ответ. Объект изучения медицинской информатики это информационные технологии, реализуемые в здравоохранении. 3

• Название: Объект изучения медицинской информатики это информационные технологии, реализуемые в здравоохранении. 3
• Анкор: ответ
• Дата: 08.04.2022
• Размер: 0.88 Mb.
• Имя файла: Otvetiki_na_voprosiki_po_biologii.docx
• Тип: Документы; #452964

1. Предметом изучения медицинской информатики являются информационные процессы, сопряженные с медико-биологическими, клиническими и профилактическими проблемами. Объект изучения медицинской информатики – это информационные технологии, реализуемые в здравоохранении.

2.

3.

Существуют два основных типа взаимодействия рентгеновского излучения с веществом: рассеяние и фотоэффект. При рассеянии направление движения фотона изменяется. При фотоэффекте фотон поглощается.

1. Когерентное (упругое) рассеяние происходит тогда, когда энергия рентгеновского фотона недостаточна для внутренней ионизации атома. При этом изменяется направление движения фотона, а его энергия и длина волны не изменяются (поэтому это рассеяние и называется упругим).

2. Некогерентное (комптоновское) рассеяние происходит тогда, когда энергия фотона намного больше энергии внутренней ионизации А_и: hv >> А_и.

При этом электрон отрывается от атома и приобретает некоторую кинетическую энергию Е_к. Направление движения фотона при комптоновском рассеянии изменяется, а его энергия уменьшается:

Комптоновское рассеяние связано с ионизацией атомов вещества.

3. Фотоэффект имеет место тогда, когда энергия фотона hv достаточна для ионизации атома: hv > А_и. При этом рентгеновский квант поглощается, а его энергия расходуется на ионизацию атома и сообщение кинетической энергии выбитому электрону Е_к = hv - А_И.

Комптоновское рассеяние и фотоэффект сопровождаются характеристическим рентгеновским излучением, так как после выбивания внутренних электронов происходит заполнение вакантных мест электронами внешних оболочек.

4.

Естественными источниками рентгеновского излучения являются некоторые радиоактивные изотопы (например, ⁵⁵Fe). Искусственными источниками мощного рентгеновского излучения являются рентгеновские трубки .

Рентгеновская трубка представляет собой вакуумированную стеклянную колбу с двумя электродами: анодом А и катодом К, между которыми создается высокое напряжение U (1-500 кВ). Катод представляет собой спираль, нагреваемую электрическим током. Электроны, испущенные нагретым катодом (термоэлектронная эмиссия), разгоняются электрическим полем до больших скоростей (для этого и нужно высокое напряжение) и попадают на анод трубки. При взаимодействии этих электронов с веществом анода возникают два вида рентгеновского излучения: тормозное и характеристическое.

Тормозное рентгеновское излучение

Согласно теории Максвелла, любое ускоренное движение заряженной частицы сопровождается электромагнитным излучением. Излучение, возникающее при торможении электрона в веществе анода, называют тормозным рентгеновским излучением.

Свойства тормозного излучения определяются следующими факторами.

1. Излучение испускается отдельными квантами, энергии которых связаны с частотой формулой E= hv=hc\v

2. Все электроны, достигающие анода, имеют одинаковую кинетическую энергию, равную работе электрического поля между анодом и катодом:

3. Кинетическая энергия электрона частично передается веществу и идет на его нагревание (Q), а частично расходуется на создание рентгеновского кванта:



Характеристическое рентгеновское излучение.

При взаимодействии катодных электронов с атомами анода наряду с тормозным рентгеновским излучением возникает рентгеновское излучение, спектр которого состоит из отдельных линий/

Существование характеристических спектров рентгеновского излучения было обнаружено с помощью рентгеновских трубок. Позже было установлено, что такие спектры возникают при любой ионизации внутренних орбит химических элементов.

Корень квадратный из частоты характеристического излучения есть линейная функция порядкового номера элемента:

где ν - частота спектральной линии, Z - атомный номер испускающего элемента, А, В - константы.

5 вопрос

Фотобиологические процессы - процессы, которые начинаются с поглощения квантов света биологически функциональными молекулами и заканчиваются соответствующей физиологической реакцией в организме или тканях.

К фотобиологическим процессам относятся:

• 
  фотосинтез - синтез органических молекул за счет энергии солнечного света;
  
• 
  фототаксис - движение организмов (например, бактерий) к свету или от света;
  
• 
  фототропизм - поворот листьев (стеблей) растений к свету или от него;
  
• 
  фотопериодизм - регуляция суточных и годовых циклов животных путем циклических воздействий «свет - темнота»;
  
• 
  зрение - восприятие света глазом, сопровождающееся превращением световой энергии в энергию нервного импульса; помутнение хрусталика;
  
• 
  изменения состояния кожи под воздействием света: эритема, эдема, загар, пигментация, ожог, рак кожи.
  

В функциональных фотобиологических процессах с помощью света образуются продукты, необходимые для выполнения естественных физиологических функций клетки или организма. К ним относятся:

§ Фотоэнергетические процессы, в ходе которых в растениях или микроорганизмах запасается энергия. Важнейшим из таких процессов является фотосинтез, в котором энергия света преобразуется в химическую энергию и синтезируются необходимые клеткам органические вещества.

§ Информационные процессы, в которых клетка или организм с помощью света получает информацию об окружающем мире. Это:

- зрение животных;

- фототаксис - движение организма к свету или от него;

- фототропизмы у растений - ориентировка или рост растения в направлении света;

- фотопериодизм растений и животных (регуляция суточных, сезонных ритмов).

§ Фотобиосинтетические процессы, в которых под действием света образуются необходимые организму вещества:

- фотосинтез, в котором образуются глюкоза и другие органические вещества;

- фотоиндуцированный биосинтез хлорофилла у растений;

- синтез витамина Д у животных под действием ультрафиолетового света и т.д.

В фотодеструктивных процессах свет повреждает биомолекулы и клетки. Конечный эффект может быть связан как с непосредственным фотоповреждением важных молекул, так и с фотохимическим образованием каких-то продуктов, индуцирующих смерть клеток уже после воздействия. Так, поглощение фотонов нуклеиновыми кислотами может сразу привести к гибели организма или к изменению генетической информации - мутациям, что окажется гибельным впоследствии.

К фотобиологическим процессам также относится биолюминесценция, при которой квант не поглощается, а наоборот, излучается в результате биохимических реакций.

Любой фотобиологический процесс можно представить как последовательность первичных фотофизических и фотохимических и вторичных темновых биохимических и физиологических реакций:

1. Поглощение кванта и образование электронно-возбужденного состояния.

2. Дезактивация электронно-возбужденного состояния

а) фотофизическая - люминесценция, безизлучательная диссипация, миграция энергии,

б) фотохимическая - образование фотопродуктов.

3. Вторичные темновые реакции с участием лабильных фотопродуктов и образование стабильных фотопродуктов.
6 вопрос
ФОТОМЕТРИЯ, раздел прикладной физики, занимающийся измерениями света. С точки зрения фотометрии, свет – это излучение, способное вызывать ощущение яркости при воздействии на человеческий глаз.

Первый из законов фотометрии — закон обратных квадратов — был сформулирован Иоганном Кеплером в 1604 году.




Фото́метр — прибор для измерения каких-либо из фотометрических величин, чаще других — одной или нескольких световых величин.

При использовании фотометра осуществляют определённое пространственное ограничение потока излучения и регистрацию его приёмником излучения с заданной спектральнойчувствительностью. Освещённость измеряют люксметрами, яркость — яркомерами, альбедо — альбедометрами, световой поток и световую энергию — с помощью фотометра интегрирующего. Приборы для измерения цвета объекта называют колориметрами. В фотографиии кинематографе световые величины измеряются фотоэкспонометром.

7 вопрос

Зако́н Бугера — Ламберта — Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде.

З
акон выражается следующей формулой

Показатель поглощения определяется свойствами вещества и в общем случае зависит от длины волны λ поглощаемого света. Эта зависимость называется спектром поглощениявещества.

8 вопрос

Сцинтиграфия — метод лучевой диагностики, основанный на введении в организм пациентов радиофармпрепаратов (РФП) на основе  радиоактивных изотопов и получении изображения путём регистрации испускаемого ими излучения. Перед исследованием пациенту внутривенно вводят радиофармпрепарат (РФП), с заданными свойствами в зависимости от исследуемой системы или заболевания. В дальнейшем происходит запись и анализ радионуклидного исследования (сцинтиграфии или ОФЭКТ/КТ).

При ОФЭКТ/КТ происходит запись гибридного томографического исследования, при котором достигается совмещение компьютерной томографии и однофотонной эмиссионной томографии области исследования с получением т.н. fusion – изображений, совмещающих ОФЭКТ и КТ. В результате определяется топическая локализация накопления радиофармпрепарата (как физиологическая, так и патологическая) в заданной области. Проведение ОФЭКТ/КТ исследований показано при диагностике метастатического поражения костной ткани в анатомически сложных областях и при неясной рентгенологической картине, с целью дифференциальной диагностики метастатического, дегенеративного и травматических процессов. При исследовании щитовидной и паращитовидных желез достигается повышение пространственного разрешения и улучшается анатомическая локализация очаговой патологии.
9 вопрос

. Радионуклидная диагностика – один из видов лучевой диагностики, основанный на внешней радиометрии излучения, исходящего из органов и тканей после введения радиофармацевтических препаратов непосредственно в организм пациента.

Диапазон исследования велик: от изучения клеточного метаболизма до исследования функции органа или системы в целом. Эти исследования не имеют аналогов в других методах и способах диагностики, особенно в онкологии. В онкологии радионуклидные исследования позволяют количественно определить уровень активности опухолевой ткани, что достоверно определяет распространённость опухолевого процесса, объективно оценивает эффективность проводимого лечения, своевременно выявляет рецидивы заболевания.

Достоинства методов радионуклидной диагностики:

- высокая информативность,

- уникальный характер получаемой информации,

- максимальная атравматичность,

- отсутствие аллергических реакций,

- простота выполнения,

- хорошая воспроиизводимость,

- универсальность (широта аспектов применения),

- непрерывное развитие и улучшение диагностической технологии,

- максимум диагностической информации при минимальном облучении.

10 вопрос

Как в любом другом спектроскопическом методе, переходы между энергетическими, в данном случае спиновыми, уровнями, сопровождающиеся изменением энергии системы, удовлетворяют общему условию: ΔЕ=h*v0, где ΔЕ – разность энергии между расщепленными уровнями ядра, ν0 – частота поглощаемого или испускаемого излучения при переходах между этими уровнями. Для возбуждения переходов между расщепленными спиновыми уровнями ядра на образец, помещенный в постоянное однородное магнитное поле В 0, необходимо воздействовать переменным магнитным полем Вν, сравнимым по энергии с энергией расщепления уровней ΔЕ. Резонансное поглощение электромагнитного излучения происходит при условии, что вектор осциллирующего магнитного поля перпендикулярен направлению постоянного магнитного поля Вν В0 и условия эксперимента удовлетворяют равенству:

Это равенство представляет собой так называемое условие ядерного магнитного резонанса.

11 вопрос

T1 Релаксация 
    После прекращения действия РЧ импульса, суммарный вектор намагниченности будет восстанавливаться по Z-оси, излучая радиочастотные волны. Временная константа, описывающая, как M_Z возвращается к равновесному значению, называется временем спин-решеточной релаксации (T₁). 

M_Z = M₀ ( 1 - e^-t/T1 ) 

T1 релаксация происходит в объеме, содержащем протоны. Однако связи протонов в молекулах неодинаковые. Эти связи различны для каждой ткани. Один атом ¹H может быть связан очень сильно, как в жировой ткани, в то время как другой атом может иметь более слабую связь, например в воде. Сильно связанные протоны выделяют энергию намного быстрее, чем протоны со слабой связью. Каждая ткань выделяет энергию с различной скоростью, и именно поэтому МРТ имеет такое хорошее контрастное разрешение. 

• 
  T2 Релаксация 
      T1 релаксация описывает процессы, происходящие в Z направлении, в то время как T2 релаксация описывает процессы в плоскости X-Y. 
      Сразу после воздействия РЧ импульсом суммарный вектор намагниченности (теперь называемый поперечной намагниченностью) начинает вращаться в плоскости X-Y вокруг оси Z . Все векторы имеют одно и то же направление, потому что они находятся в фазе. Однако они не сохраняют это состояние. Вектор суммарной намагниченности начинает сдвигаться по фазе (расфазировываться) из-за того, что каждый спиновый пакет испытывает магнитное поле, немного отличающееся от магнитного поля, испытываемого другими пакетами, и вращается со своей собственной частотой Лармора. Сначала количество дефазированных векторов будет небольшим, но быстро увеличивающимся до момента, когда фазовая когерентность исчезнет: не будет ни одного вектора, совпадающего по направлению с другим. Суммарная намагниченность в плоскости XY стремится к нулю, и затем продольная намагниченность возрастает до тех пор пока M₀ не будет вдоль Z.
  

  Рис. 9. Спад магнитной индукции

• 
       Временная константа, описывающая поведение поперечной намагниченности, M_XY, называется спин-спиновым временем релаксации, T₂. T2 релаксация называется спин-спиновой релаксацией, потому что она описывает взаимодействия между протонами в их непосредственной среде (молекулах). T2 релаксация – затухающий процесс, означающий высокую фазовую когерентность в начале процесса, но быстро уменьшающуюся до полного исчезновения когерентности в конце. Cигнал в начале сильный, но быстро ослабевает за счет T2 релаксации. Сигнал называется спадом магнитной индукции (FID - Free Induction Decay) (рис. 9). 
  
• 
  M_XY =M_XYo e^-t/T2
  
• 
  T₂ всегда меньше чем T₁. 
      Скорость смещения по фазе различна для каждой ткани. Дефазирование в жировой ткани происходит быстрее по сравнению с водой. Еще одно замечание относительно T2 релаксации: она протекает гораздо быстрее T1 релаксации. T2 релаксация происходит за десятки миллисекунд, в то время как T1 релаксация может достигать секунд. 
    
  
• 
   12 вопрос Радионуклидная терапия – метод лечения опухолевой и неопухолевых патологий, в основе которого лежат последние достижения ядерной медицины. Суть терапии заключается в введении в организм радиофармпрепарата (РФП) – лечебного изотопа в комбинации с биологической молекулой, который избирательно накапливается в пораженном органе или ткани. Таргетный принцип действия радионуклидной терапии обуславливает чрезвычайно высокую эффективность, специфичность и безопасность такого вида лечения.
  
  радионуклидная терапия проводится при следующих заболеваниях:
  

• 
  Метастазы в кости рака предстательной железы (в т.ч. множественные, сопровождающиеся болевым синдромом) 
  
• 
  Дифференцированный рак щитовидной железы – второй этап лечения после тиреоидэктомии (удаления железы), а также лечение метастазов рака щитовидной железы
  
• 
  Заболевания щитовидной железы, сопровождающиеся тиреотоксикозом: болезнь Грейвса (диффузный токсический зоб), узловой токсический зоб, многоузловой токсический зоб.
  

15 вопрос

Устройство и классификация МР-томографов

Любой МР-томографа состоит из:
магнита, создающего постоянное магнитное поле, в которое помещают пациента;
градиентных катушек, создающих слабое переменное магнитное поле в центральной части основного магнита. Это поле называют градиентным. Оно позволяет выбрать область исследования части тела пациента;
передающих и принимающих радиочастотных катушек; передающие, используются для создания возбуждения в теле пациента, приемные — для регистрации ответа возбужденных участков;
компьютера, управляющего работой катушек, регистрирацией, обработкой измеренных сигналов, реконструкцией МР-изображений.
Магнитное поле характеризуется индукцией магнитного поля, единицей измерения является Тл (тесла) по имени сербского учёного Николы Теслы.
Различают несколько типов томографов (зависит от величины постоянного магнитного поля):
0,01 Тл — 0,1 Тл → со сверхслабым полем;
0,1 — 0,5 Тл → со слабым полем;
0,5 — 1.0 Тл → со средним полем;
1.0 — 2,0 Тл → с сильным полем;
>2,0 Тл → со сверхсильным полем.
Существует три вида магнитов для мр-томографа: резистивные, постоянные и сверхпроводящие.
Томографы с полем до 0,3 Тл чаще всего имеют резистивные или постоянные магниты, выше 3,0 Тл — сверхпроводящие.
Оптимальная напряженность магнитного поля является постоянным предметом дискуссий среди специалистов.
Более 90% магнитно-резонансных томографов составляют модели со сверхпроводящими магнитами (0,5 — 1,5 Тл). Томографы со сверхсильным полем (выше 3,0 Тл) очень дороги в эксплуатации. Постоянные магниты напротив, дёшевы и просты в эксплуатации.

16 вопрос

Суть явления

Прежде всего, надо заметить, что хотя в названии этого явления присутствует слово «ядерный», к ядерной физике ЯМР никакого отношения не имеет и с радиоактивностью никак не связан. Если говорить о строгом описании, то без законов квантовой механики никак не обойтись. Согласно этим законам, энергия взаимодействия магнитного ядра с внешним магнитным полем может принимать только несколько дискретных значений. Если облучать магнитные ядра переменным магнитным полем, частота которого соответствует разнице между этими дискретными энергетическими уровнями, выраженной в частотных единицах, то магнитные ядра начинают переходить с одного уровня на другой, при этом поглощая энергию переменного поля. В этом и состоит явление магнитного резонанса. Это объяснение формально правильное, но не очень наглядное. Есть другое объяснение, без квантовой механики. Магнитное ядро можно представить как электрически заряженный шарик, вращающийся вокруг своей оси (хотя, строго говоря, это не так). Согласно законам электродинамики, вращение заряда приводит к появлению магнитного поля, т. е. магнитного момента ядра, который направлен вдоль оси вращения. Если этот магнитный момент поместить в постоянное внешнее поле, то вектор этого момента начинает прецессировать, т. е. вращаться вокруг направления внешнего поля. Таким же образом прецессирует (вращается) вокруг вертикали ось юлы, если ее раскрутить не строго вертикально, а под некоторым углом. В этом случае роль магнитного поля играет сила гравитации.

Частота прецессии определяется как свойствами ядра, так и силой магнитного поля: чем сильнее поле, тем выше частота. Затем, если кроме постоянного внешнего магнитного поля на ядро будет воздействовать переменное магнитное поле, то ядро начинает взаимодействовать с этим полем — оно как бы сильнее раскачивает ядро, амплитуда прецессии увеличивается, и ядро поглощает энергию переменного поля. Однако это будет происходить только при условии резонанса, т. е. совпадения частоты прецессии и частоты внешнего переменного поля. Это похоже на классический пример из школьной физики — марширующие по мосту солдаты. Если частота шага совпадает с частотой собственных колебаний моста, то мост раскачивается всё сильнее и сильнее. Экспериментально это явление проявляется в зависимости поглощения переменного поля от его частоты. В момент резонанса поглощение резко возрастает, а простейший спектр магнитного резонанса выглядит вот так:
17 вопрос.



18 вопрос



19. Типы магнитов

Постоянные магниты
Постоянный магнит состоит из материала, который намагничен таким образом, что магнитное поле не ослабевает (подобно магниту для заметок, который вы приклеиваете на холодильник). Напряженность поля обычно очень низкая и колеблется между 0.064T 0.3T (единица напряженности магнитного поля – Тесла. 1 Тесла = 10000 Гаусс). Постоянные магниты имеют обычно открытую конструкцию, более удобную для пациента.
Плюсы

• 
  Низкое энергопотребление
  
• 
  Низкие эксплуатационные расходы
  
• 
  Маленькое поле неуверенного приема
  
• 
  Без криогена
  

Минусы.

• 
  Ограниченная напряженность поля (<0.3T)
  
• 
  Очень тяжелый
  
• 
  Нет быстрого охлаждения
  
• 
  Нет аварийного снижения магнитного пол
  

Резистивные магниты
Резистивные магниты – очень большие электромагниты, подобные тем, которые используются на автомобильных свалках для переноса корпусов. Магнитное поле порождается током, который течет по обмоткам проводов. Резистивные магниты существуют в двух вариантах: с воздушным и со стальным сердечниками.

Напряженность поля может достигать 0.3 Т. Эти магниты выделяют много тепла, что требует водяного охлаждения. К тому же они потребляют большое количество электроэнергии, и в целях ее экономии их обычно выключают в перерывах между исследованиями. Их, как правило, открытая конструкция снижает проблему клаустрофобии.

ПЛЮСЫ

1. 
   Низкая стоимость
   
2. 
   Легкий вес
   
3. 
   Может быть отключен
   

МИНУСЫ

1. 
   Высокое энергопотребление
   
2. 
   Ограниченная напряженность поля (<0.2T)
   
3. 
   Требуется водяное охлаждение
   
4. 
   Большое поле неуверенного приема
   

Сверхпроводящие магниты.
В настоящее время наиболее широко используются сверхпроводящие магниты. Магнитное поле порождается током, который течет по обмоткам проводов. Провод окружен хладагентом, таким как жидкий гелий, для уменьшения электрического сопротивления.При температуре 4 Кельвина (-269° C) электрический провод “теряет” электрическое сопротивление. Однажды возбужденный в сверхпроводящем кольце ток позволяет поддерживать магнитное поле. Сверхпроводимость используется в системах с очень высокой напряженностью поля до 12 Т. Наиболее часто в клинической практике применяются системы с напряженностью поля до 1.5 Т. Большинство сверхпроводящих магнитов – магниты сквозного типа.
Вакуумный слой, окружающий кольцо, действует как термоизоляционная защита. Эта защита предотвращает слишком быстрое выкипание гелия. Другим преимуществом сверхпроводящих магнитов является высокая однородность магнитного поля.

ПЛЮСЫ
Высокая напряженность поля
Высокая однородность поля
Низкое энергопотребление
Высокое отношение сигнал/шумБыстрое сканирование
МИНУСЫ
Высокая стоимость
Высокие расходы на криогенное обеспечение
Акустический шум
Артефакты движения
Техническая сложность
20. Магнитно-резонансная томография

Магнитно-резонансная томография (МРТ) является одним из современных методов

лучевой диагностики, позволяющим неинвазивно получать изображения внутренних

структур тела человека. Устаревшее название метода «ядерно-магнитно резонансная

томография» (ЯМРТ) в настоящее время не используется, чтобы избежать

неправильных ассоциаций с ионизирующим излучением. МРТ является единственным

методом неинвазивной диагностики, обладающим высокой чувствительностью и

специфичностью при выявлении отека и инфильтрации костной ткани. Развитие МРспектроскопии и диффузионной МРТ, а также создание новых органотропных

контрастных препаратов является основой развития «молекулярной визуализации» и

позволяет проводить гистохимические исследовании in vivo.
Существует два типа релаксационных процессов в

ядерно – магнитном резонансе (ЯМР)

• Поперечное релаксационное время Т2 – отражает корреляцию между

спинами и называется спин – спиновой релаксацией. Это время связано с

шириной наблюдаемых резонансных линий

• Осевое (продольное) релаксационное время Т1: при возвращении

системы к равновесию Z- компонента магнетизационного вектора падает

со временем от М1 до М0 по экспоненциальному закону. Это время

релаксации называется осевым или продольным времененем релаксации

Т1.

• Константа Т1 отражает эффективность связи между ядерными спинами и

окружающей средой (решеткой) и называется также временем спин –

решеточной релаксации. Это время тесно связано с агрегатным

состоянием образца.

• 
  21-Ограничения Длительность исследования и спокойное, неподвижное состояние пациента для получения качественных изображений, что определяет необходимость седации у беспокойных пациентов или применения анальгетиков у пациентов с выраженным болевым синдромом. Боязнь замкнутого пространства (клаустрофобия), в особенности у пациентов со склонностью к развитию истероидных реакций. Выраженная клаустрофобия является абсолютным обследования методом МРТ. противопоказанием для обследования методом мрт
  
• 
  
  
• 
  22-РЕЖИМЫ МРТ × T1 - взвешенное изображение Контраст между серым и белым веществом меньше, но из-за более короткого Т1(времени продольной релаксации) интенсивность сигнала от белого вещества несколько выше, чем от серого. На сте артерий и СМЖ сигна отсутствует. Протонная плотность костной ткани близка к нулю, кости выглядят темными как на Т2,
  

23.Артефактом изображения является любая черта, не присутствующая в отображаемом объекте, но присутствующая на изображении. Артефакт изображения иногда является результатом неправильного действия при использовании томографа, а, иногда, является следствием естественных процессов или свойств человеческого организма.

Техническое качество MPT изображения подразумевает отсутствие артефактов. Наиболее распространены:

1. 
   артефакты движения (смазанность) в связи с невозможностью пациента лежать неподвижно
   
2. 
   артефакты от дыхания и пульсации крупных сосудов
   
3. 
   артефакты от парамагнитных металлов
   

Избежать всех этих видов артефактов несложно. Пациент должен лежать неподвижно во время MPT исследования. Артефакты от парамагнитных металлов при MPT могут быть связаны с наличием металла на теле .

Еще целым разделом технически артефактов является искажение изображения в связи с неисправностью МРТ аппарата или неправильным выбором параметров МРТ сканирования.

1. 
   Неисправность передачи и према радиопульсов или пробои в клетке Фарадея
   
2. 
   Неисправность программного обеспечения МРТ-перекрестные помехи и кросс-возбуждение
   
3. 
   Ошибки при Фурье-преобразование и реализации теоремы Найквиста
   

24Вопрос о «качестве МРТ изображения» не столь уж постой как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что понятие качество может быть:

1. 
   Физическим
   
2. 
   Техническим
   
3. 
   Медицинским
   

1.Физическое качество подразумевает наилучшее отношение сигнал/шум за разумное время получения МРТ изображения. Сигнал

зависит от магнитной индукции (мощности) томографа. При увеличении мощности МРТ вдвое увеличение сигнала будет примерно

30-40%. Увеличение сигнала при удвоении мощности никогда не бывает 100%. Наибольшее пространственное разрешение позволяет получить на изображении более мелкие детали

2.Техническое качество МРТ изображения подразумевает отсутствие артефактов

3.Медицинское качество МРТ изображения подразумевает информативность изображения в той мере, которая позволяет описать

изображения и сделать по нему заключение. Надо подчеркнуть, что прямой связи с физическим качеством МРТ изображения нет.

Небольшая зашумленность не мешает читать изображения и даже многие артефакты легко распознается и не воспринимаются как

патология. Кроме того, обработка изображения устраняет многие его дефекты. Заключение по МРТ исследованию (то есть всему

набору изображений) дает врач-рентгенолог и только он вправе судить о его информативности.

25) Физическая основа УЗИ — пьезоэлектрический эффект. При деформации монокристаллов некоторых химических соединений (кварц, титанат бария) под воздействием ультразвуковых волн, на поверхности этих кристаллов возникают противоположные по знаку электрические заряды — прямой пьезоэлектрический эффект.

26) По параметру напряженности поля МР-томографы подразделяются на:

Томографы с низким полем (до 0,5 Тесла).
Томографы со средним полем (0,5 – 1,0 Тесла) (в настоящее время практически не используются).
Томографы с высоким полем (1,0 – 1,5 Тесла).
Томографы со сверхвысоким полем (более 1,5 Тесла) (используются в научных целях и для узкоспециальных исследований)

27 ВОПРОС ПОВТОРЯЕТСЯ С 17(СМОТРИ 17)

28. Волновая функция. Уравнение Шредингера.

Уравнение Шредингера - основное динамическое уравнение релятивистской квантовой механики. Оно играет такую же фундаментальную роль, как уравнение Ньютона в классической механике и уравнения Максвелла в классической теории электромагнетизма.

Уравнение Шредингера описывает изменение во времени состояния квантовых объектов, характеризуемое волновой функцией: . Если известна волновая функция в начальный момент времени, то решая уравнение Шредингера, можно найти в любой последующий момент времени t.

Волновая функция — это функция, которая используется в квантовой механике. Она описывает состояние системы, которая имеет размеры в пространстве. Она является вектором состояния. Данная функция является комплексной и формально имеет волновые свойства. Движение любой частицы микромира определено вероятностными законами.
29.

30.Населенности энергетических уровней ядер в магнитном поле


31. Безопасность при проведении МРТ-исследования

Эффект «затягивания» в магнит ЯМР томографа при проведении МРТ металлических парамагнитных предметов — хирургических инструментов, авторучек, подтяжек и др.
Эффект «затягивания» наблюдается только в полях с высокой магнитной индукцией.
Чтобы избежать риска травматизации при МРТ исследовании надо внимательно следить за тем, чтобы в непосредственную близость к магниту томографа не вносились металлические предметы.

Сдвиг металлических имплантатов, главным образом гемостатических клипс на сосудах.
В связи с опасностью кровотечения, МРТ лучше не проводить или убедиться в отсутствии сдвига, предварительно поставив пробу с аналогичной клипсой.
Пробу осуществляют путем введения в магнит МР томографа клипсы, расположенной на стекле или тарелке. Если клипса не сдвигается и не вращается, то риск при МРТ отсутсвует.

Действие радиочастотного поля при наличии искусственного водителя сердечного ритма (кардиостимулятора) может приводить к перебоям в сердечной деятельности, поэтому все инструкции запрещают проводить МРТ обследование таких больных.

Радиочастотные импульсы в принципе могут нагревать ткани, поэтому есть определенный допустимый предел поглощенной энергии.
Величина поглощенной энергии обозначается SAR и измеряется в Вт/кг массы тела. Расчет SAR осуществляется программным обеспечением автоматически после внесения данных о массе тела пациента.

Ограничения на МРТ по уровню SAR европейского стандарта безопасности:

• 
  для всего тела: 1,5 Вт/кг, полученными за 15 мин;
  
• 
  для головы: 3 Вт/кг в течение 10 мин;
  
• 
  локально (на 1 г любой ткани):
  
  • 
    для головы и тела: 8 Вт/кг;
    
  • 
    для конечностей: 12 Вт/кг за 5 мин.
    

При магнитно-резонансной томографии следует учитывать, что все ограничения уровня SAR рассчитаны для температуры в помещении <= 24°С и нормальной температуры тела пациента.

Если в помещении ЯМР томографа температура выше, либо у больного лихорадка, то следует снизить допустимый порог. Если расчетная величина SAR превышает допустимый порог, то следует сократить число срезов и(или) уменьшить интервал TR.

32. Позитро́нно-эмиссио́нная томогра́фия — радионуклидный томографический метод исследования внутренних органов человека или животного. Метод основан на регистрации пары гамма-квантов, возникающих при аннигиляции позитронов с электронами. Позитроны возникают при позитронном бета-распаде радионуклида, входящего в состав радиофармпрепарата, который вводится в организм перед исследованием. Аннигиляция позитрона, остановившегося в веществе (в частности, в ткани организма), с одним из электронов среды порождает два гамма-кванта с одинаковой энергией, разлетающихся в противоположные стороны по одной прямой. Большой набор детекторов, расположенных вокруг исследуемого объекта, и компьютерная обработка сигналов с них позволяет выполнить трёхмерную реконструкцию распределения радионуклида в сканируемом объекте. Почти всегда ПЭТ-томограф комбинируется с КТ- или МРТ-сканером.

Позитронно-эмиссионная томография — активно развивающийся диагностический и исследовательский метод ядерной медицины. В основе этого метода лежит возможность при помощи специального детектирующего оборудования (ПЭТ-сканера) отслеживать распределение в организме биологически активных соединений, меченных позитрон-излучающими радиоизотопами. ПЭТ-сканирование с использованием фтордезоксиглюкозы (радиоактивный индикатор — фтор-18, ¹⁸F, сокр. англ. FDG-PET) широко используется в клинической онкологии.

33. Исследование биохимических процессов в организме методом ПЭТ.

Позитронно- эмиссионная томография (ПЭТ) относится к методам ядерной медицины, для получения изображений использует радиофармпрепараты (РФП), меченные позитрон-излучающими ультракороткоживущими радионуклидами (УКЖР).

Химическое соединение, помеченное таким радионуклидом, выбранным из ряда "физиологичных" УКЖР, может быть метаболическим субстратом или одной из важных в биологическом отношении молекул. Биохимические процессы нарушаются фактически при всех заболеваниях, и эти изменения обычно предшествуют анатомическим поражениям или распространяются за их пределы. ПЭТ дополняет диагностический процесс информацией о физиологических и метаболических расстройствах в очагах поражения, что существенно уточняет характеристику заболевания. Однако в клинических исследованиях наиболее распространенный РФП- 18 F- фтордезоксиглюкоза (ФДГ), используемый для оценки энергетического метаболизма.

34. Техника безопасности при работе с ПЭТ.

Прежде приступить к работе, оператор должен хорошо ознакомиться с характеристиками машины, позициями и функционированием всех управлений; кроме того, он должен прочитать все оперативные руководства, руководство по техобслуживанию, а также просмотреть поставленные в приложение чертежи и схемы.

Машину должны эксплуатировать только операторы, которые были обучены на месте персоналом фирмы SIPA и которые усвоили содержащиеся в приложенном руководстве инструкции.

Одежда должна соответствовать производимой работе: комбинезон или передник должны быть из натуральной ткани (например, хлопчатобумажной), плохо воспламеняющиеся и очищенные от смазывающих веществ, специальные термозащитные огнестойкие перчатки, обязательно применять защитные очки, наушники или ушные пробки и защитную каску. Рабочая зона никогда не должны загромождаться, чтобы не ограничивать свободное движение оператора. По завершении обслуживания проверить, чтобы какой-нибудь используемый для данной операции инструмент не остался внутри рабочей зоны.

После полной разгрузки экструдера и прекращения процесса прессования необходимо:

• 
  - остановить машину
  
• 
  - отвести экструдер
  
• 
  - закрыть подачу ПЭТ в экструдер
  
• 
  -выключить нагрев машины 1 сопла, выключаются индивидуально в видеостраницах «пресс формы инжекции»
  
• 
  -разгрузить готовую продукцию (очистить пресс-формы от недопрессованных преформ)
  
• 
  - выключить гидравлику, компрессора и сушилку ПЭТ
  
• 
  - после того как температура пресс-формы снизится до 100єС, выключить водоохладитель и обесточить машину.
  

39.

В ПЭТ для получения изображений использует РФП, меченные по- зитрон-излучающими ультракороткоживущими радионуклидами (УКЖР). Применение таких радионуклидов позволило уменьшить время исследования и радиационную нагрузку на больного, т.к. большая часть препарата распадается уже во время исследования.

УКЖР (в отличие от используемых в ОФЭКТ изотопов ‘л>^шТс или ^,23j) не меняют химических свойств РФП, которые являются функциональными аналогами естественных метаболитов. Поэтому распределение в организме надлежащим образом выбранных РФП адекватно отражает параметры исследуемого биохимического процесса и/или функционального состояния организма. Методом ПЭТ можно исследовать любую функцию организма. Необходимо только выбрать химическое соединение, критически важное для осуществления этой функции.

Чаще всего в ПЭТ используют ультракороткоживущие изотопы - ^l8F, ^ИС, ¹³N и ^1Г>0 , с периодами полураспада 109,8, 20, 9,97 и 2 минуты соответственно. Короткий период полураспада данных изотопов позволяет проводить многократные исследования (в частности, при использовании РФП, меченных 'Ю - каждые 15 минут).
40 вопрос

Задача позитронно-эмиссионной томографии состоит в том, чтобы восстановить изображение, описывающее плотность источников излучения. Эти источники могут находиться как в свободном пространстве, так и внутри какого-то объекта.

Я

41 вопрос

 

Тепловое излучение – процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волн, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела. Возникновение потока лучей в результате превращения тепловой энергии в лучистую, называется излучениемили лучеиспусканием, а обратный переход лучистой энергии в тепловую называют поглощением лучей.
42 вопрос

Важным этапом в создании квантовой механики явилось обнаружение волновых свойств микрочастиц. Идея о волновых свойствах была первоначально высказана как гипотеза французским физиком Луи де Бройлем.

В физике в течение многих лет господствовала теория, согласно которой свет есть электромагнитная волна. Однако после работ Планка (тепловое излучение), Эйнштейна (фотоэффект) и других стало очевидным, что свет обладает корпускулярными свойствами.

Чтобы объяснить некоторые физические явления, необходимо рассматривать свет как поток частиц-фотонов. Корпускулярные свойства света не отвергают, а дополняют его волновые свойства.

Итак, фотон-элементарная частица света, обладающая волновыми свойствами.

Логично считать, что и другие частицы-электроны, нейтроны- обладают волновыми свойствами.

Формула для импульса фотона

(4.4.1)

была использована для других микрочастиц массой m, движущихся со скоростью v:

, (4.4.2)

откуда

(4.4.3)

По де Бройлю, движение частицы, например, электрона, подобно волновому процессу с длиной волны λ , определяемой формулой (4.4.3). Эти волны называют волнами де Бройля. Следовательно, частицы (электроны, нейтроны, протоны, ионы, атомы, молекулы) могут проявлять дифракционные свойства.

К.Дэвиссон и Л.Джермер впервые наблюдали дифракцию электронов на монокристалле никеля.

Может возникнуть вопрос: что происходит с отдельными частицами, как образуются максимумы и минимумы при дифракции отдельных частиц?

Опыты по дифракции пучков электронов очень малой интенсивности, то есть как бы отдельных частиц, показали, что при этом электрон не "размазывается" по разным направлениям, а ведет себя как целая частица. Однако вероятность отклонения электрона по отдельным направлениям в результате взаимодействия с объектом дифракции различная. Наиболее вероятно попадание электронов в те места, которые по расчету соответствуют максимумам дифракции, менее вероятно их попадание в места минимумов. Таким образом, волновые свойства присущи не только коллективу электронов, но и каждому электрону в отдельности.