
- Анатомия поджелудочной железы
- Анатомия прямой кишки
- Анатомия центральной нервной системы
- Бактериородопсин: структура и функции
- Биологические основы развития ребенка и влияние на него факторов внешней среды
- Биофизика цветового зрения
- Биохимические особенности состава крови у людей разных типов телосложения
- Биохимия полости рта
- Влияние совместного использования пиридитола и дыхания гипоксически-гиперкопнической газовой смесью на мыслительные процессы
- Влияние температуры на жизненные процессы
- Волновые процессы в зрительной коре мозга
- Генетика и проблемы человека
- Гипоталамус
- Гистология: выделительная система
- Гистология: дыхательная система
- Гистология: средний отдел ЖКТ
- Глаз человека
- Головной мозг
- Гомеостаз
- Деятельность мозга
- Женская половая система
- Зрительный нерв
- Иммунитет
- Какую дату считать днем рождения ребенка?
- Клетка
- Клеточное дыхание
- Кожа
- Лекция по гистологии: эндокринная система
- Макрофаги перитонеального экссудата как модель фагоцитоза и нарушений фагоцитарной активности
- Микробная эндокринология и биополитика
- Мир прокариотной клетки
- Мочевыделительная система
- Мышечные ткани
- Мышцы
- Мышцы головы
- Надпочечники и их физиологическая функция
- Нейроэндокринная регуляция иммунного ответа
- Обмен углеводов
- Органы кроветворения и иммунной защиты
- О субстрате следов памяти в мозге
- Пищеварительный тракт и его основные функции
- Продолжительность жизни
- Серое и белое вещество головного мозга
- Система кровообращения
- Структура и некоторые свойства белка остеопонтина
- Теория мышления, интеллектуальное развитие, лобные доли
- Болезни, вирусы, эпидемии
- Австралийский клещевой риккетсиоз
- Аденовирусные заболевания
- Адреногенитальный синдром
- Акантамебные болезни
- Актиномикоз
- Акушерские кровотечения
- Алкогольные психозы
- Аллергический вариант острых стенозирующих ларинготрахеобронхитов
- Альвеококкоз (Alveococcosis)
- Амебиаз
- Амбулаторное ведение больных с хроническим гепатитом
- Амилоидоз
- Ангина
- Анкилостомидозы (Ancylostomidoses)
- Аномалии зубночелюстной системы
- Аномалии родовых сил
- Антропонозный кожный лейшманиоз
- Апластические анемии
- Аппендицит
- Аритмии сердца
- Артериальная гипертензия
- Артериальные гипотонии
- Аскаридоз (Ascaridosis)
- Аспергиллез (Aspergillosis)
- Бабезиоз
- Бактериальные менингиты и менингоэнцефалиты
- Балантидиаз
- Бартонеллёз
- Беременность и роды при сердечно-сосудистых заболеваниях, анемиях, заболеваниях почек, сахарном диабете, вирусном гепатите, туберкулезе
- Беременность и экстрагенитальная патология
- Биология раневого процесса
- Бластомикоз Буссе-Бушке, или Криптококкоз (Criptococcosis)
- Болезни домашних животных
- Болезнь кошачьих царапин
- Болезнь Окельбо
- Болезнь Пайра
- Болезнь Рейно
- Болезнь Уиппла
- Болезни, передающиеся половым путем (БППП) и инфекционные болезни половых органов
- Болезни, связанные с вибрацией на производстве
- Ботулизм
- Бронхиальная астма: новый отечественный консенсус - новое понимание проблемы?
- Бруцеллез. Этиология и географическое распределение, профилактика болезни
- Брюшной тиф. Паратифы А и В
- Вегето-сосудистая дистония
- Вирус гепатита C
- Вирусные гепатиты А и В
- Вирусные заболевания
- Вирусный гепатит A
- Вирус синдрома приобретенного иммунного дефицита
- Вирусы
- Вирусы
- Висцеральный лейшманиоз
- ВИЧ инфекция
- Вопросы медицинской деонтолонгии при профессиональных заболеваниях
- Волынская лихорадка
- Вухерериоз и бругиоз (Wuchereriosis et brugiosis)
- Гастроэнтерология: язвенная болезнь
- Гестозы
- Гименолепидоз (Hymenolepidosis)
- Гематосаркомы
- Гемолитические анемии
- Геморрагические диатезы
- Геморрагические и тромбогеморрагические заболевании
- Гипербарическая оксигенация
- Гипергликемическая и гипогликемическая комы
- Гиперсомния
- Гипертермический синдром
- Гипертоническая болезнь
- Гипотиреоз
- Гнойная инфекция ран
- Головная боль и сон
- Грипп
- Грипп, парагрипп
- Двигательные расстройства во сне
- Детский церебральный паралич как проблема невропатологии и специальной педагогики
- Дизентерия
- Дифтерия
- Донозологический период эпилепсии у детей
- Железодефицитные анемии
- Желудочно-кишечные заболевания
- Желчнокаменная болезнь
- Заболевания глаз. Миопия
- Заболевания желудочно-кишечного тракта и желчно-выводящих путей
- Заболевания, обусловленные Chlamydia pneumoniae
- Заболевания почек
- Заболевания прямой кишки
- Заболевания наружного и среднего уха
- Заболевания щитовидной железы
- Заболевание щитовидной железы и беременность
- Заикание
- Заражения от животных
- Затруднение прохождения пищи по пищеводу
- Злокачественные опухоли ЛОР-органов
- Злокачественный нейролептический синдром (эпидемиология, факторы риска, клиника, диагностика, патогенез, терапия)
- Зоонозный кожный лейшманиоз
- Избирательное повреждение интерстициальных клеток Кэйждела (ИКК)
- Иерсиниоз
- Иксодовый клещевой боррелиоз
- Иммунологическая несовместимость между матерью и плодом
- Иммунологический сахарный диабет
- Интерстициальный нефрит в детском возрасте
- Инфаркт миокарда
- Инфекции вызываемые возбудителями рода PROTEUS
- Инфекционно-токсический шок
- Инфекционные заболевания
- Инфекционный мононуклеоз
- Инфекция Helicobacter Pylori (HP) - эпидемиология, диагностика и методы лечения
- История болезни: Аденома гипофиза
- История болезни: Атопический дерматит
- История болезни: Вибрационная болезнь
- История болезни: Вирусный гепатит В
- История болезни: Гидронефроз почки
- История болезни: Гипертоническая болезнь
- История болезни: Глаукома
- История болезни: Деформирующий остеоартроз
- История болезни: Дискинезия желчевыводящих путей
- История болезни: Железодефицитная анемия тяжелой степени
- История болезни: Желчнокаменная болезнь
- История болезни: Ишемическая болезнь сердца
- История болезни: Катаракта
- История болезни: Комбинированный ожог обоих глаз I ст., травматический кератит
- История болезни: Миома матки
- История болезни: Пневмония
- История болезни: Сахарный диабет
- История болезни: Сердечные заболевания
- История болезни: Стрептостафилодермия
- История болезни: Туберкулез
- История болезни: Фибриома матки
- История болезни: Цирроз печени
- История родов
- История чумных эпидемий в России в период позднего средневековья
- Ишемическая болезнь сердца
- Калифорнийский энцефалит
- Калькулезный холецистит, осложненный механической желтухой
- Кампилобактериоз
- Кандидозы (Candidosis)
- Кардиомиопатии
- Кисты поджелудочной железы
- Классификация гемобластозов
- Клещевой сыпной тиф Северной Азии
- Клещевой энцефалит
- Клиника и лечение трихомониаза у мужчин
- Клиника родов при головном предлежании
- Клинико-биохомические критерии тяжести течения и прогнозирования лептоспироза
- Клинико-эпидемиологическая характеристика ВИЧ-инфекции у детей с парентеральным путем инфицирования
- Клиническая картина, диагностика и лечение выпотных перикардитов
- Клиническое течение, микрофлора толстой кишки и коррекция дисбиоза у больных острой дизентерией Флекснера 2А
- Коклюш
- Кокцидиоидомикоз (Coccidioidomycosis)
- Колорадская клещевая лихорадка
- Коронавирусная инфекция
- Краснуха
- Крипторхизм
- Криптоспороидоз
- Кровотечения, ДВС-синдром
- Легионеллёз
- Лейшманиозы
- Лекарственная болезнь
- Лекция по микробиологии: медленные инфекции
- Лепра
- Лимфедема
- Лимфоцитарный хориоменингит
- Листериоз
- Лихорадка Западного Нила
- Лихорадка паппатачи
- Лихорадка Рифт-Валли
- Лихорадка цуцугамуши
- Лоаоз (Loaosis)
- Лямблиоз
- Малярия
- Марсельская лихорадка
- Меланома
- Мелиоидоз
- Менингиома зрительного нерва
- Менингококовая инфекция
- Метагонимоз (Metagonimosis)
- Механизмы воспаления желудочно-кишечного тракта у детей с атопическими заболеваниями
- Миеломная болезнь
- Микоплазмозы
- Миокардиты, кардиомиопатия, миокардиодистрофия
- Многоплодная беременность. Патология околоплодной среды
- Можно ли считать вирусы живыми?
- Мозговой инсульт и ночной сон
- Морфологические элементы кожных сыпей
- Мужское и женское бесплодие
- Муковисцидоз
- Мукромикоз (Mucromycosis)
- Наблюдение и уход за больными с заболеваниями органов дыхания
- Нарушения и заболевания костно-мышечной системы
- Нарушения сознания
- Некогнитивные психические расстройства при болезни Альцгеймера: симптоматология и терапия
- Определение понятия кишечного свища
- ОРН-гестоз
- Осложнения аденомэктомии
- Особые формы воспалительных заболеваний щитовидной железы
- Остеохондроз
- Остеохондроз позвоночника
- Острая дыхательная недостаточность
- Острый живот
- Острый панкреатит
- Отравления
- Очаговая алопеция
- Очаговый турберкулез легких
- Парвовирусный энтерит
- Патологическая анатомия: мезенхимальные дистрофии
- Патофизиологические процессы в тканях
- Пневмопатии
- Повреждение сосудов. Кровотечение и кровопотеря. Шок и синдром длительного сдавливания
- Понятия о внутрибольничной инфекции
- Психопатии
- Псориаз
- Рекомбинантные противовирусные вакцины
- Роль перекисного окисления липидов в этиологии патогенеза атеросклероза
- Синдромы заболеваний почек
- СПИД
- Сколиоз
- Современные представления о медиаторах лихорадки и их роль в патологии
- Типы аллергических реакций
- Фенилкетонурия (ФКУ)
- Физические опасности декомпрессии
- Хромосомные болезни
- Хронические вирусные гепатиты В и Д
- Чума
- Эпилепсия
- Вредные привычки
- Актуальность алкоголизма для цивилизованного общества
- Алкоголизация общества
- Алкоголизм
- Алкоголь и его отрицательное действие на организм
- Воздействие алкоголя на организм человека
- Влияние алкоголя на организм подростка
- Вредные привычки как разрушители здоровья
- Злоупотребление наркотиками
- Как пить не пьянея
- Кофе и кофейные напитки
- Курение и алкоголь
- Курение, как социальная проблема в обществе
- Меры борьбы с алкоголизмом и наркоманией
- Наркомания
- Наркотические вещества: действие на человека, классификация
- Наследственная предрасположенность к злоупотреблению психоактивными веществами
- Не погибай по неведению
- Здоровый образ жизни - питание, гигиена, профилактика
- Адаптация к физическим упражнениям
- Акт обследования и гигиенической оценки стоматологической поликлиники
- Биологические основы жизнедеятельности ребенка и влияние на него факторов внешней среды
- Биоэтика: проблема взаимоотношения с биологией, философией, этикой, психологией, медицинской деонтологией и правом
- Вегетарианство
- Витамины
- Влияние компьютерных сетей на человека
- Влияние крупного промышленного города на здоровье человека
- Влияние оздоровительной физической культуры на организм
- Влияние природного радиоактивного фона на здоровье человека
- Влияние физических упражнений на мышцы
- Влияние физических упражнений на организм человека. Лечебная физкультура при пиэлонефрите
- В мире сновидений
- Вода и здоровье
- Восстановление физической работоспособности
- Вредное воздействие нитратов и нитритов на организм человека
- Вскармливание
- Гигиена
- Гигиена
- Гигиена аптеки
- Гигиена беременности. Аборт и его последствия
- Гигиена, задачи гигиены
- Гигиена как наука
- Гигиена личных вещей хирургического больного. Гигиена передач и посещений
- Гигиена освещения
- Гигиена питания. Желудочно-кишечные расстройства и их предупреждение
- Гигиенические требования, предъявляемые к школьной мебели
- Гимнастика женщин во второй половине беременности
- Голодание
- Движение - залог здоровья
- Для чего нужны прививки?
- До- и послеродовая гимнастика для женщин. Гимнастика для ребенка первого года жизни
- Долголетие и физическая культура
- Закаливание организма
- Зачатие ребенка
- Защита человека от биологического действия ЭМП
- Здоровый образ жизни как условие гармоничного развития детей, первичной профилактики заболеваний и вредных привычек
- Здоровье
- Как действует ЭМП на здоровье
- Лекции по организации здравоохранения
- Личная гигиена
- Медицинские проблемы массовой физической культуры
- Основы здорового образа жизни студента
- Питание и здоровье
- Понятие здоровья, его содержание и критерии. Функциональные возможности проявления здорового человека в различных сферах жизнедеятельности
- Продолжительность жизни
- Продукты, способствующие выведению из организма радионуклидов
- Профилактика близорукости у детей и подростков
- Профилактика близорукости
- Профилактика ультрафиолетовой недостаточности у детей и подростков
- Санитарно-гигиенические аспекты планировки, организации и работы родильных домов
- Сон и его нарушения
- Сон и сновидения
- Сон, сновидения, гипноз
- Таймшер в системе отдыха
- Утренняя гигиеническая гимнастика
- Физиологические критерии здоровья
- Физиологические основы оздоровительной тренировки
- Физическая культура
- Формирование здорового образа жизни
- Характеристика основных форм оздоровительной физической культуры
- Что такое закаливание?
- История медицины, знаменитые врачи
- Антология климатологии
- Биомедицинская этика (этика и деонтология в работе медицинской сестры)
- Биофизик Чижевский и его учение об аэроионах
- Вклад древнеримских врачей К. Галена и К. Цельса
- Геномы
- Здравоохранение
- Знаменитые врачи: Бехтерев Владимир Михайлович
- Знаменитые врачи: Иноземцев Федор Иванович
- Из истории медицины
- Изучение психотерапии за рубежом: история, современное состояние
- История открытия витаминов
- История сестринского дела
- Крионика. Настоящее и будущее
- Ламарк и его эволюционные представления
- Медицина Древнего Египта
- Пастер и совеременный мир
- Сперанский А.Д.
- Ученые, внесшие вклад в лечение и изучение сердечно-сосудистой системы
- Лечение, лекарственные средства
- Адаптивное физическое воспитание в системе реабилитации больных наркоманией
- Акватерапия вчера, сегодня и всегда
- Акушерские щипцы и вакуум-экстракция
- Антидепрессанты: нейрохимические аспекты механизма действия
- Антихолинэстеразные средства
- Асептика
- Аспирин и аспириновая астма
- Атипичные нейролептики в психиатрии: правда и вымысел
- Бетаксолол в лечении глаукомы
- Библиотерапия – “лечение книгой”
- Биологическая антисептика. Асептика
- Биология раневого процесса: лечение ран
- Боль в спине (причины и лечение)
- Боль и обезболивание
- Бронхиальная астма. Амбулаторное лечение, показания к госпитализации, диспансеризация, санаторно-курортное лечение
- Вакцинация
- Вакцинация против дифтерии и столбняка детей, имеющих в анамнезе солидные опухоли
- Вакцины
- Введение в предмет гипноза
- Внутривенный наркоз
- Гемоглобин
- Гиперицин (зверобой) в лечении больных с симптомами депрессии и тревоги
- Глюкоза
- Гормональная регуляция обмена углеводов при мышечной деятельности
- Динамика психопатологических и соматовегетативных проявлений при лечении алкогольного абстинентного синдрома методом УФОК
- Ивадал - новейшее достижение в лечении нарушений сна
- Игровые методы работы в логопедической практике
- Иппотерапия
- Использование грибов в медицине
- Кавинтон в лечении дисциркуляторных церебральных расстройств у пациентов с ожирением
- К вопросу адекватной терапии затяжных реактивных депрессий (введение в проблему)
- К вопросу о зависимости к бензодиазепинам
- Когнитивно-рациональное консультирование
- Кодеин
- Комбинированное использование антидепрессантов и нейролептиков при аффективных расстройствах и шизофрении: показания к назначению, побочные эффекты и осложнения
- К проблеме отграничения новых нейролептиков от классических. Сопоставление клинического и нейрохимического подхода
- Купирование приступа бронхиальной астмы
- Лазер и его действие на живые ткани
- Лазерная медицинская установка для целей лучевой терапии "Импульс-1"
- Лазерное лечение внутриглазной меланомы
- Лекарственная терапия ринитов
- Лекарственые вещества, угнетающие центральную нервную систему
- Лекролин в лечении хронических аллергических конъюнктивитов
- Лекция по терапии: лечение тиреотоксикоза
- Лечебная физическая культура при бронхите
- Лечебная физкультура при язвенной болезни
- Лечебное питание при постхолецистэктомическом синдроме
- Лечебные и профилактические мероприятия при гипоксии внутриутробного плода
- Лечебные свойства винограда
- Лечебные свойства чёрного перца
- Лечение артериальной гипертонии: антагонисты кальция
- Лечение артериальной гипертонии: блокаторы b-адренорецепторов
- Лечение артериальной гипертонии: диуретики
- Лечение бессонницы
- Лечение вялотекущей шизофрении
- Лечение доброкачественной гиперплазии
- Лечение и причины летальности при перфоративной язве 12-типерстной кишки
- Лечение на курортах
- Лечение синдрома апноэ во сне
- ЛОР - рецепты
- Материалы песочной терапии
- Медикаментозные осложнения у больных эпилепсией
- Медико-психологическая помощь пострадавшим при экологических катастрофах
- Медико-психологические последствия боевой психической травмы: клинико-динамические и лечебно-реабилитационные аспекты
- Места антидепрессантов в терапии фобий
- Молекулярные механизмы секреции инсулина и его действия на клетки
- Наркоз
- Некоторые вопросы терапии астено-депрессивных состояний в общемедицинской практике
- Организация помощи раненым и пострадавшим во время войны в действующей армии
- Принципы этапного лечения пострадавших с повреждениями черепа и головного мозга
- Реальные механизмы внушающего воздействия
- Роль биосинхронной вакуум-лазеротерапии в подготовительном этапе лечения больных хроническим периодонтитом
- Современные методы остеосинтеза
- Сульпирид при лечении соматоформных (психосоматических) расстройств
- Обследования, анализы, диагностика
- Акмеология - новое направление междисциплинарных исследований человека
- Акушерские исследования. Методы обследования беременных и рожениц
- Взятие материала для лабораторного исследования на грибок
- Диагностика заболеваний
- Диагностика и лечение послеоперационного перитонита
- Диагностика стафилококковых инфекций
- Дифракционные средства лазерной диагностики
- Допплерометрия маточно-плацентарно-плодового кровотока
- Иммунодиагностика и иммунотерапия рака молочной железы
- Иммунохроматографический анализ
- Исследование достоверности показаний тонометра для измерения внутриглазного давления через веко (ТГДц-01 <ПРА>)
- Исследование дыхательной системы с помощью плегафонии и фонометрии
- Компьютерная термография в диагностике злокачественных опухолей глаза и орбиты
- Лабораторные работы диагностики - анализ мочи и крови
- Медицинские датчики
- Рентгенологические методы в диагностике заболеваний сердца и сосудов
- Ситуационные задачи
- Cцинтиграфия почек
- Хирургия, протезирование
- Ампутации и экзартикуляции
- Анализ частоты послеоперационных осложнений при аппендиците за 1990 год
- Анаэробная инфекция в хирургии
- Ангиология в детской хирургии
- Виды пластики дефектов черепа и твердой мозговой оболочки
- Лечение глаукомы с помощью хирургического вмешательства
- Общая хирургия: асептика и антисептика
- Плановая хирургия
- Полимеры в медицине
- Применение имплантантов с биологически активным пористо-порошковым покрытием
- Применение электроники и биомеханики при протезировании
1
ПРЕДИСЛОВИЕ
Работа посвящена методам интроскопии непрозрачных для видимого света объектов при помощи ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Чтобы наблюдать это явление , объект помещают в постоянное магнитное поле и подвергают действию радиочастотных и градиентных магнитных полей. В катушке индуктивности , окружающей исследуемый объект , возникает переменная электродвижущая сила (ЭДС) , амплитудно-частотный спектр которой и переходные во времени характеристики несут информацию о пространственной плотности резонирующих атомных ядер , а также о других параметрах , специфических только для ядерного магнитного резонанса . После обработки на ЭВМ эта информация переходит в ЯМР-изображение , которое характеризует плотность химически эквивалентных ядер , времена релаксации ядерного магнитного резонанса , распределение скоростей потока жидкости , диффузию молекул и биохимические процессы обмена веществ в живых тканях.
Контраст ЯМР-изображений можно увеличить , вводя в организм различные парамагнитные вещества . Методы ЯМР-интроскопии позволяют следить за процессами поступления в организм и удаления из него атомных ядер , например фтора-19 , которые в нормальных условиях либо отсутствуют в организме , либо содержатся в ничтожных концентрациях . Благодаря указанным свойствам ЯМР-интроскопия стала самым мощным и многогранным методом диагностики в медицине , вытеснив на второй план реконструктивную рентгеновскую томографию , а также акустоскопию .
ЯМР-интроскопия развивается стремительными темпами . Этому , в частности , способствует то , что данный метод диагностики безвреден для здоровья человека . В отличие от рентгеновских методов диагностики ЯМР-интроскопия дает возможность получать как отдельные ЯМР-изображения, так и кинокадры , содержащие большое число ЯМР-изображений. Было зафиксировано несколько случаев , когда злокачественная опухоль в мозгу человека своевременно обнаруживалась при помощи ЯМР-интроскопии , в то время как рентгеновские методы диагностики выявляли эту болезнь на более поздней стадии , и лечение становилось невозможным . Есть все основания предполагать , что методом ЯМР-интроскопии будет решена проблема ранней диагностики рака , а также многих других болезней человека .
РАДИОЧАСТОТНЫЕ КАТУШКИ
Радиочастотные (РЧ) катушки ЯМР-спектрометров и ЯМР-интроскопов предназначены для подвода РЧ-поля к образцу и для съема РЧ- отклика системы спинов. Эти функции разделены в скрещенных РЧ- катушках , которые перпендикулярны друг к другу. Обе указанные функции может выполнять одна РЧ- катушка , если в передающей приемной системе имеется дуплексер или эквивалентная развязывающая цепь. В ЯМР- интроскопах используют как соленоидальные , так и седловидные РЧ- катушки. Амплитуда РЧ- поля в однородном соленоиде
В1=300(W · Q · n с · Vc) 1/2 ,
где В1 выражено в мк Тл , РЧ - мощность W в Вт , объём РЧ - катушки V c в см 3 . Постоянная времени нарастания напряжения в таком соленоиде
t H =2Q / p n o ,
2
где Q - добротность РЧ - катушки. Одиночная РЧ - катушка создает самую большую амплитуду В1 РЧ - поля в образце заданного объема V c .
Отношение сигнала к шуму S/N в цепи настроенной РЧ - катушки изменяется как корень квадратный из Q , и поэтому целесообразно иметь более высокое Q. Однако время , затрачиваемое на разделение двух соседних циклов облучения , пропорционально добротности. Поэтому в ЯМР- интроскопах , в которых используют импульсные методы формирования ЯМР - изображений , добротность ограничена.
Чтобы получить однородное РЧ - поле по объему образца , были построены седловидные РЧ- катушки взамен однородных соленоидальных. Вариации амплитуды магнитного поля по объему образца минимальны , если h/D=1.6554 , c=120.76 ° , (рис 1) , и магнитное поле перпендикулярно оси цилиндра. В оптимальной конфигурации седловидной РЧ- катушки производные от центрального поля второго порядка по координате обращаются в нуль для любого направления. Заметим , что седловидную геометрию с противоположными направлениями электрических токов используют также в градиентных катушках магнитного поля.
Однако оптимальные значения h/D и µ будут другими. Оптимизацию геометрии в этом случае определяет некоторая комбинация производных от центрального магнитного поля по координате третьего порядка.
Для расширения области однородного РЧ- поля в соленоидальной катушке вводят переменный шаг между витками. Анализ показал, что радиальная неоднородность сравнима с аксиальной неоднородностью или меньше ее, и обе указанные неоднородности улучшаются, если оптимально уменьшать шаг намотки к краям соленоида. Геометрия такого соленоида фиксируется при помощи четырех гребенок, изготовленных из нитрида бора. Таким образом, было получено двукратное увеличение однородности РЧ- поля на частоте v o = 270 MГц.
Сравнительный анализ соленоидальной и седловидной РЧ- катушек для ЯМР- интроскопов, в которых используют импульсные методы формирования ЯМР- изображений, показывает, что отношение сигнала к шуму в соленоидальной РЧ- катушке примерно в 3 раза, а добротность Q примерно в 2 раза больше, чем в седловидной РЧ- катушке на частотах 20 МГц. Причина этого в том, что магнитная энергия в седловидной РЧ- катушке концентрируется вблизи проводников и не проходит через образец, который находится в центре РЧ- катушки.
В импульсных ЯМР- интроскопах образец возбуждается импульсами РЧ- поля с пиковой мощностью порядка 10 2 —10 3 Вт при среднем квадратическом напряжении 100 В. Между тем мощность регистрируемого сигнала равна всего 10 - 6 Вт. Чтобы подавить остаточные осцилляции тока на 180 d В в скрещенных РЧ- катушках, требуется время восстановления около 14 t d, где t d постоянная времени спада резонансной цепи, равная 2Q/w o , а в случае одной РЧ- катушки это время возрастает до 21 t d. Блокирование полезной информации в течение времени восстановления приводит к амплитудным и фазовым искажениям в регистрируемом сигнале ССИ.
Передающе- приемная РЧ- катушка ЯМР- интроскопа для объектов большого размера показана на рисунке 2. Это седловидная катушка Гельмгольца, содержащая всего два витка медной полоски, намотанных на цилиндр диаметром 30 см. специальные соленоидальные РЧ- катушки для головы человека были созданы в Абердине. Статическое магнитное поле абердинского ЯМР- интроскопа ориентировано вертикально, а магнитное РЧ- поле горизонтально вдоль оси ложа, на котором лежит пациент(рис.3). Два соленоида с шагом обмотки 1.1 см и диаметром 27.6 см имеют участок
3
длиной 5.5 см, свободный от витков. Вариации амплитуды РЧ- поля в описанной конструкции сдвоенного соленоида составляют около 9 % на длине 14 см, что в 4.4 раза меньше вариации в однородном соленоиде тех же размеров. Чтобы не допустить расстройки РЧ- катушки после помещения пациента, между головой пациента и РЧ- катушкой помещался экран Фарадея, который одновременно уменьшал диэлектрические потери в теле пациента. Экран состоял из 90 медных проводников диаметром 1.8 мм, равномерно уложенных параллельно оси РЧ- катушки. Чтобы центральная трансаксиальная плоскость была эквипотенциальной под нулевым потенциалом, РЧ- катушка для головы человека работала в электрически сбалансированном режиме. Поэтому не было необходимости заземлять проводники экрана Фарадея, и каждый проводник мог быть электрически изолирован. Резонансная частота РЧ- катушки равна 1.7 МГц, добротность Q 0 = 460 без пациента и Q 0 = 330 с пациентом. Из этих значений следует, что индуктивные потери составляют 1/3 полных потерь в процессе формирования ЯМР- изображений головы человека.
Чтобы уменьшить размер РЧ- катушки и тем самым увеличить отношение сигнала к шуму, была разработана РЧ- катушка в форме скрещенных элипсов рис.4. Обмотка состояла из двух витков медной проволоки, намотанных на цилиндрический каркас либо последовательно, либо параллельно. РЧ- поле в ней могло быть направлено как параллельно оси цилиндрического каркаса, так и перпендикулярно. Если генератор РЧ- поля подсоединен к клеммам ab, то возбуждается поперечное В1(a,b) поле, а если к генератору подсоединены клеммы cd, то возбуждается продольное В1(c,d) поле. РЧ- катушка с параллельной обмоткой характеризуется тем, что РЧ- напряжение, приложенное к клеммам ab, практически не создает напряжения на клеммах cd, и наоборот. Поэтому РЧ- мощность можно передавать через одну пару клемм. Возможна также схема, в которой переключатель- дуплексор соединен с каждой парой клемм, так что можно одновременно регистрировать ЯМР- сигналы от двух различных ядер, гиромагнитные отношения которых не сильно отличаются друг от друга, например, ядра 1Н и 19F. Известно, что в этом случае статическое магнитное поле должно быть ориентировано вдоль оси х (рис.4) перпендикулярно векторам В 1,АВ и В 1,CD одновременно.
Конструкция РЧ- катушек, используемых в методе ЯМР- интроскопии с градиентом РЧ- поля по объему образца, показана на рисунке 5. Передающая РЧ- катушка, которая формирует градиент РЧ- поля, состоит из четырех витков в верхней части и одного витка в нижней части. приемная РЧ-катушка выполнена в форме соленоида. Основной недостаток такой конструкции РЧ- катушек в том, что для образцов, длина которых соизмерима с длиной передающей РЧ- катушки, возникают артефакты на ЯМР- изображениях. Причиной возникновения этих атерфактов в том, что фазы сигналов, идущих от различных частей образца, различаются.
СЪЕМ И ОБРАБОТКА ДАННЫХ
Отсчитывание аналоговых ЯМР- сигналов ведут на регулярной последовательности дискретных моментов времени, идущих с тактовым периодом, который удовлетворяет классической теореме отсчетов. Перед каждым очередным отсчитыванием производят интегрирование ЯМР- сигнала практически в течение всего тактового периода. Накопленный сигнал сбрасывают перед началом очередного цикла накопления. Тактовая частота может достигать 10 7 Гц, а диапазон измеряемых частот около 10 кГц. Проинтегрированные сигналы обрабатывались в аналогово- цифро
4
вом преобразователе, которые принимают вид набора двоичных знаков от 5 до 14 разрядов. Чтобы зафиксировать цепочку цифр, используют быстрое устройство накопления цифровой информаци.
Компьютер процессор в ЯМР- интроскопии используют для выполнения дискретного преобразования Фурье большого массива данных, а также для выполнения других математических операций, которые возникают в процессе получения ЯМР- изображений. Только в ЯМР- интроскопах прямого сканирования либо при использовании топического метода искомые данные получают при помощи простой перетасовки данных в заданном формате. Наибольший объём вычислений выполняют при использовании проекционно- реконструктивного метода ЯМР- интроскопии. Большой объём промежуточных данных хранят в больших системах памяти и возвращают обратно в память после проведения соответствующих вычислительных операций.
ЯМР- изображения, поступившие из ЯМР- интроскопа, могут быть подвергнуты апостериорной обработке в целях повышения контраста и качества изображения, а также для распознавания образов, корреляционного и других методов диагностики. Подробный анализ методов цифровой обработки ЯМР- изображений выходит за рамки данной работы.
СИСТЕМЫ ОТОБРАЖЕНИЯ ДАННЫХ
ЯМР- изображения в своем первичном виде отображаются на экране катодно- лучевой трубки или растрового дисплея, управляемого компьютером. Изображение на экране катодно- лучевой трубки формируют модуляцией во времени интенсивности электронного пучка. Чтобы повысить число различных градаций, используют метод модуляции времени экспозиции. На вход такого устройства исходные данные поступают в форме слов из 4 бит в эквивалентный интервал времени экспозиции . С этой целью табличные данные вводят в запоминающее устройство только для считывания (ROM). Организация последнего имеет вид 16 слов ´ 8 бит, так что любое значение дискретного сигнала в форме слова из 4 бит в случае 16 градаций яркости адресует одно слово из 8 бит в указанной таблице. Затем слова из 8 бит загружают в восьмиразрядный счетчик импульсов, который управляется тактовыми импульсами таким образом, что время необходимое для сброса показателей счетчика импульсов до нуля, пропорционально логарифму значения дискретного сигнала в соответствии с законом Вебера Фехнера для зрения. В таком устройстве тактовая частота равна 10 МГц , ширина полосы частот дисплея 5 МГц . Формирование ЯМР- изображения на дисплее с растром 128 ´ 128 элементов занимает около 1/4 с. Цифровой- аналоговый конвентор имеет десятиразрядные слова. Чтобы отображать на дисплее данные, интенсивность которых превышает заданное значение, используют параллельно программируемый ROM.
Псевдоцветное ЯМР- изображение найдет широкое применение в клинике, так как оно облегчает установку точного диагноза и уменьшает напряжение, с которым должен работать оператор. Псевдоцветное изображение формируют на цветном телевизионном мониторе. Особый интерес для медицины имеет система одновременного отображения спиновой плотности f ( x ) и времен спин- решеточной релаксации Т 1 ( х ) . Вариации Т 1 передаются в цветовой шкале, а спиновая плотность f - в шкале интенсивности. Интерфейс дисплея синхронизирует управляющие сигналы и постоянно в режиме быстрого обновления изображения конвентирует цифровые значения интенсивности ЯМР- изображения в видеосигнал.
5
Фотографические копии ЯМР- изображения можно получить либо непосредственно с экрана цветного монитора, либо при помощи фотосканера, управляемого компьютером. На фотобумаге получают как черно- белые, так и цветные копии ЯМР- изображений. Устройство содержит традиционный графопостроитель, соединенный через интерфейс с миникомпьютером. Цветная копия ЯМР- изображения создается при помощи трех источников света различного спектрального состава, при этом свет доходит до фотографической бумаги размером 20 ´ 20 см через волоконно- оптический кабель. Время получения монохромной копии ЯМР- изображения составляет 3 минуты , а цветного 12 минут . Имеется возможность уменьшить это время в 3 раза .
ПРИМЕНЕНИЕ ЯМР - ИНТРОСКОПИИ В МЕДИЦИНЕ
При сопоставлении различных методов получения ЯМР- изображений обычно указывают три характеристических параметра :
- Отношение сигнала к шуму .
- Время получения ЯМР- изображения .
- Пространственное разрешение .
Отношение сигнала к шуму равно отношению ЭДС , индуцированной в приемной РЧ- катушке , к средней квадратической амплитуде тепловых шумов U n :
S / N = x / U n ,
где
U n = (4kT c R D n ) 1/2 ;
T c - абсолютная температура катушки ; R электрическое сопротивление ; D n ширина полосы частот всей приемной системы . Так как ЯМР- сигналы регистрируют фазово- чувствительным детектором, то в формулу для отношения S / N входит отношение амплитуд сигналов , а не энергий . ЭДС равна
x @ (В 1 ) ху М w 0 V s » w 0 B 0 (B 1 ) xy V s » w 0 2 V s (B 1 ) xy
при n о ³ 5 МГ ц . В РЧ- катушке соленоидального вида поле В 1 для единичного тока равно
В
1
0
=
´
n
>
>
1 ,
где а - радиус катушки ; 2b - ее высота ;
m
0
- восприимчивость свободного пространства ; n - число витков в катушке. С учетом скин - эффекта электрическое сопротивление катушки
R 3/2 * h * ( r a n 2 ) / (2 d g) @ n > > 1,
6
где r - сопротивление катушки ; h » 3 - 6 - фактор близости ; d - толщина скин-слоя. В области частот n 0 £ 1МГц отношение сигнала к шуму измеряется как степень 7/4 от лармовой частоты . При высоких частотах , когда основные потери РЧ- мощности происходят в образце , это соотношение переходит в линейное . Для объектов больших размеров , например для тела человека , необходимо учесть скин- эффект и электрическое сопротивление тканей , которое равно » 1 W , а толщина скин- слоя составляет 80 мм при n 0 = 40 МГц . Из-за ослабления РЧ- поля угол нутации q становится функцией глубины z :
q p / 2 = B 1 0 t p exp(- z/ d ).
Разброс угла нутации по глубине компенсируют , выбирая для каждой глубины z соответствующую амплитуду РЧ- поля.
Моделирующие расчеты эффектов ослабления и сдвига по фазе электромагнитного поля в различных тканях человека показывают , что в ЯМР- интроскопах , предназначенных для получения ЯМР- изображений человека , частота Лармона не должна быть более 10 МГц .
Тело человека , помещенное в РЧ- катушку ЯМР- интроскопа , можно рассматривать как электрическое сопротивление с Z = 1.87
W
, которое включено последовательно с электрическим сопротивлением соленоидальной РЧ- катушки , имеющей R = =1.56
W
. При этом полное эффективное сопротивление равно R’ = R + Z = 3.43
W
. Амплитуда шума U
n
возрастает в
=
раза . Именно во столько раз (и не больше!) возрастает отношение сигнала к шуму , если охладить РЧ- катушку до сверхпроводящего состояния . Приведенная выше оценка отношения сигнала к шуму верна для прямого метода сканирования , и во всех интегральных и многопланарных методах получения ЯМР- изображений отношение сигнала к шуму в эквивалентных условиях значительно выше . Указанный фактор позволяет снизить требуемое время получения ЯМР- изображения вплоть до 1с.
Важное преимущество методов интроскопии при помощи ядерного магнитного резонанса в том , что здесь нет ионизирующего излучения . Этот факт стал решающим стимулом быстрого распространения ЯМР- интроскопов в клиниках . В процессе съема данных о ЯМР- изображении тело человека подвергается действию трех агентов : статического магнитного поля , переключаемых или осцилирующих градиентных магнитных полей , а также импульсных радиочастотных полей . Статическое магнитное поле может вызвать генетические или биохимические эффекты , а также эффекты на клеточном уровне . Вплоть до индукции магнитного поля 2 Тл указанных эффектов не наблюдалось . Статическое магнитное поле может изменять скорость распространения импульсов электрического поля по нервам . Согласно теоретическим оценкам , изменение указанного фактора на 10% должно наступить в полях с индукцией 24 Тл и более . В экспериментах , проведенных в магнитном поле 2 Тл в течение 4ч никаких изменений в скорости проводимости нервов обнаружено не было . Искомое явление маскирует эффект изменения температуры тела . Повышение температуры тела на 0.1 ° С приводило к вариациям рассматриваемого фактора на 2 - 4 %.
В сильных магнитных полях наблюдают аномалии в электрокардиограмме сердца . При движении крови в магнитном поле возникает дополнительная ЭДС . Наблюдаемый эффект , который растет линейно с индукцией магнитного поля вплоть до 2 Тл и исчезает сразу же после выключения статического магнитного поля , используют для изучения потока крови в сердце . При этом не возникают ни аритмия , ни изменения в
7
частоте сокращения сердца , ни изменения в давлении крови и не происходит никаких химических изменений .
Исследование поведения бактерий и генетические исследования лимфоцитов крови человека при помощи методики , очень чувствительной к слабым примесям токсических веществ и к ультрафиолетовому облучению , не позволили обнаружить какие- либо вредные эффекты вплоть до индукции магнитного поля » 1 Тл.
Переключаемые и осцилирующие градиентные магнитные поля могут создать недопустимо высокие значения внутренней ЭДС . При скорости переключения 3 Тл/с возникают электрические токи с плотностью около 3 мкА/см 2 , которые могут вызвать нетепловые биологические эффекты . Количественный анализ показал , что для градиентной катушки диаметром 20 см допустимое значение скорости переключения магнитного поля равно dB/dt = 1 Тл/с . Это значение лежит ниже порога возбуждения нервов ( » 3 * 10 3 мкА/см 2 ), порога свертывания крови в сердце (10 2 - 10 3 мкА/см 2 ), порога наблюдения вспышек света в глазах человека под действием электродов на голове человека ( » 17 мкА/см 2 ), а также порога эффекта магнитных фосфенов ( » 5 мкА/см 2 ). Специальные эксперименты показали , что патологические изменения в крови отсутствуют при скорости переключения магнитного поля » 500 Тл/с . Было замечено , что порог указанных эффектов зависит также от формы функции , описывающей вариации магнитного поля во времени . Синусоидальные сигналы не создают практического вреда в интервале частот 30 - 65 Гц и только асимметричные формы сигналов дают заметные изменения этих факторов на пациентах .
Радиочастотное поле ЯМР- интроскопа создает нагрев тканей . Установленный верхний порог равен 4 Вт/кг при времени воздействия менее 10 мин. и 1.5 Вт/кг при длительном облучении. Основной обогрев происходит на поверхности тела . Тело теряет тепло за счет излучения и прямого охлаждения . При низкой влажности воздуха и мощности облучения 4 Вт/кг в течение 10 мин. температура тела повышается на 0.7 ° С .
Тепло , выделяемое в тканях человека во время сеанса облучения РЧ- полем , измеряют по добротности системы с пациентом и без пациента .
Наблюдения за поведением отдельных клеток , поиск генетических повреждений и аберраций в хромосомах показали , что комплекс факторов , характерных для ЯМР- интроскопии , не создает вредных эффектов .
ЯМР- изображения несут важную информацию о химии физиологических процессов , о структуре и динамике тканей на молекулярном уровне и как следствие этого дают принципиально новые возможности для медицинской диагностики . Это свойство и безвредность ЯМР- интроскопии стали решающим стимулом быстрого внедрения ЯМР- интроскопии в медицинские клиники . Современные ЯМР- интроскопы дают пространственное разрешение 1 ´ 1 ´ 4 мм при времени получения изображения около 100 с, позволяют одновременно получать локализованные спектры химических сдвигов ядер 31 Р и 13 С в естественной концентрации . Одновременно или с небольшим разрывом во времени можно получить как анатомическую информацию , так и данные об обмене веществ в тканях (метоболизме) . Время получения спектра 31 Р равно 10 и 16 мин. для спектра 13 С . Положение и относительные интенсивности пиков в спектре 31 Р указывают на отклонения от нормы в тканях под действием ишемии , злокачественной опухоли , нарушения обмена и демонстрируют результаты терапии . Спектры 13 С содержат информацию об уровне триглицерида и гликогена . На ЯМР- изображениях можно отобразить:
- Время спин- решеточной релаксации Т 1 ;
8
2.Время спин- спиновой релаксации Т 2 ;
3.Коэффициент диффузии молекул ;
Особенно ценную информацию несут ЯМР- изображения сосудистой системы , спинового мозга , головного мозга , легких и средостения . Все случаи злокачественных опухолей , обнаруживаемых при помощи реконструктивной рентгеновской томографии , идентифицируются на ЯМР- изображениях ядра водорода . Накоплен большой опыт клинического исследования головного мозга человека при помощи ЯМР- интроскопии . Всего было обследовано 140 пациентов с широким спектром неврологических заболеваний . Преимущество ЯМР- изображений в том , что на них серое вещество мозга отображается с высоким контрастом , который недоступен для рентгеновской реконструктивной томографии . Отсутствуют артефакты , создаваемые костными тканями в рентгеновской реконструктивной томографии , отображаются параметры о потоке жидкостей.
Большой набор параметров на ЯМР- изображениях позволяет с высокой достоверностью обнаружить такие патологические процессы , как эдема , инфекции , злокачественные опухоли и перерождения ткани . Особенно высокую чувствительность к мозговой эдеме дают сигналы спинового эха . Главный недостаток ЯМР- интроскопии в том , что на ЯМР- изображениях нет информации о структуре костей . Для этой цели необходимо использовать реконструктивную рентгеновскую томографию .
ЯМР- интроскопия дает уникальную возможность своевременно обнаружить образование миелита в развивающемся плоде и при оценке мозговых нагноений у детей.
Результаты первого опыта использования ЯМР- интроскопии в педиатрии являются обнадеживающим . При помощи планарного метода получения ЯМР- изображений с регистрацией эхо- сигнала за малые доли секунды получают изображения легких , сердца , и средостение без артефактов движения . Иначе говоря , съем данных ведут в реальном масштабе времени . Время получения изображения с разрешением 6 мм и толщиной 8 мм равно 35 мс . Сигналом - монитором является электрокардиограмма . За 4.5 минуты получают 512 ЯМР- изображений - 32 среза с 16 кинокадрами на каждый срез . Таким образом , регистрируемые данные имеют четырехмерную структуру . С помощью ядерного магнитного резонанса получены результаты обследования детей в возрасте от 3 до 14 месяцев и сняты изображения левого желудочного сердца . Методы ангиографии были в этих случаях бессильны .
Описаны случаи , когда злокачественные опухоли в головном мозге на раннем этапе развития были обнаружены только на ЯМР- изображениях и были едва заметны на рентгеновских томограммах .Эти и другие исследования убедительно свидетельствуют о том , что в нейрологической диагностике наступает новая эра .
В других работах было показано экспериментально , что анатомическая информация и данные о метаболизме в головном мозгу человека могут быть получены на одной установке . Вопреки общепринятым представлениям , был построен ЯМР- интроскоп для головного мозга человека на очень высокой резонансной частоте 63.9 МГц при индукции магнитного поля 1.5 Тл и щелевом резонаторе РЧ- поля . Было достигнуто повышение отношения сигнала к шуму в 11 раз по сравнению с системой , работающей в магнитном поле с индукцией 0.12 Тл . Локализованные ЯМР- спектры высокого разрешения 31 Р , 13 С и 1 Н были получены при помощи поверхностной катушки . Таким образом , метод получения совместных данных об анатомии и о биохимии тканей в мозгу человека становится традиционным .
9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
История науки учит нас , что каждое новое физическое явление или новый метод проходит трудный путь , начинающийся в момент открытия данного явления и проходящий через несколько фаз . Сначала почти никому не приходит мысль о возможности , даже весьма отдаленной , применения этого явления в повседневной жизни , в науке или технике . Затем наступает фаза развития , во время которой данные экспериментов убеждают всех в большой практической значимости данного явления. Наконец , следует фаза стремительного взлета . Новые инструменты входят в моду , становятся высокопродуктивными , приносят большую прибыль и превращаются в решающий фактор научно- технического прогресса . Приборы , основанные на когда-то давно открытом явлении , заполняют физику , химию , промышленность и медицину.
Наиболее ярким примером изложенной выше несколько упрощенной схемы эволюции служит явление магнитного резонанса , открытое Е. К. Завойским в 1944 г. в форме парамагнитного резонанса и независимо открытого Блохом и Парселлом в 1946 г. в виде резонансного явления магнитных моментов атомных ядер . Сложная эволюция ЯМР часто толкала скептиков к пессимистическим заключениям . Говорили, что “ ЯМР мертв “ , что “ ЯМР себя полностью исчерпал “ . Однако вопреки и наперекор этим заклинаниям ЯМР продолжал идти вперед и постоянно доказывал свою жизнеспособность . Много раз эта область науки оборачивалась к нам новой , часто совсем неожиданной стороной и давала жизнь новому направлению . Последние революционизирующие изобретения в области ЯМР , включая удивительные методы получения ЯМР- изображений , убедительно свидетельствуют о том , что границы возможного в ЯМР действительно безграничны . Замечательные преимущества ЯМР- интроскопии , которые будут высоко оценены человечеством и которые сейчас являются мощным стимулом стремительного развития ЯМР- интроскопии и широкого применения в медицине , заключаются в очень малой вредности для здоровья человека , свойственной этому новому методу.
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
РФ
ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА РТ и РС
РЕФЕРАТ
НА ТЕМУ :
“ ДИАГНОСТИКА С ПОМОЩЬЮ
ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА “
ВЫПОЛНИЛ :
СТ - Т ГР. МИД - 194
Ш АБАНОВ Р. В.
ПРИНЯЛ:
С ОХНО О. Н.
ВЛАДИМИР , 1997
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие........................................................................................................1
Радиочастотные катушки............................................................................1
Съем и обработка данных..............................................................................3
Системы отображения данных...................................................................4
Применение ЯМР- интроскопии в медицине............................................5
Заключение..........................................................................................................9
10
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 . Сороко Л. М . Интроскопия на основе ядеоного магнитного резонанса - М: Энергоатомиздат ,1986
2. Абрагам А . Ядерный магнетизм : пер. с англ. / Под ред. Г. В. Скроцкого. - М. : Изд- во ионостр. лит., 1963. - 551с.
3. Феррар Т. , Беккер Э. Импульсная и фурье - спектроскопия ЯМР : пер. с англ. / Под ред. Э. И. Федина . - М. : Мир , 1973. - 164с.
