الرنين المغناطيسي النووي. التصوير بالرنين المغناطيسي الرنين المغناطيسي في الطب

التصوير بالرنين المغناطيسي (مري)– تقنية حديثة غير جراحية تسمح لك بتصور الهياكل الداخلية للجسم. بناء على تأثير الرنين المغناطيسي النووي – التفاعل النوى الذريةالتعرض للموجات الكهرومغناطيسية في المجال المغناطيسي. يجعل من الممكن الحصول على صورة ثلاثية الأبعاد لأي نسيج في جسم الإنسان. تستخدم على نطاق واسع في مجالات متنوعةالطب: أمراض الجهاز الهضمي، أمراض الرئة، أمراض القلب، طب الأعصاب، طب الأنف والأذن والحنجرة، طب الثدي، أمراض النساء، إلخ. نظرًا لمحتوى المعلومات العالي والسلامة والسعر المعقول، يحتل التصوير بالرنين المغناطيسي في موسكو مكانة رائدة في قائمة الطرق المستخدمة لتشخيص الأمراض والحالات المرضية الأجهزة والأنظمة المختلفة.

تاريخ الدراسة

يعتبر تاريخ إنشاء التصوير بالرنين المغناطيسي تقليديًا عام 1973، عندما نشر الفيزيائي الأمريكي وأخصائي الأشعة ب. لوتربور مقالًا مخصصًا لهذا الموضوع. ومع ذلك، فإن تاريخ التصوير بالرنين المغناطيسي بدأ قبل ذلك بكثير. في الأربعينيات من القرن الماضي، وصف الأمريكيان ف. بلوخ ور. بورسيل بشكل مستقل ظاهرة الرنين المغناطيسي النووي. وفي أوائل الخمسينيات، حصل كلا العالمين على جائزة نوبل لاكتشافاتهما في الفيزياء. في عام 1960، تقدم ضابط عسكري سوفياتي بطلب للحصول على براءة اختراع لوصف جهاز مماثل لجهاز التصوير بالرنين المغناطيسي، ولكن تم رفض الطلب "لأنه غير ممكن".

بعد نشر مقال لوتربور، بدأ التصوير بالرنين المغناطيسي في التطور بسرعة. بعد ذلك بقليل، عمل P. Mansfield على تحسين خوارزميات الحصول على الصور. وفي عام 1977، ابتكر العالم الأمريكي ر. داماديان أول جهاز لدراسات التصوير بالرنين المغناطيسي وقام باختباره. ظهرت أولى آلات التصوير بالرنين المغناطيسي في العيادات الأمريكية في الثمانينيات من القرن الماضي. بحلول بداية التسعينيات، كان هناك بالفعل حوالي 6 آلاف من هذه الأجهزة في العالم.

حاليا، التصوير بالرنين المغناطيسي هو تقنية طبية، بدونها من المستحيل تخيل التشخيص الحديث لأمراض أعضاء البطن والمفاصل والدماغ والأوعية الدموية والعمود الفقري والحبل الشوكي والكلى وخلف الصفاق والأعضاء التناسلية الأنثوية وغيرها من الهياكل التشريحية. يتيح لك التصوير بالرنين المغناطيسي اكتشاف حتى التغييرات الطفيفة المميزة للمراحل المبكرة من المرض، وتقييم بنية الأعضاء، وقياس سرعة تدفق الدم، وتحديد نشاط أجزاء مختلفة من الدماغ، وتحديد البؤر المرضية بدقة، وما إلى ذلك.

مبادئ التصور

يعتمد التصوير بالرنين المغناطيسي على ظاهرة الرنين المغناطيسي النووي. النوى العناصر الكيميائيةإنها نوع من المغناطيس الذي يدور بسرعة حول محوره. عند الدخول إلى مجال مغناطيسي خارجي، تتغير محاور دوران النوى بطريقة معينة، وتبدأ النوى بالدوران وفقًا لاتجاه خطوط قوة هذا المجال. هذه الظاهرة تسمى الموكب. عند تشعيعها بموجات راديو ذات تردد معين (بالتزامن مع تردد الموكب)، تمتص النواة طاقة موجات الراديو.

وعندما يتوقف التشعيع، تعود النواة إلى حالتها الطبيعية، وتتحرر الطاقة الممتصة، مما يؤدي إلى خلق ذبذبات كهرومغناطيسية يتم تسجيلها باستخدام جهاز خاص. تسجل آلة التصوير بالرنين المغناطيسي الطاقة الصادرة عن نوى ذرات الهيدروجين. وهذا يجعل من الممكن اكتشاف أي تغيرات في تركيز الماء في أنسجة الجسم، وبالتالي الحصول على صور لأي أعضاء تقريبًا. تنشأ بعض القيود عند إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي عند محاولة تصوير الأنسجة ذات المحتوى المائي المنخفض (العظام، وهياكل القصبات الهوائية) - في مثل هذه الحالات، لا تكون الصور مفيدة بما فيه الكفاية.

أنواع التصوير بالرنين المغناطيسي

مع الأخذ في الاعتبار المنطقة قيد الدراسة، يمكن تمييز الأنواع التالية من التصوير بالرنين المغناطيسي:

• التصوير بالرنين المغناطيسي للرأس (الدماغ والغدة النخامية والجيوب الأنفية).
• التصوير بالرنين المغناطيسي لأعضاء الصدر (الرئتين والقلب).
• التصوير بالرنين المغناطيسي لتجويف البطن والفضاء خلف الصفاق (البنكرياس والكبد والقنوات الصفراوية والكلى والغدد الكظرية والأعضاء الأخرى الموجودة في هذه المنطقة).
• التصوير بالرنين المغناطيسي لأعضاء الحوض (المسالك البولية والبروستاتا والأعضاء التناسلية الأنثوية).
• التصوير بالرنين المغناطيسي للجهاز العضلي الهيكلي (العمود الفقري والعظام والمفاصل).
• التصوير بالرنين المغناطيسي للأنسجة الرخوة، بما في ذلك الغدد الثديية والأنسجة الرخوة في الرقبة (الغدد اللعابية والغدة الدرقية والحنجرة والغدد الليمفاوية وغيرها من الهياكل)، والعضلات والأنسجة الدهنية في مناطق مختلفة من جسم الإنسان.
• التصوير بالرنين المغناطيسي للأوعية (الأوعية الدماغية وأوعية الأطراف والأوعية المساريقية والجهاز اللمفاوي).
• التصوير بالرنين المغناطيسي لكامل الجسم. يتم استخدامه عادةً في مرحلة البحث التشخيصي عند الاشتباه في حدوث ضرر منتشر لمختلف الأعضاء والأنظمة.

يمكن إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي إما بدون أو باستخدام عامل التباين. بالإضافة إلى ذلك، هناك تقنيات خاصة تسمح بتقييم درجة حرارة الأنسجة، وحركة السائل داخل الخلايا، والنشاط الوظيفي لمناطق الدماغ المسؤولة عن الكلام والحركة والرؤية والذاكرة.

دواعي الإستعمال

عادة ما يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي في موسكو المرحلة الأخيرةالتشخيص، بعد التصوير الشعاعي وغيرها من الدراسات التشخيصية في الخط الأول. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي لتوضيح التشخيص والتشخيص التفريقي والتقييم الدقيق لشدة ومدى التغيرات المرضية وإعداد خطة علاجية تحفظية وتحديد الحاجة إلى التدخل الجراحي ومداه بالإضافة إلى المراقبة الديناميكية أثناء العلاج وعلى المدى الطويل .

التصوير بالرنين المغناطيسي للرأسموصوفة لدراسة العظام والأنسجة الرخوة السطحية والهياكل داخل الجمجمة. يتم استخدام هذه التقنية لتحديد التغيرات المرضية في الدماغ والغدة النخامية والأوعية والأعصاب داخل الجمجمة وأعضاء الأنف والأذن والحنجرة والجيوب الأنفية والأنسجة الرخوة في الرأس. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي في تشخيص التشوهات الخلقية، والعمليات الالتهابية، وآفات السرطان الأولية والثانوية، والإصابات المؤلمة، وأمراض الأذن الداخلية، وأمراض العين، وما إلى ذلك. ويمكن إجراء الإجراء مع أو بدون التباين.

التصوير بالرنين المغناطيسي للصدريستخدم لدراسة بنية القلب والرئتين والقصبة الهوائية والأوعية الكبيرة والشعب الهوائية والتجويف الجنبي والمريء والغدة الصعترية والغدد الليمفاوية المنصفية. مؤشرات التصوير بالرنين المغناطيسي هي آفات عضلة القلب والتأمور، واضطرابات الأوعية الدموية، والعمليات الالتهابية، والخراجات والأورام في الصدر والمنصف. يمكن إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي مع أو بدون عامل التباين. أنها ليست مفيدة للغاية عند فحص الأنسجة السنخية.

التصوير بالرنين المغناطيسي لتجويف البطن وخلف الصفاقيوصف لدراسة بنية البنكرياس والكبد والقنوات الصفراوية والأمعاء والطحال والكلى والغدد الكظرية والأوعية المساريقية والغدد الليمفاوية وغيرها من الهياكل. مؤشرات التصوير بالرنين المغناطيسي هي الحالات الشاذة في النمو، والأمراض الالتهابية، والإصابات المؤلمة، وتحص صفراوي، وتحصي البول، والأورام الأولية، والأورام النقيلية، والأمراض الأخرى والحالات المرضية.

التصوير بالرنين المغناطيسي للحوضيستخدم في دراسة المستقيم والحالب والمثانة والغدد الليمفاوية والأنسجة داخل الحوض وغدة البروستاتا عند الرجال والمبيضين والرحم وقناتي فالوب عند النساء. مؤشرات الدراسة هي عيوب النمو والإصابات المؤلمة والأمراض الالتهابية وعمليات احتلال الفضاء والحصوات في المثانة والحالب. لا يتضمن التصوير بالرنين المغناطيسي التعرض للإشعاع للجسم، لذلك يمكن استخدامه لتشخيص أمراض الجهاز التناسلي حتى أثناء الحمل.

التصوير بالرنين المغناطيسي للجهاز العضلي الهيكليموصوف لدراسة الهياكل العظمية والغضروفية والعضلات والأربطة وكبسولات المفاصل والأغشية الزليلية للمناطق التشريحية المختلفة، بما في ذلك المفاصل والعظام وجزء معين من العمود الفقري أو العمود الفقري بأكمله. يتيح لك التصوير بالرنين المغناطيسي تشخيص مجموعة واسعة من الحالات الشاذة في النمو والإصابات المؤلمة والأمراض التنكسية، فضلاً عن الآفات الحميدة والخبيثة في العظام والمفاصل.

التصوير بالرنين المغناطيسي للأوعية الدمويةيستخدم في دراسة الأوعية الدماغية والأوعية الطرفية والأوعية المشاركة في إمداد الدم إلى الأعضاء الداخلية وكذلك الجهاز اللمفاوي. يشار إلى التصوير بالرنين المغناطيسي لعيوب النمو والإصابات المؤلمة والحوادث الوعائية الدماغية الحادة والمزمنة وتمدد الأوعية الدموية والوذمة اللمفية والتخثر وآفات تصلب الشرايين في أوعية الأطراف والأعضاء الداخلية.

موانع

تعتبر أجهزة تنظيم ضربات القلب وغيرها من الأجهزة الإلكترونية المزروعة، والمزروعات المعدنية الكبيرة وأجهزة إليزاروف موانع مطلقة للتصوير بالرنين المغناطيسي في موسكو. تشمل الموانع النسبية للتصوير بالرنين المغناطيسي صمامات القلب الاصطناعية، وزراعة الأذن الوسطى غير المعدنية، وزراعة القوقعة، ومضخات الأنسولين، والوشم باستخدام الأصباغ المغناطيسية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الموانع النسبية للتصوير بالرنين المغناطيسي هي الأشهر الثلاثة الأولى من الحمل، ورهاب الأماكن المغلقة، وأمراض القلب اللا تعويضية، والحالة العامة الخطيرة، والإثارة الحركية، وعدم قدرة المريضة على اتباع تعليمات الطبيب بسبب ضعف الوعي أو الاضطرابات العقلية.

يُمنع استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي المعزز بالتباين في المرضى الذين يعانون من حساسية تجاه عوامل التباين، والفشل الكلوي المزمن، وفقر الدم. لا يوصف التصوير بالرنين المغناطيسي باستخدام عامل التباين أثناء الحمل. خلال فترة الرضاعة، يُطلب من المريضة شفط الحليب مسبقًا والامتناع عن الرضاعة لمدة يومين بعد الدراسة (حتى تتم إزالة مادة التباين من الجسم). إن وجود غرسات التيتانيوم ليس موانع لأي نوع من التصوير بالرنين المغناطيسي، لأن التيتانيوم ليس له خصائص مغناطيسية. ويمكن أيضًا استخدام هذه التقنية في وجود جهاز داخل الرحم.

التحضير للتصوير بالرنين المغناطيسي

معظم الدراسات لا تتطلب إعدادًا خاصًا. لعدة أيام قبل التصوير بالرنين المغناطيسي للحوض، يجب عليك الامتناع عن تناول الأطعمة التي تسبب الغازات. لتقليل كمية الغازات في الأمعاء، يمكنك استخدام الفحم المنشط وأدوية أخرى مماثلة. قد يحتاج بعض المرضى إلى حقنة شرجية أو أدوية مسهلة (حسب توجيهات الطبيب). قبل وقت قصير من بدء الدراسة، يجب عليك إفراغ المثانة.

عند إجراء أي نوع من التصوير بالرنين المغناطيسي يجب تزويد الطبيب بنتائج الدراسات الأخرى (التصوير الشعاعي، الموجات فوق الصوتية، الأشعة المقطعية، الفحوصات المخبرية). قبل البدء بالتصوير بالرنين المغناطيسي، يجب عليك خلع ملابسك العناصر المعدنيةوجميع الأشياء المعدنية: دبابيس الشعر، المجوهرات، الساعات، أطقم الأسنان وغيرها. إذا كان لديك زرعات معدنية وأجهزة إلكترونية مزروعة، عليك إبلاغ الأخصائي عن نوعها وموقعها.

المنهجية

يتم وضع المريض على طاولة خاصة تنزلق إلى نفق التصوير المقطعي. في التصوير بالرنين المغناطيسي المعزز بالتباين، يتم حقن عامل التباين أولاً في الوريد. طوال فترة الدراسة، يمكن للمريض الاتصال بالطبيب باستخدام ميكروفون مثبت داخل التصوير المقطعي. يصدر جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي بعض الضوضاء أثناء الإجراء. في نهاية الدراسة، يُطلب من المريض الانتظار بينما يقوم الطبيب بفحص البيانات التي تم الحصول عليها، لأنه في بعض الحالات قد تكون هناك حاجة إلى صور إضافية لإنشاء صورة أكثر اكتمالا. ثم يقوم الأخصائي بإعداد الاستنتاج وتسليمه للطبيب المعالج أو تسليمه للمريض.

تكلفة التصوير بالرنين المغناطيسي في موسكو

يعتمد سعر الإجراء التشخيصي على المنطقة التي يتم فحصها، والحاجة إلى التباين واستخدام تقنيات إضافية خاصة، والخصائص التقنية للمعدات وبعض العوامل الأخرى. التأثير الأكثر أهمية على سعر التصوير بالرنين المغناطيسي في موسكو هو الحاجة إلى إدارة التباين - عند استخدام عامل التباين، يمكن أن تتضاعف التكاليف الإجمالية للمريض تقريبًا. قد تختلف تكلفة المسح أيضًا اعتمادًا على الوضع التنظيمي والقانوني للعيادة (خاصة أو عامة)، ومستوى وسمعة المؤسسة الطبية، ومؤهلات الأخصائي.

التصوير بالرنين المغناطيسي (مري)- طريقة الحصول على الصور الطبية المقطعية لدراسة الأعضاء والأنسجة الداخلية باستخدام ظاهرة الرنين المغناطيسي النووي. حصل بيتر مانسفيلد وبول لوتربور على جائزة نوبل في الطب عام 2003 لاختراعهما التصوير بالرنين المغناطيسي.
في البداية، كانت هذه الطريقة تسمى التصوير بالرنين المغناطيسي النووي (NMR Imaging). ولكن بعد ذلك، ومن أجل عدم تخويف الجمهور، الذي أصابه رهاب الإشعاع، أزالوا ذكر الأصل "النووي" لهذه الطريقة، خاصة وأن الإشعاع المؤين لا يستخدم في هذه الطريقة.

الرنين المغناطيسي النووي

يتم تحقيق الرنين المغناطيسي النووي على النوى ذات السبينات غير الصفرية. الأكثر إثارة للاهتمام في الطب هي نوى الهيدروجين (1H)، والكربون (13C)، والصوديوم (23 Na) والفوسفور (31P)، لأنها كلها موجودة في جسم الإنسان. ويحتوي على أكثر ذرات الهيدروجين الموجودة في الدهون والماء (63%)، وهي الأكثر تواجداً في جسم الإنسان. لهذه الأسباب، غالبًا ما يتم "ضبط" ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي الحديثة على نواة الهيدروجين - البروتونات.

وفي غياب مجال خارجي، تكون الدورات المغزلية والعزوم المغناطيسية للبروتونات موجهة بشكل عشوائي (الشكل 8 أ). إذا وضعت بروتونًا في مجال مغناطيسي خارجي، فسيكون عزمه المغناطيسي إما في اتجاه مشترك أو معاكس للمجال المغناطيسي (الشكل 8 ب)، وفي الحالة الثانية ستكون طاقته أعلى.

يمكن لجسيم ذو دوران، موضوع في مجال مغناطيسي بقوة B، أن يمتص فوتونًا بتردد ν، والذي يعتمد على النسبة المغناطيسية الجيروسكوبية γ.

بالنسبة للهيدروجين، γ = 42.58 ميجا هرتز/T.
يمكن للجسيم أن يمر بمرحلة انتقالية بين حالتين من الطاقة عن طريق امتصاص الفوتون. يمتص الجسيم الموجود عند مستوى طاقة أقل فوتونًا وينتهي به الأمر عند مستوى طاقة أعلى. يجب أن تتطابق طاقة الفوتون المعطى تمامًا مع الفرق بين الحالتين. ترتبط طاقة البروتون E بتردده ν من خلال ثابت بلانك (h = 6.626·10 -34 J·s).

في الرنين المغناطيسي النووي، تسمى الكمية ν بتردد الرنين أو تردد لارمور. ν = γB و E = hν، لذلك، من أجل إحداث انتقال بين حالتي الدوران، يجب أن يتمتع الفوتون بالطاقة

عندما تتطابق طاقة الفوتون مع الفرق بين حالتي السبين، يحدث امتصاص الطاقة. التوتر المستمر حقل مغناطيسيويجب أن يتطابق تردد المجال المغناطيسي للتردد الراديوي بشكل صارم مع بعضها البعض (الرنين). في تجارب الرنين المغناطيسي النووي، يتوافق تردد الفوتون مع نطاق التردد الراديوي (RF). في التصوير بالرنين المغناطيسي السريري، لتصوير الهيدروجين، يتراوح عادةً ν بين 15 و80 ميجاهرتز.
في درجة حرارة الغرفة، عدد البروتونات ذات السبينات في مستوى الطاقة الأدنى يزيد قليلاً عن عددها في المستوى الأعلى. تتناسب الإشارة في التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي مع الاختلاف في مستويات السكان. يتناسب عدد البروتونات الزائدة مع B 0 . هذا الاختلاف في مجال 0.5 تسلا هو 3 بروتونات لكل مليون فقط، وفي مجال 1.5 تسلا يكون 9 بروتونات لكل مليون. ومع ذلك، فإن العدد الإجمالي للبروتونات الزائدة في 0.02 مل من الماء في حقل سعة 1.5 تسلا هو 6.02·10 15 . كلما زادت قوة المجال المغناطيسي، كانت الصورة أفضل.

في حالة التوازن، يكون ناقل المغنطة الصافي موازيًا لاتجاه المجال المغناطيسي المطبق B 0 ويسمى مغنطة التوازن M 0 . في هذه الحالة، يكون المكون Z للمغنطة M Z يساوي M 0 . يُطلق على MZ أيضًا اسم المغنطة الطولية. في هذه الحالة، لا يوجد مغنطة عرضية (M X أو M Y). من خلال إرسال نبضة RF بتردد لارمور، يمكنك تدوير ناقل المغنطة الصافي في مستوى عمودي على المحور Z، في هذه الحالة طائرة X-Y.

الاسترخاء T1
بعد توقف نبض التردد اللاسلكي، ستتم استعادة ناقل المغنطة الكلي على طول المحور Z، مما ينبعث منه موجات تردد راديوي. الثابت الزمني الذي يصف كيفية عودة M Z إلى قيمة توازنه يسمى زمن استرخاء شبكة الدوران (T 1 ).

م ض = م 0 (1 - ه -t/T 1 )

يحدث استرخاء T1 في الحجم الذي يحتوي على البروتونات. ومع ذلك، فإن روابط البروتونات في الجزيئات ليست هي نفسها. هذه الروابط مختلفة لكل نسيج. قد ترتبط ذرة واحدة H بقوة كبيرة، كما هو الحال في الأنسجة الدهنية، بينما قد يكون لذرة أخرى رابطة أضعف، كما هو الحال في الماء. تطلق البروتونات المرتبطة بقوة الطاقة بشكل أسرع بكثير من البروتونات الضعيفة. يطلق كل نسيج الطاقة بمعدل مختلف، ولهذا السبب يتميز التصوير بالرنين المغناطيسي بدقة تباين جيدة.

الاسترخاء T2
يصف استرخاء T1 العمليات التي تحدث في الاتجاه Z، بينما يصف استرخاء T2 العمليات في المستوى X-Y.
مباشرة بعد التعرض لنبض التردد الراديوي، يبدأ ناقل المغنطة الصافي (الذي يسمى الآن المغنطة المستعرضة) في الدوران في المستوى X-Y حول المحور Z. جميع المتجهات لها نفس الاتجاه لأنها في الطور. ومع ذلك، فإنهم لا يحافظون على هذه الحالة. يبدأ ناقل المغنطة الصافي في التحول في الطور (الطور) نظرًا لحقيقة أن كل حزمة تدور تواجه مجالًا مغناطيسيًا يختلف قليلاً عن المجال المغناطيسي الذي تتعرض له الحزم الأخرى وتدور بتردد لارمور الخاص بها. في البداية، سيكون عدد المتجهات المنزوعة الطور صغيرًا، ولكنه يتزايد بسرعة حتى اللحظة التي يختفي فيها تماسك الطور: لن يكون هناك متجه يطابق اتجاه ناقل آخر. تميل المغنطة الكلية في المستوى XY إلى الصفر، ثم تزداد المغنطة الطولية حتى تقع M 0 على طول Z.

أرز. 9. تراجع الحث المغناطيسي

الثابت الزمني الذي يصف سلوك المغنطة العرضية، M XY، يسمى زمن استرخاء الدوران، T 2. يُطلق على استرخاء T2 اسم استرخاء الدوران المغزلي لأنه يصف التفاعلات بين البروتونات في بيئتها المباشرة (الجزيئات). استرخاء T2 هو عملية مخمدة، مما يعني تماسك الطور العالي في بداية العملية، ولكنه يتناقص بسرعة حتى يختفي التماسك تمامًا في النهاية. تكون الإشارة قوية في البداية، لكنها تضعف بسرعة بسبب استرخاء T2. تسمى الإشارة اضمحلال الحث المغناطيسي (FID - اضمحلال الحث الحر) (الشكل 9).

M XY = M XYo e -t/T 2

T 2 دائمًا أقل من T 1.
يختلف معدل تحول الطور لكل نسيج. يحدث الإزالة في الأنسجة الدهنية بشكل أسرع مقارنة بالماء. ملاحظة أخرى حول استرخاء T2: إنه أسرع بكثير من استرخاء T1. يحدث استرخاء T2 خلال عشرات المللي ثانية، بينما يمكن أن يصل استرخاء T1 إلى ثوانٍ.
وللتوضيح، يوضح الجدول 1 قيم الزمنين T 1 و T 2 للأنسجة المختلفة.

الجدول 1

الأقمشة	تي 1 (ملي ثانية)، 1.5 تي	تي 2 (ملي ثانية)
مخ
مسالة رمادية او غير واضحة	921	101
المادة البيضاء	787	92
الأورام	1073	121
الوذمة	1090	113
صدر
النسيج الليفي	868	49
الأنسجة الدهنية	259	84
الأورام	976	80
سرطان	923	94
الكبد
الأنسجة الطبيعية	493	43
الأورام	905	84
تليف الكبد	438	45
عضلة
الأنسجة الطبيعية	868	47
الأورام	1083	87
سرطان	1046	82
الوذمة	1488	67

جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي

أرز. 10. مخطط التصوير بالرنين المغناطيسي

يظهر الرسم التخطيطي للتصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي في الشكل. 10. يتكون التصوير بالرنين المغناطيسي من مغناطيس وملفات متدرجة وملفات ترددات راديوية.

المغناطيس الدائم
تستخدم ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي مغناطيسات قوية. تعتمد جودة وسرعة التقاط الصور على شدة المجال. تستخدم ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي الحديثة إما مغناطيسًا دائمًا أو فائق التوصيل. المغناطيس الدائم رخيص وسهل الاستخدام، لكنه لا يسمح بإنشاء مجالات مغناطيسية بقوة أكبر من 0.7 تسلا. معظم ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي هي نماذج ذات مغناطيسات فائقة التوصيل (0.5 – 1.5 تسلا). يعد تشغيل التصوير المقطعي ذو المجالات القوية للغاية (أعلى من 3.0 تسلا) مكلفًا للغاية. لا تستطيع ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي ذات المجال أقل من 1 تسلا إجراء تصوير مقطعي عالي الجودة للأعضاء الداخلية، نظرًا لأن قوة هذه الأجهزة منخفضة جدًا بحيث لا يمكنها الحصول على الصور دقة عالية. على التصوير المقطعي بقوة المجال المغناطيسي< 1 Тл можно проводить только исследования головы, позвоночника и суставов.

أرز. أحد عشر.

لفائف التدرج
توجد ملفات متدرجة داخل المغناطيس. تتيح الملفات المتدرجة إنشاء مجالات مغناطيسية إضافية متراكبة على المجال المغناطيسي الرئيسي B 0 . هناك 3 مجموعات من الملفات. يمكن لكل مجموعة إنتاج مجال مغناطيسي في اتجاه محدد: Z أو X أو Y. على سبيل المثال، عند تطبيق التيار على التدرج Z، يتم إنشاء تغيير خطي منتظم في المجال في الاتجاه Z (على طول المحور الطويل للمحور Z). جسم). في مركز المغناطيس، يكون للمجال قوة B 0، وتردد الرنين يساوي ν 0، ولكن على مسافة ΔZ يتغير الحقل بمقدار ΔB، ويتغير تردد الرنين وفقًا لذلك (الشكل 11). عن طريق إضافة اضطراب مغناطيسي متدرج إلى المجال المغناطيسي الموحد العام، يتم ضمان توطين إشارة الرنين المغناطيسي النووي. يضمن عمل تدرج اختيار القطع إثارة انتقائية للبروتونات في المنطقة المطلوبة بالضبط. تعتمد السرعة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء ودقة التصوير المقطعي على قوة وسرعة الملفات.

ملفات الترددات اللاسلكية
تقوم ملفات التردد الراديوي بإنشاء حقل B 1 الذي يقوم بتدوير المغنطة الصافية في تسلسل نبضي. كما أنها تسجل أيضًا المغنطة العرضية أثناء تحركها في المستوى XY. تأتي ملفات التردد اللاسلكي في ثلاث فئات رئيسية: الإرسال والاستقبال، والاستقبال فقط، والإرسال فقط. تعمل ملفات التردد اللاسلكي كبواعث للمجالات B 1 ومستقبلات لطاقة التردد اللاسلكي من الجسم قيد الدراسة.

ترميز الإشارة

عندما يكون المريض في مجال مغناطيسي منتظم B 0، تصطف جميع البروتونات من الرأس إلى أخمص القدمين على طول B 0. كلهم يدورون على تردد لارمور. إذا تم إنشاء نبضة إثارة RF لتحريك ناقل المغنطة إلى المستوى X-Y، تتفاعل جميع البروتونات ويتم إنشاء إشارة استجابة، ولكن لا يوجد توطين لمصدر الإشارة.

شريحة ترميز التدرج
عندما يتم تشغيل التدرج Z، يتم إنشاء مجال مغناطيسي إضافي G Z في هذا الاتجاه، متراكب على B 0 . المجال الأقوى يعني تردد لارمور أعلى. على طول منحدر التدرج بأكمله، يكون المجال B مختلفًا، وبالتالي تدور البروتونات بترددات مختلفة. الآن، إذا قمت بتوليد نبضة تردد راديوي بتردد ν + Δν، فإن البروتونات الموجودة في الشريحة الرقيقة فقط هي التي ستستجيب، لأنها الوحيدة التي تدور بنفس التردد. إشارة الاستجابة سوف تأتي فقط من البروتونات الموجودة في هذه الشريحة. بهذه الطريقة، يتم تحديد مصدر الإشارة على طول المحور Z. تدور البروتونات في هذه الشريحة بنفس التردد ولها نفس الطور. هناك عدد كبير من البروتونات في الشريحة، وتوطين المصادر على طول المحورين X وY غير معروف، لذلك، هناك حاجة إلى مزيد من التشفير لتحديد المصدر المباشر للإشارة بدقة.

أرز. 12.

التدرج ترميز المرحلة
لمزيد من تشفير البروتونات، يتم تشغيل التدرج G Y لفترة قصيرة جدًا. خلال هذا الوقت، يتم إنشاء مجال مغناطيسي متدرج إضافي في الاتجاه Y. في هذه الحالة، سيكون للبروتونات معدلات دوران مختلفة قليلًا. لم تعد تدور في المرحلة. سوف يتراكم فرق الطور. عندما يتم إيقاف التدرج G Y، فإن البروتونات الموجودة في الشريحة سوف تدور بنفس التردد ولكن لها مرحلة مختلفة. وهذا ما يسمى ترميز المرحلة.

تدرج ترميز التردد
لتشفير الاتجاه من اليسار إلى اليمين، يتم تضمين التدرج الثالث G X. تدور البروتونات الموجودة على الجانب الأيسر بتردد أقل من تلك الموجودة على اليمين. إنها تتراكم تحولًا إضافيًا في الطور بسبب الاختلافات في الترددات، ولكن يتم الاحتفاظ بفرق الطور المكتسب بالفعل والذي تم الحصول عليه عن طريق تشفير مرحلة التدرج في الخطوة السابقة.

وبالتالي، يتم استخدام تدرجات المجال المغناطيسي لتحديد مصدر الإشارات التي يستقبلها الملف.

1. يحدد التدرج G Z الشريحة المحورية.
2. ينشئ التدرج G Y خطوطًا بمراحل مختلفة.
3. يشكل التدرج GX أعمدة ذات ترددات مختلفة.

في خطوة واحدة، يتم تنفيذ تشفير الطور على سطر واحد فقط. لمسح شريحة بأكملها، يجب تكرار العملية الكاملة لتشفير الشريحة والطور والتردد عدة مرات.
يؤدي هذا إلى إنشاء كميات صغيرة (فوكسيلات). يحتوي كل فوكسل على مزيج فريد من التردد والطور (الشكل 12). يحدد عدد البروتونات في كل فوكسل سعة موجة التردد اللاسلكي. تحتوي الإشارة الناتجة، القادمة من مناطق مختلفة من الجسم، على مجموعة معقدة من الترددات والأطوار والسعات.

تسلسل النبض

في التين. ويبين الشكل 13 مخطط تسلسل بسيط. أولاً، يتم تشغيل التدرج الانتقائي للشريحة (1) (Gss). في الوقت نفسه، يتم إنشاء نبض اختيار قطع التردد الراديوي (2) بمقدار 90 0، والذي "يقلب" إجمالي المغنطة إلى المستوى X-Y. يتم بعد ذلك تشغيل تدرج تشفير الطور (3) (Gpe) لتنفيذ خطوة تشفير المرحلة الأولى. بعد ذلك، يتم تطبيق ترميز التردد أو تدرج القراءة (4) (Gro)، حيث يتم تسجيل إشارة الاضمحلال التحريضي الحر (5) (FID). عادةً ما يتم تكرار تسلسل النبض 128 أو 256 مرة لجمع كافة البيانات اللازمة للتصوير. الوقت بين تكرارات التسلسل يسمى وقت التكرار (TR). ومع كل تكرار للتسلسل، يتغير حجم تدرج تشفير الطور. ومع ذلك، في هذه الحالة كانت الإشارة (FID) ضعيفة للغاية، وبالتالي كانت الصورة الناتجة سيئة. لزيادة حجم الإشارة، يتم استخدام تسلسل صدى الدوران.

تدور تسلسل الصدى
بعد تطبيق 90 0 نبضة إثارة، يكون صافي المغنطة في المستوى X-Y. يبدأ تحول الطور على الفور بسبب استرخاء T2. وبسبب هذا الإزالة تنخفض الإشارة بشكل حاد. ومن الناحية المثالية، ينبغي الحفاظ على تماسك الطور لتوفير أفضل إشارة. للقيام بذلك، بعد وقت قصير من نبض RF 90 0، يتم تطبيق نبض 180 0. يؤدي النبض 180 0 إلى إعادة الدوران. عندما تتم استعادة جميع الدورات إلى الطور، تصبح الإشارة عالية مرة أخرى وتكون جودة الصورة أعلى بكثير.
في التين. ويبين الشكل 14 مخطط تسلسل نبض الصدى الدوراني.

أرز. 14. مخطط تسلسل نبض الصدى الدوراني

أولاً، يتم تشغيل التدرج الانتقائي للشريحة (1) (G SS). في نفس الوقت، يتم تطبيق نبضة RF بزاوية 90 درجة. يتم بعد ذلك تشغيل تدرج تشفير الطور (3) (Gre) لتنفيذ خطوة تشفير المرحلة الأولى. يتم تشغيل Gss (4) مرة أخرى أثناء نبضة إعادة الطور بزاوية 180 درجة (5)، وبالتالي يؤثر على نفس البروتونات التي تم تحفيزها بواسطة النبضة بزاوية 90 درجة. بعد ذلك، يتم تطبيق ترميز التردد أو تدرج القراءة (6) (Gro)، حيث يتم استقبال الإشارة (7).
TR (زمن التكرار). يجب تكرار العملية الكاملة عدة مرات. TR هو الوقت بين نبضتي إثارة بزاوية 90 درجة. TE (وقت الصدى). هذا هو الوقت بين نبضة الإثارة 90 درجة والصدى.

تباين الصورة

أثناء مسح الرنين المغناطيسي النووي، تحدث عمليتان استرخاء T1 وT2 في وقت واحد. علاوة على ذلك
ت1 >> ت2. يعتمد تباين الصورة بشكل كبير على هذه العمليات ومدى حدوث كل منها بشكل كامل في أوقات المسح TR وTE المحددة. دعونا نفكر في الحصول على صورة متباينة باستخدام مثال مسح الدماغ.

التباين T1

أرز. 15. أ) استرخاء الدوران و ب) استرخاء شبكة الدوران في أنسجة المخ المختلفة

دعونا نختار معلمات المسح التالية: TR = 600 مللي ثانية وTE = 10 مللي ثانية. أي أن استرخاء T1 يحدث خلال 600 مللي ثانية، واسترخاء T2 يحدث فقط خلال 600 مللي ثانية
5 مللي ثانية (TE/2). كما يظهر في الشكل. في الشكل 15 أ بعد 5 مللي ثانية يكون تحول الطور صغيرًا ولا يختلف كثيرًا في الأنسجة المختلفة. وبالتالي فإن تباين الصورة يعتمد بشكل قليل جدًا على استرخاء T2. أما بالنسبة لاسترخاء T1، فبعد 600 مللي ثانية، استرخت الدهون تمامًا تقريبًا، لكن السائل الدماغي الشوكي لا يزال يحتاج إلى بعض الوقت
(الشكل 15 ب). وهذا يعني أن مساهمة CSF في الإشارة الإجمالية ستكون ضئيلة. يصبح تباين الصورة معتمداً على عملية استرخاء T1. الصورة "مرجحة T1" لأن التباين يعتمد بشكل أكبر على عملية استرخاء T1. في الصورة الناتجة، سيكون السائل الدماغي الشوكي داكنًا، والأنسجة الدهنية ساطعة، وستكون كثافة المادة الرمادية في مكان ما بينهما.

التباين T2

أرز. 16. أ) استرخاء الدوران و ب) استرخاء شبكة الدوران في أنسجة المخ المختلفة

لنقم الآن بتعيين المعلمات التالية: TR = 3000 مللي ثانية وTE = 120 مللي ثانية، أي أن استرخاء T2 يحدث خلال 60 مللي ثانية. على النحو التالي من الشكل. كما هو موضح في الشكل 16 ب، خضعت جميع الأنسجة تقريبًا لاسترخاء T1 الكامل. هنا TE هو العامل المهيمن لتباين الصورة. الصورة "مرجحة T2". في الصورة، سيظهر السائل الدماغي الشوكي ساطعًا بينما سيكون للأنسجة الأخرى ظلال مختلفة من اللون الرمادي.

تباين كثافة البروتون

هناك نوع آخر من تباين الصورة يسمى كثافة البروتون (PD).
لنقم بتعيين المعلمات التالية: TR = 2000 مللي ثانية وTE 10 مللي ثانية. وهكذا، كما في الحالة الأولى، فإن استرخاء T2 يساهم بشكل بسيط في تباين الصورة. مع TR = 2000 مللي ثانية، سيتم استعادة المغنطة الصافية لمعظم الأنسجة على طول المحور Z. تباين الصورة في صور PD مستقل عن استرخاء T2 أو T1. وتعتمد الإشارة الناتجة بشكل كامل على عدد البروتونات الموجودة في الأنسجة: عدد صغير من البروتونات يعني إشارة منخفضة وصورة داكنة، في حين أن العدد الكبير ينتج إشارة قوية وصورة مشرقة.

أرز. 17.

تحتوي جميع الصور على مجموعات من تباينات T1 وT2. يعتمد التباين فقط على المدة المسموح بها لحدوث استرخاء T2. في تسلسلات صدى الدوران (SE)، تكون أوقات TR وTE هي الأكثر أهمية لتباين الصورة.
في التين. يوضح الشكل 17 بشكل تخطيطي كيفية ارتباط TR وTE من حيث تباين الصورة في تسلسل SE. ينتج TR القصير و TE القصير تباينًا مرجحًا T1. يوفر TR الطويل وTE القصير تباين PD. ينتج عن TR الطويل وTE الطويل تباين مرجح T2.

أرز. 18. الصور ذات التباينات المختلفة: وزن T1 وكثافة البروتون ووزن T2. لاحظ الاختلافات في كثافة إشارة الأنسجة. يكون CSF داكنًا على T1، ورماديًا على PD، ومشرقًا على T2.

أرز. 19. التصوير بالرنين المغناطيسي

يعتبر التصوير بالرنين المغناطيسي جيدًا في تصوير الأنسجة الرخوة، في حين أن التصوير المقطعي المحوسب أفضل في تصوير الهياكل العظمية. يمكن رؤية الأعصاب والعضلات والأربطة والأوتار بشكل أكثر وضوحًا في التصوير بالرنين المغناطيسي مقارنة بالتصوير المقطعي. بالإضافة إلى ذلك، لا غنى عن طريقة الرنين المغناطيسي لفحص الدماغ والحبل الشوكي. في الدماغ، يمكن للتصوير بالرنين المغناطيسي التمييز بين المادة البيضاء والرمادية. نظرا للدقة العالية ووضوح الصور التي تم الحصول عليها، يتم استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي بنجاح في تشخيص الأمراض الالتهابية والمعدية والأورام، في دراسة المفاصل، وجميع أجزاء العمود الفقري، والغدد الثديية، والقلب، وأعضاء البطن، الحوض، والأوعية الدموية. تتيح تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي الحديثة دراسة وظائف الأعضاء - قياس سرعة تدفق الدم، وتدفق السائل النخاعي، ومراقبة بنية وتنشيط أجزاء مختلفة من القشرة الدماغية.

تطبيقات الليزر في الطب.

يستخدم الليزر في الطب كمشرط يقطع الأنسجة دون اتصال ميكانيكي. لا تتأثر الأنسجة العميقة، ويتم التخلص من خطر العدوى، وتكون الشقوق خالية من الدم. يعمل إشعاع الليزر المنتشر على تسريع التئام الجروح بحوالي مرتين. في جراحة العيون - الجراحة بدون فتح مقلة العين وبدون تخدير - يتم عمل ثقوب رفيعة في نقاط تركيز الإشعاع.

مستخدم:

o ثقب شعاع الليزر لأمراض القلب التاجية

o لتدمير حصوات الكلى والمرارة، تخلق كثافة الطاقة العالية لليزر النبضي موجة صدمية تدمر الحصوات

o تأثيرات الإشعاع الضوئي على الخلايا السرطانية في علاج الأورام. يؤدي تأثير الليزر على الورم إلى التفاعل الكيميائي الضوئيالتي تنطوي على الهيماتوبورفيرين وموت الخلايا السرطانية. الخلايا السليمة لا تمتص الهيماتوبورفيرين.

o التدخل بالمنظار – تسخين الأنسجة البيولوجية بسبب امتصاص طاقة إشعاع الليزر.

o أثناء شفاء الجروح والقروح.

_______________________________________________________________________________________

13. الرنين البارامغناطيسي الإلكتروني. EPR في الطب.

بالنسبة لذرة موضوعة في مجال مغناطيسي، فإن التحولات التلقائية بين المستويات الفرعية لنفس المستوى غير محتملة. يتم تنفيذ مثل هذه التحولات تحت تأثير مجال كهرومغناطيسي خارجي. الشرط الضروري هو أن يتزامن تردد المجال الكهرومغناطيسي مع تردد الفوتون، الموافق لفرق الطاقة بين المستويات الفرعية المنقسمة. وفي هذه الحالة يمكن ملاحظة امتصاص طاقة المجال الكهرومغناطيسي، وهو ما يسمى بالرنين الكهرومغناطيسي. التطبيق الطبي والبيولوجي لـ EPR هو اكتشاف ودراسة الجذور الحرة، وفيما يتعلق بهذا، مراقبة التغيرات في المنتجات الأولية والثانوية للضرر الإشعاعي. مجسات الدوران هي جسيمات ممغنطة مرتبطة بشكل غير تساهمي بالجزيئات. يوفر التغيير في طيف EPR الخاص بمسابير الدوران معلومات حول حالة الجزيئات المحيطة. يتم إجراء الكثير من الأبحاث الأشياء البيولوجيةطريقة إبر.

الرنين المغناطيسي النووي (NMR) هو الامتصاص الانتقائي للموجات الكهرومغناطيسية ذات تردد معين بواسطة مادة في مجال مغناطيسي ثابت، ناتج عن إعادة التوجيه المغناطيسي للعزوم المغناطيسية للنوى. يمكن ملاحظة الرنين المغناطيسي النووي عند استيفاء الشرط فقط للنوى الذرية الحرة. في الرنين المغناطيسي النووي الطيفي، يتم التمييز بين نوعين من الخطوط بناءً على عرضها. أطياف المواد الصلبة لها عرض كبير، وهذا التطبيق للرنين المغناطيسي النووي يسمى الرنين المغناطيسي النووي واسع الخط. يتم ملاحظة خطوط ضيقة في السوائل، وهذا ما يسمى الرنين المغناطيسي النووي عالي الدقة.

يمكن توفير فرص مثيرة للاهتمام للطب من خلال تحديد معلمات طيف الرنين المغناطيسي النووي في العديد من النقاط في العينة.

يسمح لك تنظير الرنين المغناطيسي النووي بالتمييز بين العظام والأوعية والأنسجة الطبيعية والأنسجة المصابة بأمراض خبيثة. يسمح لك فحص الرنين المغناطيسي النووي بالتمييز بين صور الأنسجة الرخوة. يتم تصنيف الرنين المغناطيسي النووي على أنه التحليل الطيفي الراديوي.

التصوير بالرنين المغناطيسي(التصوير بالرنين المغناطيسي النووي، التصوير بالرنين المغناطيسي، التصوير بالرنين المغناطيسي النووي، الرنين المغناطيسي النووي، التصوير بالرنين المغناطيسي) هي طريقة غير إشعاعية لدراسة الأعضاء الداخلية والأنسجة البشرية. ولا يستخدم الأشعة السينية مما يجعل هذه الطريقةآمنة بالنسبة لمعظم الناس.

كيف يتم إجراء البحث

تقنية التصوير بالرنين المغناطيسيالأمر معقد للغاية: يتم استخدام تأثير امتصاص الرنين للموجات الكهرومغناطيسية بواسطة الذرات. يتم وضع الشخص في مجال مغناطيسي يتم إنشاؤه بواسطة الجهاز. تتكشف جزيئات الجسم وفقًا لاتجاه المجال المغناطيسي. بعد ذلك، يتم إجراء المسح باستخدام موجة الراديو. يتم تسجيل التغيير في حالة الجزيئات على مصفوفة خاصة وإرسالها إلى جهاز كمبيوتر، حيث تتم معالجة البيانات المستلمة. على عكس التصوير المقطعي المحوسب، يتيح لك التصوير بالرنين المغناطيسي الحصول على صورة للعملية المرضية في مستويات مختلفة.

التصوير بالرنين المغناطيسيبطريقتي الخاصة مظهريبدو وكأنه جهاز كمبيوتر واحد. يتم إجراء الدراسة بنفس طريقة إجراء التصوير المقطعي المحوسب. يتحرك الجدول تدريجيًا على طول الماسح الضوئي. يتطلب التصوير بالرنين المغناطيسي وقتًا أطول من التصوير المقطعي وعادةً ما يستغرق ساعة واحدة على الأقل (يستغرق تشخيص جزء واحد من العمود الفقري من 20 إلى 30 دقيقة).

تم تسمية الطريقة التصوير بالرنين المغناطيسيبدلاً من التصوير بالرنين المغناطيسي النووي (NMRI) بسبب ارتباطاته السلبية بكلمة "نووي" في أواخر السبعينيات. يعتمد التصوير بالرنين المغناطيسي على مبادئ الرنين المغناطيسي النووي (NMR)، وهي تقنية التحليل الطيفي التي يستخدمها العلماء للحصول على بيانات حول المواد الكيميائية والكيميائية. الخصائص الفيزيائيةجزيئات. نشأ التصوير بالرنين المغناطيسي كتقنية تصوير مقطعي تنتج صورًا لإشارة الرنين المغناطيسي النووي من مقاطع رقيقة تمر عبر جسم الإنسان. لقد تطور التصوير بالرنين المغناطيسي من تقنية التصوير المقطعي إلى تقنية التصوير الحجمي.

الطريقة فعالة بشكل خاص للدراسة العمليات الديناميكية(على سبيل المثال، حالة تدفق الدم ونتائج اضطرابه) في الأعضاء والأنسجة.

فوائد التصوير بالرنين المغناطيسي

حاليا عن الضرر حقل مغناطيسيلا شيء معروف. ومع ذلك، يعتقد معظم العلماء أنه في الظروف التي لا توجد فيها بيانات عن سلامتها الكاملة، لا ينبغي إخضاع النساء الحوامل لمثل هذه الدراسات. لهذه الأسباب، وكذلك بسبب التكلفة العالية وقلة توافر المعدات، يتم وصف التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي النووي وفقًا لمؤشرات صارمة في حالات التشخيص المثير للجدل أو فشل طرق البحث الأخرى. لا يمكن أيضًا إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي على الأشخاص الذين تحتوي أجسامهم على هياكل معدنية مختلفة - المفاصل الاصطناعية، وأجهزة تنظيم ضربات القلب، وأجهزة تنظيم ضربات القلب، وهياكل العظام التي تدعم العظام، وما إلى ذلك.

مثل طرق البحث الأخرى التصوير بالرنين المغناطيسي والكمبيوتريوصف فقط من قبل الطبيب. لا تقوم جميع المؤسسات الطبية بإجراء هذه الدراسات، لذا حاول الاتصال بمركز التشخيص إذا لزم الأمر.

التصوير بالرنين المغناطيسي - التصوير بالرنين المغناطيسي - حديث وآمن(لا يوجد إشعاعات مؤينة) وطريقة موثوقة للتشخيص الإشعاعي. يعد التصوير بالرنين المغناطيسي دراسة فريدة ولا مثيل لها عمليًا لتشخيص أمراض الجهاز المركزي الجهاز العصبيوالعمود الفقري والجهاز العضلي المفصلي وعدد من الأعضاء الداخلية.

لا يتطلب الفحص أي تحضيرات خاصة، باستثناء فحص أعضاء الحوض، عندما تكون المثانة ممتلئة. أثناء الفحص يتم وضع المريض في وضع أفقي في نفق (أنبوب) ضيق ذو مجال مغناطيسي قوي لمدة تتراوح من 15 إلى 20 دقيقة تقريباً، حسب نوع الفحص. يجب أن يظل المريض ثابتًا تمامًا في المنطقة التشريحية التي يتم فحصها. إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي غير مؤلم، ولكنه مصحوب بالكثير من الضوضاء. سيتم توفير سماعات الرأس لتقليل الانزعاج.

من الممكن أيضًا حدوث انزعاج نفسي بسبب التواجد في مكان ضيق. يمكن للأشخاص المرافقين التواجد في غرفة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) مع المريض، بشرط ألا يكون لديهم موانع للتواجد في المجال المغناطيسي وبعد التوقيع على موافقة المعلومات لكل شخص متواجد في منطقة الإشعاع المغناطيسي.

التصوير بالرنين المغناطيسي – MRI – قبل وبعد.

قبل إجراء دراسة التصوير بالرنين المغناطيسي، يجب عليك ملء استبيان يسمح لك بتحديد أي موانع لهذا الإجراء. موانع إجراء فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي هي: أن يكون لدى المريض أجهزة تنظيم ضربات القلب (أجهزة تنظيم ضربات القلب)، وأجهزة السمع وزرعات مجهولة المصدر؛ السلوك غير المناسب للمريض (الإثارة الحركية النفسية، نوبة الهلع)، حالة التسمم بالكحول أو المخدرات، رهاب الأماكن المغلقة (الخوف والانزعاج الشديد عندما تكون في أماكن ضيقة)، عدم القدرة على البقاء بلا حراك خلال الدراسة بأكملها (على سبيل المثال، بسبب الألم الشديد أو غير مناسب السلوك)، والحاجة إلى المراقبة المستمرة للعلامات الحيوية (تخطيط القلب، وضغط الدم، ومعدل التنفس) وتنفيذ إجراءات الإنعاش المستمر (على سبيل المثال، التنفس الاصطناعي).

إذا كان هناك تاريخ العمليات الجراحية والأجسام الغريبة(الزراعات) تحتاج إلى شهادة للمادة المزروعة أو شهادة من الطبيب المعالج الذي أجرى التدخل الجراحي (الزرع) حول مدى سلامة إجراء دراسة التصوير بالرنين المغناطيسي بهذه المادة. معلومات للمرضى الإناث: الحيض، ووجود جهاز داخل الرحم، والرضاعة الطبيعية ليست موانع للدراسة. يعتبر الحمل موانع نسبية، وبالتالي يتطلب رأي طبيب أمراض النساء حول إمكانية إجراء فحص التصوير بالرنين المغناطيسي. يتم اتخاذ القرار النهائي برفض إجراء فحص التصوير بالرنين المغناطيسي للمريض مباشرة قبل الفحص من قبل أخصائي الأشعة بالرنين المغناطيسي المناوب.

بسبب وجود قوي حقل مغناطيسييمنع نقل نقالات المرضى طريحي الفراش، والكراسي المتحركة، والأجهزة المساعدة للحركة (العكازات، العصي، الإطارات) التي تحتوي على مكونات معدنية إلى غرفة التصوير بالرنين المغناطيسي. لا يُسمح بتواجد الأغراض الشخصية والمجوهرات والأشياء الثمينة والملابس التي تحتوي على أجهزة معدنية وكهرومغناطيسية في غرفة فحص التصوير بالرنين المغناطيسي ويمكن تركها في الخزنة الموجودة في غرفة التحكم في التصوير بالرنين المغناطيسي.
التصوير بالرنين المغناطيسي غير ضار!

يحتاج المريض إلى معرفة أن التصوير بالرنين المغناطيسي، كدراسة، له حدود تشخيصية معينة، فضلا عن الحساسية والنوعية المحدودة المحتملة في تشخيص العمليات المرضية. وفي هذا الصدد، وكذلك إذا كانت هناك شكوك حول مدى استصواب إجراء الدراسة، فمن المستحسن استشارة طبيبك أو طبيب التصوير بالرنين المغناطيسي. قرار إجراء فحص الرنين المغناطيسي واختيار المنطقة التشريحية للفحص يتخذ من قبل المريض نفسه، بناء على إحالة من الطبيب المعالج أو من قبل المبادرة الخاصة. قبل إجراء دراسة التصوير بالرنين المغناطيسي، يشير المريض بشكل مستقل إلى المنطقة التشريحية للدراسة كتابيًا، مما يؤكد الحاجة إلى دراسة هذه المنطقة. بعد إجراء فحص التصوير بالرنين المغناطيسي، لن يتم قبول المطالبات، ولن يتم استرداد رسوم فحص التصوير بالرنين المغناطيسي.

في بعض الحالات هناك الحاجة التشخيصية للتصوير بالرنين المغناطيسيدراسات مع تعزيز التباين في الوريد. يتم إجراء هذه الدراسات فقط بناءً على توجيهات الطبيب المعالج أو طبيب التصوير بالرنين المغناطيسي. ينطوي استخدام عامل التباين على الحد الأدنى من خطر حدوث ردود فعل سلبية. سيُطلب من المريض ملء استبيان إضافي - ورقة موافقة على المعلومات للإعطاء عن طريق الوريد لعامل التباين. موانع لتعزيز التباين الداخلي هي الحمل، والرضاعة الطبيعية، وفرط الحساسية المحددة سابقا لأدوية هذه المجموعة، فضلا عن الفشل الكلوي.

للزيادة فعالية التشخيصيُنصح مرضى دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي بإحضار بيانات من دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي السابقة وطرق الإشعاع الأخرى والتشخيص المختبري أو الوظيفي، بالإضافة إلى بطاقات العيادات الخارجية أو الإحالات من الأطباء المعالجين التي تشير إلى مجال الدراسة والغرض منها.
تم تجهيز مركزنا بماسح التصوير بالرنين المغناطيسي Magnetom Harmony من شركة Siemens

يقوم مركزنا بإجراء دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ (الرأس) والعمود الفقري والمفاصل والجسم كله. تحتوي عيادتنا على ماسح ضوئي للتصوير بالرنين المغناطيسي يعتمد على استخدام مغناطيس فائق التوصيل بقوة مجال تبلغ 1.0 تسلا.

تصميم مغناطيسي مدمج (160 سم فقط بما في ذلك الغطاء) وإمكانية الوصول الأمامي للمريض لضمان راحة المريض، مما يقلل بشكل كبير من مشكلة رهاب الأماكن المغلقة.

مجموعة من التدرجات عالية الأداء (20 طن متري/م مع معدل دوران 50 طن/م/ثانية، 30 طن متري/م عند 75 طن/م/ثانية و30 طن متري/م عند 125 طن/م/ثانية على كل من المحاور x، y، z )، التكنولوجيا المستقطبة دائريًا لملفات التردد الراديوي متعددة العناصر المدمجة في مصفوفة افتراضية واحدة لاستخدامها البانورامي، وأحدث تسلسلات النبض الفريدة في اختلافاتها الموجهة سريريًا (TrueFisp، VIBE، HASTE، EPI، PSIF-Diffusion، وما إلى ذلك) لجميع أنواع الفحوصات الروتينية وعالية السرعة مع أو بدون حبس النفس (العصب: الرأس والعمود الفقري، جراحة العظام، فحوصات البطن، تصوير الأوعية الدموية والقلب)، ولكن أيضًا التحليل الطيفي للبروتون، والدراسات الوظيفية لل الدماغ، الخ.

الماسح الضوئي مع التكنولوجيا مايسترو كلاس، مما يسمح بالذكاء والخبرة في فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي) (المعالجة المضمنة وتصحيح التحيزات في عملية جمع بيانات PACE 1D و2D و3D) وزيادة سرعة جمع البيانات باستخدام تقنية iPAT حتى 2- ثلاث مرات. ونتيجة لذلك، تعمل Maestro Class على توسيع إمكانيات التطبيقات الحالية وفتح تطبيقات جديدة.

اليوم، أصبح من المعتاد إحالة المريض ليس للتصوير الشعاعي، وليس لتخطيط كهربية القلب، ولكن للتصوير بالرنين المغناطيسي النووي. لكي تفهم ما وراء هذه الكلمات، عليك أن تبدأ من بعيد، أي بفهم ماهية مغناطيسية النواة الذرية. ولكن حتى قبل ذلك، نحتاج إلى تقديم مفاهيم مهمة مفقودة في المسار الرئيسي للفيزياء المدرسية.

لحظة جاذبة

يتم تحديد الخواص المغناطيسية لدائرة مسطحة صغيرة مع تيار موضوع في مجال مغناطيسي من خلال العزم المغناطيسي لهذا التيار، والذي يساوي

أين أنا- حاضِر، س- منطقة الكفاف - المتجه الطبيعي للكفاف، الذي تم إنشاؤه وفقًا لقاعدة الثقب (الشكل 1).

على وجه الخصوص، طاقة الدائرة في المجال المغناطيسي مع الحث تساوي

(محور ضموجهة على طول).

لتدوير كفاف مع تغيير في إسقاط المتجه من μ ضإلى -μ ضيجب القيام بالعمل أ= 2μ ض ب.

يمكن اعتبار الإلكترون الذري الذي يتحرك في مدار حول نواة الذرة مكافئًا لتيار دائري ويمكن تخصيص عزم مغناطيسي له. إن وجود مثل هذه العزم المغناطيسي "المداري" للإلكترون يتجلى في تغير في طاقته عندما توضع الذرة في مجال مغناطيسي (صيغة دبليو).

وبعد تحليل دقيق للبيانات التجريبية، اتضح أن خصائص الذرة في المجال المغناطيسي الخارجي لا تتحدد فقط من خلال حركة الإلكترون حول النواة، ولكن أيضًا من خلال وجود "دوران داخلي" مخفي للإلكترون. ، والذي كان يسمى تدور. كل شخص لديه تدور الجسيمات الأولية(بالنسبة للبعض يكون الدوران صفرًا). يتم وصف شدة "الدوران" برقم الدوران س، والتي يمكن أن تكون عددًا صحيحًا أو نصف عدد صحيح فقط. للإلكترون والبروتون والنيوترون س= 1/2. يؤدي "الدوران الداخلي"، المشابه للدوران المداري، إلى ظهور عزم دوران مغناطيسي في الجسيم. إسقاط العزم المغناطيسي على المحور ض(اتجاه المجال المغناطيسي) يأخذ القيم

μ ض =γ م ق ћ ,

أين ћ = ح/(2π) - ثابت بلانك، آنسةيأخذ القيم (2s + 1): -س, -س + 1, ..., س – 1,س، و γ يسمى العامل الجيرومغناطيسي. المتجه نفسه له معامل أكبر من الحد الأقصى لإسقاطه: ، أي في جميع الحالات الثابتة يقع بزاوية على المحور ضويدور بسرعة حول هذا المحور: μ ض= ثابت، μ سو μ ذيتغير بسرعة (الشكل 2). للإلكترون والبروتون والنيوترون آنسةيأخذ قيمتين فقط: . للإلكترون، للبروتون . حتى النيوترون لديه عزم دوران مغناطيسي، على الرغم من كونه محايدًا كهربائيًا بشكل عام. (وهذا يشير إلى أن النيوترون يجب أن يكون له بنية داخلية. فهو يتكون، مثل البروتون، من كواركات مشحونة). .

يمكن ملاحظة أن العزم المغناطيسي للبروتون والنيوترون أقل بثلاث مرات من العزم المغناطيسي (–10 3) من العزم المغناطيسي للإلكترون (كتلتهما أكبر بحوالي 2000 مرة). جميع النوى الذرية الأخرى التي تتكون من البروتونات والنيوترونات يجب أن يكون لها عزم مغناطيسي بنفس القدر تقريبًا. تم قياس العزوم المغناطيسية لجميع النوى بدقة كبيرة. إن وجود هذه اللحظات المغناطيسية الصغيرة (مقارنة بالذرية) في النوى، والتي تختلف قيمها باختلاف النوى، هو الذي يكمن وراء ظاهرة الرنين المغناطيسي النووي - الرنين المغناطيسي النووي، وكذلك التصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي النووي. سنتحدث بشكل أساسي عن نوى الهيدروجين - البروتونات الأكثر انتشارًا في الطبيعة. أحد نظائر الهيدروجين هو الديوتيريوم، الذي تمتلك نواته أيضًا عزمًا مغناطيسيًا.

ما هو الرنين المغناطيسي النووي

خذ بعين الاعتبار نواة ذرة الهيدروجين (البروتون) الموجودة في مجال مغناطيسي خارجي. لا يمكن للبروتون أن يكون إلا في حالتين كميتين ثابتتين: في إحداهما، يكون إسقاط العزم المغناطيسي على اتجاه المجال المغناطيسي موجبًا ويساوي

وفي الآخر - نفس الحجم، ولكن سلبي. في الحالة الأولى، تكون طاقة النواة في المجال المغناطيسي –μ ض ب، في الثانية + μ ض ب.في البداية تكون جميع النوى في الحالة الأولى، ولكي تنتقل إلى الحالة الثانية يجب إعطاء النواة طاقة

ΔE = 2μ ض ب.

ليس من الصعب أن نفهم أنه يمكنك إجبار النواة على تغيير اتجاه عزمها المغناطيسي من خلال التأثير عليها بالإشعاع الكهرومغناطيسي بتردد ω الموافق للانتقال بين هذه الحالات:

ћ ω = 2μ ض ب.

بالتعويض هنا عن العزم المغناطيسي للبروتون، نحصل على

أين ب= 1 T نجد تردد الموجة: ν ≈ 4·10 7 هرتز والطول الموجي المقابل: α = س/ν ≈ 7 م - التردد النموذجي والطول الموجي لنطاق البث. يتم امتصاص الفوتونات ذات الطول الموجي هذا بالضبط بواسطة النوى مع عكس العزوم المغناطيسية بالنسبة لاتجاه المجال. في هذه الحالة، تزداد طاقتهم في المجال بدقة بمقدار يتوافق مع طاقة هذا الكم.

لاحظ أنه في تجارب الرنين المغناطيسي النووي، أي بالنسبة للترددات النموذجية لنطاق البث الراديوي المتوسط، لا يتم استخدام الموجات الكهرومغناطيسية على الإطلاق بالشكل الذي اعتدنا عليه عند مناقشة انتشار الضوء أو امتصاص وانبعاث الضوء بواسطة الذرات. في أبسط الحالات، نحن نتعامل مع ملف يتدفق من خلاله تيار تردد راديوي متناوب تم إنشاؤه بواسطة مولد. يتم وضع العينة التي تحتوي على النوى محل الاهتمام التي نريد تعريضها للمجال الكهرومغناطيسي على محور الملف. يتم توجيه محور الملف بدوره بشكل عمودي على المجال المغناطيسي الثابت ب 0 (يتم إنشاء الأخير باستخدام مغناطيس كهربائي أو ملف لولبي فائق التوصيل). عندما يتدفق التيار المتردد عبر الملف، يتولد مجال مغناطيسي متناوب على محوره ب 1، تم اختيار سعتها لتكون أصغر بكثير ب 0 (عادة 10000 مرة). يتأرجح هذا المجال بنفس تردد التيار، أي عند التردد الراديوي للمولد.

إذا كان تردد المولد قريبًا من التردد المحسوب، فإن الامتصاص المكثف لكميات الضوء بواسطة نوى الهيدروجين يحدث مع انتقال النوى إلى حالة ذات إسقاط سلبي μ ض(دوران النواة). إذا كان تردد المولد يختلف عن التردد المحسوب، فلن يحدث امتصاص للكميات. فيما يتعلق بالاعتماد الحاد (الرنين) على تردد المجال المغناطيسي المتناوب لشدة عملية نقل الطاقة من هذا المجال إلى نوى الذرات، مصحوبة بدوران لحظاتها المغناطيسية، فإن هذه الظاهرة هي يسمى الرنين المغناطيسي النووي (NMR).

كيف يمكن ملاحظة مثل هذه الانقلابات في العزوم النووية بالنسبة إلى المجال المغناطيسي الساكن؟ كونك مسلحًا بتكنولوجيا الرنين المغناطيسي النووي الحديثة، فقد تبين أن هذا أمر سهل للغاية: عن طريق إيقاف مجال الإنشاء ب 1 مولد تردد الراديو، يجب عليك تشغيل جهاز الاستقبال في نفس الوقت باستخدام نفس الملف مثل الهوائي. وفي الوقت نفسه، سيقوم بتسجيل موجات الراديو المنبعثة من النوى أثناء عودتها إلى اتجاهها الأصلي على طول المجال ب 0 . يتم تحفيز هذه الإشارة في نفس الملف الذي تم من خلاله إثارة اللحظات المغناطيسية سابقًا. تتم معالجة اعتمادها على الوقت بواسطة جهاز كمبيوتر ويتم تقديمه في شكل توزيع طيفي مطابق.

من هذا الوصف، يمكنك أن تتخيل أن مطياف الرنين المغناطيسي النووي يختلف تمامًا عن مقاييس الطيف التقليدية التي تقيس نطاق الضوء المرئي.

لقد تناولنا حتى الآن صورة مبسطة: سلوك نواة معزولة في مجال مغناطيسي. وفي الوقت نفسه، فمن الواضح أن في المواد الصلبةأو السوائل، فإن النواة ليست معزولة تمامًا. يمكنهم التفاعل مع بعضهم البعض، وكذلك مع جميع الإثارات الأخرى، والتي يتم تحديد توزيع الطاقة منها بواسطة درجة الحرارة و الخصائص الإحصائيةأنظمة. تفاعلات الإثارة ذات الطبيعة المختلفة وأصلها وديناميكياتها هي موضوع الدراسة الفيزياء الحديثةحالة مكثفة.

كيف تم اكتشاف الرنين المغناطيسي النووي

تم الحصول على الإشارات الأولى المقابلة للرنين المغناطيسي النووي منذ أكثر من ستين عامًا من قبل مجموعات فيليكس بلوخ في أكسفورد وإدوارد بورسيل في جامعة هارفارد. في تلك الأيام، كانت الصعوبات التجريبية هائلة. تم تصنيع جميع المعدات من قبل العلماء أنفسهم في المختبرات. لا يمكن مقارنة نوع الجهاز في ذلك الوقت بأجهزة الرنين المغناطيسي النووي (التي تستخدم ملفات لولبية قوية فائقة التوصيل) اليوم والتي يمكن رؤيتها في المستشفيات أو العيادات. يكفي أن نقول إن المغناطيس في تجارب بورسيل تم إنشاؤه باستخدام قصاصات موجودة في الفناء الخلفي لشركة Boston Streetcar Company. علاوة على ذلك، تمت معايرتها بشكل سيء للغاية لدرجة أن المجال المغناطيسي كان له في الواقع حجم أكبر من ذلك المطلوب لعكس اللحظات النووية عند تشعيعها بموجات الراديو بتردد ν = 30 ميجا هرتز (تردد مولد الراديو).

بحث بورسيل ومعاونوه الشباب عبثًا عن تأكيد حدوث ظاهرة الرنين المغناطيسي النووي في تجاربه. بعد عدة أيام من المحاولات غير المثمرة، قرر بورسيل المحبط والحزين أن ظاهرة الرنين المغناطيسي النووي التي توقعها لم تتم ملاحظتها وأمر بإيقاف تشغيل المغناطيس الكهربائي. بينما انخفض المجال المغناطيسي، واصل المجربون المحبطون النظر إلى شاشة راسم الذبذبات، حيث كانوا يأملون طوال هذا الوقت في رؤية الإشارات المطلوبة. وفي مرحلة ما، وصل المجال المغناطيسي إلى القيمة اللازمة للرنين، وظهرت فجأة إشارة الرنين المغناطيسي النووي المقابلة على الشاشة. ولولا وقوع حادث سعيد، لربما مرت سنوات عديدة قبل أن يتم تأكيد وجود هذه الظاهرة الرائعة تجريبيا.

ومنذ تلك اللحظة، بدأت تكنولوجيا الرنين المغناطيسي النووي في التطور بسرعة. وقد تم استخدامه على نطاق واسع في بحث علميفي مجالات فيزياء المواد المكثفة والكيمياء والأحياء والمقاييس والطب. التطبيق الأكثر شهرة هو تصوير الأعضاء الداخلية باستخدام الرنين المغناطيسي النووي.

كيف يتم تصور الأعضاء الداخلية باستخدام الرنين المغناطيسي النووي؟

لقد افترضنا حتى الآن ضمنيًا أنه، بغض النظر عن تأثير تيارات الإلكترون الضعيفة في الملفات، فإن المجال المغناطيسي الذي توضع فيه النوى يكون منتظمًا، أي له نفس الحجم في جميع النقاط. في عام 1973، اقترح بول لاتربورغ إجراء دراسات الرنين المغناطيسي النووي عن طريق وضع عينة في مجال مغناطيسي يختلف من نقطة إلى أخرى. ومن الواضح أنه في هذه الحالة يتغير تردد الرنين للنوى قيد الدراسة من نقطة إلى أخرى، مما يجعل من الممكن الحكم على موقعها المكاني. وبما أن شدة الإشارة من منطقة معينة من الفضاء تتناسب مع عدد ذرات الهيدروجين في هذه المنطقة، فإننا نحصل على معلومات حول توزيع كثافة المادة في الفضاء. في الواقع، هذا هو مبدأ تقنية البحث في الرنين المغناطيسي النووي. كما ترون، المبدأ بسيط، على الرغم من أنه من أجل الحصول على صور حقيقية للأعضاء الداخلية في الممارسة العملية، كان من الضروري الحصول على أجهزة كمبيوتر قوية للتحكم في نبضات التردد الراديوي ولوقت طويل لتحسين منهجية إنشاء المجال المغناطيسي اللازم الملامح ومعالجة إشارات الرنين المغناطيسي النووي التي تم الحصول عليها من الملفات.

دعونا نتخيل ذلك على طول المحور Xهناك مجالات صغيرة مملوءة بالماء (الشكل 3). إذا كان المجال المغناطيسي لا يعتمد على X،ثم تظهر إشارة واحدة (انظر الشكل 3، أ). لنفترض أيضًا أنه من خلال ملفات إضافية (نسبة إلى تلك التي تنشئ الملف الرئيسي الموجه محوريًا ض،المجال المغناطيسي) نقوم بإنشاء حقل إضافي يختلف على طول المحور X،مجال مغناطيسي ب 0، وتزداد قيمته من اليسار إلى اليمين. من الواضح أنه بالنسبة للمجالات ذات الإحداثيات المختلفة، فإن إشارة الرنين المغناطيسي النووي ستتوافق الآن مع ترددات مختلفة وسيحتوي الطيف المقاس على خمس قمم مميزة (انظر الشكل 3، ب). سيكون ارتفاع هذه القمم متناسبًا مع عدد المجالات (أي كتلة الماء) التي لها الإحداثيات المقابلة، وبالتالي، في الحالة قيد النظر، ستكون شدة الذروة بنسبة 3: 1: 3: 1 : 1. معرفة مقدار تدرج المجال المغناطيسي (أي معدل تغيره على طول المحور X) ، يمكننا تمثيل طيف التردد المقاس باعتباره اعتماد كثافة ذرات الهيدروجين على الإحداثيات X. في هذه الحالة، سيكون من الممكن القول أنه عندما تكون القمم أعلى، يكون عدد ذرات الهيدروجين أكبر: في مثالنا، ترتبط أعداد ذرات الهيدروجين المقابلة لمواقع الكرات فعليًا بـ 3:1:3: 1:1.

دعونا الآن نضع في مجال مغناطيسي ثابت ب 0 بعض أكثر التكوين المعقدكرات صغيرة مملوءة بالماء وتفرض مجالًا مغناطيسيًا إضافيًا يختلف على طول محاور الإحداثيات الثلاثة. ومن خلال قياس أطياف الترددات الراديوية الرنين المغناطيسي النووي ومعرفة مقادير تدرجات المجال المغناطيسي على طول الإحداثيات، من الممكن إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد لتوزيع المجالات (وبالتالي كثافة الهيدروجين) في التكوين قيد الدراسة. وهذا أصعب بكثير مما هو عليه الحال في الحالة ذات البعد الواحد التي تمت مناقشتها أعلاه، ولكن من الواضح بديهيًا ما تنطوي عليه هذه العملية.

يتم تنفيذ تقنية استعادة الصورة المشابهة لتلك التي وصفناها في التصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي النووي. وبعد الانتهاء من تجميع البيانات، يبدأ الكمبيوتر، من خلال خوارزميات سريعة جدًا، في "معالجة" الإشارات ويقيم علاقة بين شدة الإشارات المقاسة عند تردد معين وكثافة الذرات الرنانة عند نقطة معينة في الجسم. وفي نهاية هذا الإجراء، يتصور الكمبيوتر "صورة" ثنائية الأبعاد (أو حتى ثلاثية الأبعاد) لعضو معين أو جزء من جسم المريض على شاشته.

"صور" ملفتة للنظر

من أجل تقدير نتائج دراسة الرنين المغناطيسي النووي للأعضاء الداخلية البشرية (على سبيل المثال، أقسام مختلفة من الدماغ، والتي يمكن لعالم الفيزياء الطبية اليوم الحصول عليها دون لمس الجمجمة!) إعادة بناء "الصور" بالكمبيوتر، وليس حول الظلال الحقيقية التي تظهر على فيلم حساس للضوء عند امتصاص الأشعة السينية أثناء عملية الحصول على صورة الأشعة السينية.

العين البشرية هي جهاز استشعار حساس للإشعاع الكهرومغناطيسي في النطاق المرئي. ولحسن الحظ أو لسوء الحظ، فإن الإشعاع الصادر من الأعضاء الداخلية لا يصل إلى أعيننا، فنحن نرى الأجسام البشرية فقط من الخارج. وفي الوقت نفسه، كما ناقشنا للتو، في ظل ظروف معينة، يمكن للنواة الذرية للأعضاء الداخلية لجسم الإنسان أن تبعث موجات كهرومغناطيسية في نطاق تردد الراديو (أي ترددات أقل بكثير من ترددات الضوء المرئي)، ويختلف التردد اعتمادا قليلا على نقاط الإشعاع. ولا يمكن رؤيته بالعين، لذلك يتم تسجيل هذا الإشعاع باستخدام معدات معقدة ثم يتم تجميعه في صورة واحدة باستخدام معالجة حاسوبية خاصة. ومع ذلك، فإننا نتحدث عن رؤية حقيقية تمامًا لداخل جسم ما أو جسم بشري.

لقد حققت البشرية مثل هذا النجاح المذهل بفضل عدد من الإنجازات الأساسية للفكر العلمي: ميكانيكا الكم مع نظريتها في اللحظة المغناطيسية، ونظرية تفاعل الإشعاع مع المادة، والإلكترونيات الرقمية، والخوارزميات الرياضية لتحويل الإشارات، وتكنولوجيا الكمبيوتر.

مزايا التصوير بالرنين المغناطيسي النووي مقارنة بطرق التشخيص الأخرى عديدة وهامة. يمكن للمشغل بسهولة تحديد أجزاء جسم المريض المراد مسحها، ويمكنه أيضًا فحص عدة أقسام من العضو المحدد في وقت واحد. على وجه الخصوص، عن طريق اختيار تدرجات المجال المغناطيسي بشكل مناسب، فمن الممكن الحصول على صور مقطعية عمودية من الدواخل في جمجمتنا. قد يكون هذا قسمًا أو أقسامًا مركزية مُزاحة إلى اليمين أو اليسار. (مثل هذه الدراسات مستحيلة تقريبًا باستخدام التصوير الشعاعي للأشعة السينية.) يستطيع المشغل "تضييق" مجال الرؤية من خلال تصور إشارات الرنين المغناطيسي النووي (NMR) الصادرة من عضو واحد محدد فقط أو جزء واحد منه فقط، وبالتالي زيادة دقة الصورة. من المزايا المهمة لتصوير الرنين المغناطيسي النووي أيضًا القدرة على قياس اللزوجة المحلية واتجاه تدفق الدم والليمفاوية والسوائل الأخرى داخل جسم الإنسان بشكل مباشر. من خلال تحديد النسبة اللازمة بين المعلمات ذات الصلة، على سبيل المثال، مدة وتكرار النبضات، لكل مرض، يمكن للمشغل تحقيق الخصائص المثالية للصورة الناتجة، على سبيل المثال، زيادة تباينها (الشكل 4).

لتلخيص ذلك، يمكننا القول أنه بالنسبة لكل نقطة صورة (بكسل)، تتوافق مع حجم صغير من الكائن قيد الدراسة، فقد اتضح أنه من الممكن استخراج صورة مختلفة معلومات مفيدة، وفي بعض الحالات يشمل ذلك توزيع تراكيز بعض العناصر الكيميائية في الجسم. ولزيادة حساسية القياسات، أي زيادة نسبة شدة الإشارة إلى الضوضاء، ينبغي تجميع عدد كبير من الإشارات وتجميعها. في هذه الحالة، من الممكن الحصول على صورة عالية الجودة تنقل الواقع بشكل مناسب. هذا هو السبب في أن الوقت اللازم للتصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي النووي طويل جدًا - يجب أن يظل المريض بلا حراك نسبيًا في الغرفة لعدة عشرات من الدقائق.

في عام 1977، توصل الفيزيائي الإنجليزي بيتر مانسفيلد إلى مجموعة من تدرجات المجال المغناطيسي التي، على الرغم من أنها لا توفر جودة صورة جيدة بشكل خاص، إلا أنها تسمح بالحصول عليها بسرعة كبيرة: إشارة واحدة كافية للبناء المناسب (في الممارسة العملية، هذا يستغرق حوالي 50 مللي ثانية). بمساعدة مثل هذه التقنية - التي يطلق عليها الصدى المستوي - من الممكن اليوم مراقبة نبضات القلب في الوقت الفعلي: في مثل هذا الفيلم، تتناوب تقلصاته وتوسعاته على الشاشة.

هل كان من الممكن أن نتخيل في فجر إنشاء ميكانيكا الكم أنه بعد مائة عام من تطور العلم سيؤدي إلى إمكانية حدوث مثل هذه المعجزات؟

تجدر الإشارة إلى أنه في عام 2003، حصل بول لوتربور وبيتر مانسفيلد على جائزة نوبل في الطب “لاختراع التصوير بالرنين المغناطيسي”.