Вопрос 1) Рентгеновская компьютерная томография. Рентгеновская компьютерная томография (ркт)
 Скачать 1.68 Mb.
|
100 МГц, для измерения этого сигнала он подаётся на детектор. Детектором является высокочастотный диод, при малых амплитудах напряжения детектирование происходит за счёт нелинейности его вольт амперной характеристики и среднее напряжение на диоде оказывается пропорционально квадрату амплитуды переменного напряжения, то есть квадрату амплитуды переменного магнитного поля в катушке индуктивности. В цепь детектора подключён осциллограф.ВОПРОС 16.ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП ЯМР Я́дерный магни́тный резона́нс (ЯМР) — резонансное поглощение или излучение электромагнитной энергии веществом, содержащим ядра с ненулевым спином во внешнем магнитном поле, на частоте ν (называемой частотой ЯМР), обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер. Явление ядерного магнитного резонанса было открыто в 1938 году Исидором Раби в молекулярных пучках. В 1946 году Феликс Блох и Эдвард Миллз Парселл получили ядерный магнитный резонанс в жидкостях и твёрдых телах. Одни и те же ядра атомов в различных окружениях в молекуле показывают различные сигналы ЯМР. Отличие такого сигнала ЯМР от сигнала стандартного вещества позволяет определить химический сдвиг, который обусловлен химическим строением изучаемого вещества. Явление ядерного магнитного резонанса можно применять не только в физике и химии, но и в медицине: организм человека — это совокупность все тех же органических и неорганических молекул. Для этого 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. Компьютерная обработка этой информации формирует объёмное 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. Сущность ЯМР-интроскопии (или магнитно-резонансной томографии) состоит, в реализации особого рода количественного анализа по амплитуде сигнала ядерного магнитного резонанса. В обычной ЯМР-спектроскопии стремятся реализовать наилучшее разрешение спектральных линий. Для этого магнитные системы регулируются таким образом, чтобы в пределах образца создать как можно лучшую однородность поля. В методах ЯМР-интроскопии, напротив, магнитное поле создаётся заведомо неоднородным. Тогда есть основание ожидать, что частота ядерного магнитного резонанса в каждой точке образца имеет своё собственное значение, отличающееся от значений в других частях. Задав какой-либо код для градаций амплитуды ЯМР-сигналов (яркость или цвет на экране монитора), можно получить условное изображение (томограмму) срезов внутренней структуры объекта. ВОПРОС 17. Электронный парамагнитный резонанс. ЭПР (Электронный Парамагнитный Резонанс) – это спектроскопический метод регистрации частиц, содержащих неспаренные электроны. ЭПР является магнитно-резонансный методом, принципиально схожим с ЯМР (Ядерным Магнитным Резонансом), однако вместо измерения ядерных переходов в нашем образце мы регистрируем переходы неспаренных электронов в приложенном внешнем магнитном поле. Так же как и протоны, электроны обладают так называемым "спином", который определяет магнитное свойство частицы, известное как магнитный момент. Магнитный момент заставляет электрон вести себя как маленький стержневой магнит. Когда мы прикладываем внешнее магнитное поле, магнитные моменты неспаренных электронов оказываются ориентированными параллельно или антипараллельно выделенному направлению внешнего поля, что определяет два различных энергетических уровня и позволяет нам наблюдать переходы неспаренных электронов между ними. 18. Ограничение УЗИ – томографии Ультразвуковое исследование (УЗИ), сонография — неинвазивное исследование организма человека с помощью ультразвуковых волн. Ультразвуковой метод прост и доступен, не имеет противопоказаний. УЗИ можно применять неоднократно в течение всего периода наблюдения за пациентом в течение нескольких месяцев или лет. Более того, исследование можно повторять несколько раз в течение одного дня, если этого требует клиническая ситуация. Иногда исследование трудновыполнимо или малоинформативно из-за наличия у пациента послеоперационных рубцов, повязок, ожирения, выраженного метеоризма. В этих и других случаях в нашем отделе может быть выполнена компьютерная томография (КТ) или магнитно-резонансная томография (МРТ). В том числе когда патологические процессы, выявленные при УЗИ, требуют дообследования с помощью более информативных методик уточняющей диагностики ВОПРОС 19) Физический механизм ЭПР. ЭЛЕКТРОННЫЙ ПАРАМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС (ЭПР, электронный спиновый резонанс), явление резонансного поглощения электромагн. излучения парамагн. частицами, помещенными в постоянное магн. поле; один из методов радиоспектроскопии. Используется для изучения систем с ненулевым электронным спиновым магн. моментом (т. е. обладающих одним или неск. неспаренными электронами): атомов, своб. радикалов в газовой, жидкой и твердой фазах, точечных дефектов в твердых телах, систем в триплетном состоянии, ионов переходных металлов. Физическая сущность метода ЭПР Сам метод электронного магнитного резонанса (далее ЭПР) был открыт советским физиком Е.К. Завойским (1944, Казанский университет), и стал одним из основных структурных методов в физике, химии, биологии и минералогии. Метод ЭПР опирается на явлении электронного парамагнитного резонанса. Данный метод основан на поглощении электромагнитных волн парамагнитными веществами в постоянном магнитном поле. Поглощение энергии регистрируется специальным прибором-радиоспектрометром в виде спектра ЭПР. Метод позволяет получить информацию о магнитных свойствах вещества, которые напрямую зависят от его молекулярной структуры. С помощью метода ЭПР можно узнать сведения о строении вещества, он также перспективен в исследовании тонкой структуры ОВ, свидетельствующей о наличии свободных радикалов ароматического типа. ЭПР - спектроскопия применяется не только в геохимии, но и в ряде других наук, таких как физика, химия и биология. Парамагнетики - вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля. В спектроскопии ЭПР используют радиоспектрометры, принципиальная блок-схема которых представлена на рис.1. Вопрос 20. Схема 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.  *Более подробная схема для умников:  Вопрос 21. Виды магнитов МРТ. Магнит в МР томографе может быть постоянным, резистивным электрическим и сверхпроводящим электрическим. 1)Резистивные магниты Магнитное поле создается с помощью электрического тока, который проходит через катушку. МР-томографы с резистивными магнитами требуют большого количества электроэнергии, которая сильно нагревает магнит, что необходимо для получения сильных магнитных полей. Такая система вырабатывает поле с напряженностью до 0,3 Тесла. Резистивные магниты были первыми применены в клинической практике. Они просты в изготовлении, стоят дешевле сверхпроводящих или постоянных. При этом они требуют мощного и стабильного источника питания, системы водоохлаждения с качественной очисткой воды. Уровень магнитного поля в них ограничен величиной 0.3Т, при котором отношение сигнал/шум еще не достаточно высоко. По качеству и времени сканирования они уступают томографам с более сильными полями. В настоящее время этот тип магнита практически не используется, и весь современный парк томографов состоит из приборов с постоянными и сверхпроводящими магнитами. 2)Постоянные магниты Магнитное поле этого типа не требует высоких эксплуатационных расходов на электроэнергию и криогенные материалы. Главным недостатком постоянных магнитов являет то, что они генерируют слабое поле с напряженностью до 0,3 Тесла. Кроме того, такие томографы обладают большой массой, так же у них отсутствует функция аварийного снижения магнитного поля. Часто томографы с постоянными магнитами имеют «открытый» тип конструкции, постоянными магнитами обычно комплектуются небольшие приборы для специализированных исследований отдельных частей тела, например, суставов конечностей. 3)Сверхпроводящие магниты В таких магнитах используется свойство сверхпроводимости, которое присуще некоторым материалам при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю. Сверхпроводящий материал не требует энергетических затрат, потому что практически не имеет электрического сопротивления. Однако для создания температуры, близкой к абсолютному нулю, необходимы криогенные материалы (жидкий гелий). Сверхпроводящие магниты создают магнитные поля высокой напряженности 1,0-3,0 Тесла и более. Они являются наиболее дорогими, но, благодаря высокому уровню поля и наилучшему соотношению сигнал/шум, обеспечивают наилучшее качество изображения. Не случайно наибольший прогресс в совершенствовании магнитных томографов наблюдается в области сверхпроводящих магнитов. Сегодня они покрывают более 80% рынка МР-томографов. Относительно низкий расход жидкого гелия у современных моделей, высокая скорость исследования и качество изображения делают их максимально привлекательными для потребителя. Вопрос 22) .Магнитно-резонансная томография-это метод формирования послойных изображений внутренней структуры органов. В 1946 году Феликс Блох открыл новые свойства атомного ядра. Он установил, что ядро ведет себя подобно магниту, а заряженная частица, такая как протон, вращается вокруг собственной оси, имеет магнитное поле, известное, как магнитный момент ядра. В 1960 году были разработаны спектрометры ядерно-магнитного резонанса для аналитических целей. В 1960 году Раймонд Дамадиан обнаружил, что злокачественная ткань отличается от нормальной ЯМР-параметрами. В 1974 году получили первое ЯМР изображение опухоли у крысы. Исследование МРТ и устройство МРТ: Пациента помещают внутрь большого магнита, где имеется постоянное (статическое) магнитное поле, ориентированное в большинстве аппаратов вдоль тела пациента. Под воздействием этого поля ядра атомов водорода в теле пациента, которые представляют собой маленькие магнитики, каждый со своим слабым магнитным полем, ориентируется определенным образом относительно сильного поля магнита. Добавляя слабое переменное магнитное поле к статическому магнитному полю, выбирают область, изображение которого надо получать. Затем пациента облучают радиоволнами, причем частоту радиоволн подстраивает таким образом, чтобы протоны в теле пациента могли поглотить часть энергии радиоволн и изменить ориентацию своих магнитных полей относительно направления статического магнитного поля. После прекращения облучения пациента радиоволнами протоны станут возвращаться в свои первоначальные состояния, излучая полученную энергию, и это переизлучение будет вызывать появление электрического тока в приемных катушках томографа. Основные компоненты МРТ: -магнит, создающий постоянное (статическое) магнитное поле, в которое помещают пациента; -градиентные катушки, создающие слабое переменное магнитное поле в центральной части основного магнита, называемое градиентным, которое позволяет выбрать полость исследования тела пациента; -радиочастотные катушки; -компьютер. Всякое магнитное поле характеризуется индукцией магнитного поля, которую обозначают В (Тесла Вопрос 23) Ограничение МРТ.  24.Контраст МРТ изображения Примерно 20% всех МРТ выполняются с контрастированием. Без контрастного вещества не обойтись, если предстоит диагностика опухоли, ее границ, состава клеток и размеров.Контраст делает изображение более четким, позволяет детально изучить структуру тканей, что позволяет повысить эффективность результатов диагностики Показания : МРТ с внутривенным контрастированием показано в следующих ситуациях: подозрение на наличие доброкачественной опухоли в гипофизе; реабилитационный период после удаления межпозвонковых грыж, чтобы дифференцировать рубцовые изменения ткани от рецидива; наличие доброкачественных/злокачественных опухолей головного/спинного мозга; с целью определения степени активности рассеянного склероза, для оценки эффективности проводимой терапии; для обнаружения на ранней стадии метастазов в головном/спинном мозге; после операции для изучения состояния структур спинного/головного мозга. Противопоказания:Беременным женщинам, а также в период кормления грудью проводить МРТ с контрастом нельзя. Также относительными противопоказаниями к процедуре являются: склонность к аллергическим реакциям; бронхиальная астма; обезвоживание организма; болезни почек; патологии сердечно-сосудистой системы; миелома, полицитемия, серповидно-клеточная анемия; прием бета-блокаторов. 25. Артефакт МРТ изображения МРТ артефакт является визуальным артефактом (аномалия видна при визуальном представлении) в магнитно - резонансной томографии (МРТ). Это элемент изображения, которого нет в исходном объекте. Во время МРТ может возникнуть множество различных артефактов, некоторые из которых влияют на качество диагностики, а другие могут быть ошибочно приняты за патологию. Артефакты можно разделить на относящиеся к пациенту, зависящие от обработки сигналов и связанные с оборудованием Артефакт МРТ. 1.Артефакт движения - один из наиболее распространенных артефактов при МРТ. Движение может вызывать либо фантомные изображения, либо диффузный шум изображения в направлении фазового кодирования. Причина, по которой выборка данных в основном влияет на выборку данных в направлении фазового кодирования, заключается в значительной разнице во времени сбора данных в направлениях частотного и фазового кодирования. 2.ВЧ неоднородность Изменение интенсивности на изображении может быть связано с неисправностью РЧ-катушки , неоднородным полем B1, неоднородной чувствительностью только принимающей катушки (промежутки между проводами в катушке, неравномерное распределение проводов) или наличие нестандартных -ферромагнитный материал в изображаемом объекте. 3.Асимметричная яркость По оси частотного кодирования наблюдается равномерное уменьшение интенсивности сигнала. Падение сигнала происходит из-за слишком жестких фильтров в полосе сигнала. Таким образом, часть сигнала, генерируемого отображаемым участком, неправильно отклоняется. Подобный артефакт может быть вызван неоднородностью толщины среза. Металлические артефакты. Артефакты, связанные с металлом. Артефакты, связанные с металлом. 4.Металлические артефакты возникают на границах раздела тканей с различной магнитной восприимчивостью, что заставляет локальные магнитные поля искажать внешнее магнитное поле. Это искажение изменяет частоту прецессии в ткани, что приводит к пространственному несоответствию информации Вопрос 27. Аппаратура ЭПР (электронный парамагнитный резонанс) Схема установки показана на рисунке. Переменное электромагнитное поле на частоте |
