XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — способ получения томографических медицинских изображений для исследования внутренних органов и тканей с использованием явления ядерного магнитного резонанса. Способ основан на измерении электромагнитного отклика атомных ядер, чаще всего ядер атомов водорода, а именно на возбуждении их определённым сочетанием электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости.

Годом основания магнитно-резонансной томографии (МРТ) принято считать1973 год, когда профессор химии Пол Лотербур опубликовал в журнале Nature статью «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса». Позже Питер Мэнсфилд усовершенствовал математические алгоритмы получения изображения.

В создание магнитно-резонансной томографии известный вклад внёс Реймонд Дамадьян, один из первых исследователей принципов МРТ, держатель патента на МРТ и создатель первого коммерческого МРТ-сканера. В 1971 году он опубликовал свою идею под названием «Обнаружение опухоли с помощью ядерного магнитного резонанса».

Томография позволяет визуализировать с высоким качеством головной, спинной мозг и другие внутренние органы. Современные технологии МРТ делают возможным неинвазивно (без вмешательства) исследовать работу органов — измерять скорость кровотока, тока спинномозговой жидкости, определять уровень диффузии в тканях, видеть активацию коры головного мозга при функционировании органов, за которые отвечает данный участок коры (функциональная МРТ (фМРТ)).

Метод ядерного магнитного резонанса позволяет изучать организм человека на основе насыщенности тканей организма водородом и особенностей их магнитных свойств, связанных с нахождением в окружении разных атомов и молекул. Ядро водорода состоит из одного протона, который имеет магнитный момент (спин) и меняет свою пространственную ориентацию в мощном магнитном поле, а также при воздействии дополнительных полей, называемых градиентными, и внешних радиочастотных импульсов, подаваемых на специфической для протона при данном магнитном поле резонансной частоте. На основе параметров протона (спинов) и их векторных направлений, которые могут находиться только в двух противоположных фазах, а также их привязанности к магнитному моменту протона можно установить, в каких именно тканях находится тот или иной атом водорода. Иногда могут также использоваться МР-контрасты на базе гадолиния или оксидов железа.

Если поместить протон во внешнее магнитное поле, то его магнитный момент будет либо сонаправлен, либо противоположно направлен магнитному полю, причём во втором случае его энергия будет выше. При воздействии на исследуемую область электромагнитным излучением определённой частоты часть протонов поменяют свой магнитный момент на противоположный, а потом вернутся в исходное положение. При этом системой сбора данных томографа регистрируется выделение энергии во время релаксации предварительно возбужденных протонов.

Первые томографы имели индукцию магнитного поля 0,005 Тл, однако качество изображений, полученных на них, было низким. Современные томографы имеют мощные источники сильного магнитного поля. В качестве таких источников применяются как электромагниты (обычно до 1-3 Тл, в некоторых случаях до 9,4 Тл), так и постоянные магниты (до 0,7 Тл). Поле должно быть весьма сильным, поэтому применяются сверхпроводящие электромагниты, работающие в жидком гелии, а постоянные магниты пригодны только очень мощные, неодимовые. Магнитно-резонансный «отклик» тканей в МР-томографах на постоянных магнитах слабее, чем у электромагнитных, поэтому область применения постоянных магнитов ограничена.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Магнитно резонансная томография [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://ru-wiki.org/wiki/Магнитно-резонансная_томография, свободный (дата обращения : 06.11.2018). – Загл. с экрана.

2 МРТ головного мозга [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://golova-ne-bolit.ru/mrt-golovnogo-mozga-vikipediya.html , свободный (дата обращения : 06.11.2018). – Загл. с экрана.

3 МРТ [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://view-w.ru/2018/07/03/magnitno-rezonansnaya-tomografiya/, свободный (дата обращения : 06.11.2018). – Загл. с экрана.

4 Транспортировка МРТ [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://ttk-sl.com/transportirovka-magnitno-rezonansnyih-tomografov-mr-tomografov-mrt-avtotransportom-po-vsey-rossii-sng-stranam-evropyi-i-azii/, свободный (дата обращения : 06.11.2018). – Загл. с экрана.

5 Диагностика урологических заболеваний [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://vmede.org/sait/?page=6&id=Urologiya_komyakov_2012

&menu=Urologiya_komyakov_2012/, свободный (дата обращения : 06.11.2018). – Загл. с экрана.