رزونانس مغناطیسی هسته ای تصویربرداری رزونانس مغناطیسی رزونانس مغناطیسی در پزشکی

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI)- یک تکنیک مدرن غیر تهاجمی که به شما امکان می دهد ساختارهای داخلی بدن را تجسم کنید. بر اساس اثر رزونانس مغناطیسی هسته ای - واکنش هسته های اتمیقرار گرفتن در معرض امواج الکترومغناطیسی در یک میدان مغناطیسی. به دست آوردن یک تصویر سه بعدی از هر بافت بدن انسان را ممکن می کند. به طور گسترده در زمینه های مختلفپزشکی: گوارش، ریه، قلب، مغز و اعصاب، گوش و حلق و بینی، مامولوژی، زنان و زایمان، و غیره. اندام ها و سیستم های مختلف

تاریخچه مطالعه

تاریخ ایجاد MRI به طور سنتی سال 1973 در نظر گرفته می شود، زمانی که P. Lauterbur فیزیکدان و رادیولوژیست آمریکایی مقاله ای را به این موضوع اختصاص داد. با این حال، تاریخچه MRI خیلی زودتر شروع شد. در دهه 1940، F. Bloch و R. Purcell آمریکایی ها به طور مستقل پدیده تشدید مغناطیسی هسته ای را توصیف کردند. در اوایل دهه 50، هر دو دانشمند جایزه نوبل را برای اکتشافات خود در فیزیک دریافت کردند. در سال 1960، یک افسر ارتش شوروی برای ثبت اختراعی درخواست کرد که مشابه دستگاه MRI را توصیف می کرد، اما درخواست "به دلیل غیرقابل اجرا بودن" رد شد.

پس از انتشار مقاله Lauterbur، MRI به سرعت شروع به توسعه کرد. کمی بعد، پی منسفیلد روی بهبود الگوریتم های جذب تصویر کار کرد. در سال 1977، دانشمند آمریکایی R. Damadian اولین دستگاه را برای مطالعات MRI ساخت و آن را آزمایش کرد. اولین دستگاه های MRI در دهه 80 قرن گذشته در کلینیک های آمریکا ظاهر شد. با آغاز دهه 90، حدود 6 هزار دستگاه از این دست در جهان وجود داشت.

در حال حاضر، MRI یک تکنیک پزشکی است که بدون آن تصور تشخیص مدرن بیماری های اندام های شکمی، مفاصل، مغز، رگ های خونی، ستون فقرات، نخاع، کلیه ها، خلف صفاق، اندام های تناسلی زنانه و سایر ساختارهای تشریحی غیرممکن است. MRI به شما امکان می دهد حتی تغییرات جزئی مشخصه مراحل اولیه بیماری ها را تشخیص دهید، ساختار اندام ها را ارزیابی کنید، سرعت جریان خون را اندازه گیری کنید، فعالیت قسمت های مختلف مغز را تعیین کنید، کانون های پاتولوژیک را به طور دقیق محلی سازی کنید و غیره.

اصول تجسم

MRI بر اساس پدیده تشدید مغناطیسی هسته ای است. هسته ها عناصر شیمیاییآنها نوعی آهنربا هستند که به سرعت حول محور خود می چرخند. هنگام ورود به یک میدان مغناطیسی خارجی، محورهای چرخش هسته ها به روش خاصی جابجا می شوند و هسته ها مطابق جهت خطوط نیروی این میدان شروع به چرخش می کنند. به این پدیده، راهپیمایی می گویند. هنگامی که هسته ها با امواج رادیویی با فرکانس معین (مصادف با فرکانس راهپیمایی) تابش می کنند، انرژی امواج رادیویی را جذب می کنند.

هنگامی که تابش متوقف می شود، هسته ها به حالت عادی خود باز می گردند، انرژی جذب شده آزاد می شود و نوسانات الکترومغناطیسی ایجاد می کند که با استفاده از یک دستگاه خاص ثبت می شود. یک دستگاه MRI انرژی آزاد شده توسط هسته اتم های هیدروژن را ثبت می کند. این امر امکان تشخیص هرگونه تغییر در غلظت آب در بافت های بدن و در نتیجه گرفتن تصاویر تقریباً از هر اندام را ممکن می سازد. محدودیت‌های خاصی هنگام انجام MRI هنگام تلاش برای تجسم بافت‌هایی با محتوای آب کم (استخوان‌ها، ساختارهای برونکوآلوئولار) ایجاد می‌شود - در چنین مواردی، تصاویر به اندازه کافی آموزنده نیستند.

انواع ام آر آی

با در نظر گرفتن منطقه مورد مطالعه، انواع MRI زیر قابل تشخیص است:

ام آر آی سر (مغز، غده هیپوفیز و سینوس های پارانازال).
ام آر آی قفسه سینه (ریه ها و قلب).
ام آر آی حفره شکمی و فضای خلفی صفاقی (لوزالمعده، کبد، مجاری صفراوی، کلیه ها، غدد فوق کلیوی و سایر اندام های واقع در این ناحیه).
ام آر آی اندام های لگنی (مجاری ادراری، پروستات و اندام های تناسلی زنانه).
ام آر آی سیستم اسکلتی عضلانی (ستون فقرات، استخوان ها و مفاصل).
MRI بافت‌های نرم، از جمله غدد پستانی، بافت‌های نرم گردن (غدد بزاقی، غده تیروئید، حنجره، غدد لنفاوی و سایر ساختارها)، ماهیچه‌ها و بافت چربی نواحی مختلف بدن انسان.
MRI عروق (رگ های مغزی، عروق اندام، عروق مزانتریک و سیستم لنفاوی).
ام آر آی کل بدن معمولاً در مرحله جستجوی تشخیصی که مشکوک به آسیب متاستاتیک به اندام ها و سیستم های مختلف است استفاده می شود.

MRI را می توان بدون یا با استفاده از ماده حاجب انجام داد. علاوه بر این، تکنیک های خاصی وجود دارد که به فرد امکان می دهد دمای بافت، حرکت مایع درون سلولی و فعالیت عملکردی مناطقی از مغز که مسئول گفتار، حرکت، بینایی و حافظه هستند را ارزیابی کند.

نشانه ها

معمولا از MRI در مسکو استفاده می شود مرحله نهاییتشخیص، پس از رادیوگرافی و سایر مطالعات تشخیصی خط اول. MRI برای روشن کردن تشخیص، تشخیص افتراقی، ارزیابی دقیق شدت و میزان تغییرات پاتولوژیک، تهیه یک برنامه درمانی محافظه کارانه، تعیین نیاز و میزان مداخله جراحی، و همچنین نظارت پویا در طول درمان و در دوره طولانی مدت استفاده می شود. .

ام آر آی سربرای مطالعه استخوان ها، بافت های نرم سطحی و ساختارهای داخل جمجمه تجویز می شود. این تکنیک برای شناسایی تغییرات پاتولوژیک در مغز، غده هیپوفیز، عروق و اعصاب داخل جمجمه، اندام های گوش و حلق و بینی، سینوس های پارانازال و بافت های نرم سر استفاده می شود. MRI در تشخیص ناهنجاری های مادرزادی، فرآیندهای التهابی، ضایعات سرطانی اولیه و ثانویه، آسیب های تروماتیک، بیماری های گوش داخلی، پاتولوژی های چشم و غیره استفاده می شود. این روش را می توان با یا بدون حاجب انجام داد.

ام آر آی قفسه سینهبرای مطالعه ساختار قلب، ریه ها، نای، عروق بزرگ و برونش ها، حفره پلور، مری، تیموس و غدد لنفاوی مدیاستن استفاده می شود. نشانه های MRI عبارتند از ضایعات میوکارد و پریکارد، اختلالات عروقی، فرآیندهای التهابی، کیست ها و تومورهای قفسه سینه و مدیاستن. MRI را می توان با یا بدون ماده حاجب انجام داد. در هنگام بررسی بافت آلوئولی بسیار آموزنده نیست.

ام آر آی حفره شکمی و خلف صفاقبرای مطالعه ساختار پانکراس، کبد، مجاری صفراوی، روده ها، طحال، کلیه ها، غدد فوق کلیوی، عروق مزانتریک، غدد لنفاوی و سایر ساختارها تجویز می شود. نشانه های MRI عبارتند از: ناهنجاری های رشدی، بیماری های التهابی، آسیب های تروماتیک، سنگ کلیه، سنگ کلیه، تومورهای اولیه، نئوپلاسم های متاستاتیک، سایر بیماری ها و شرایط پاتولوژیک.

ام آر آی لگندر مطالعه راست روده، حالب ها، مثانه، غدد لنفاوی، بافت داخل لگنی، غده پروستات در مردان، تخمدان ها، رحم و لوله های فالوپ در زنان استفاده می شود. نشانه‌های این مطالعه نقص‌های رشدی، آسیب‌های تروماتیک، بیماری‌های التهابی، فرآیندهای اشغال‌کننده فضا، سنگ‌های مثانه و حالب هستند. MRI شامل قرار گرفتن در معرض تشعشعات در بدن نیست، بنابراین می توان از آن برای تشخیص بیماری های دستگاه تناسلی حتی در دوران بارداری استفاده کرد.

MRI سیستم اسکلتی عضلانیبرای مطالعه استخوان ها و ساختارهای غضروفی، عضلات، رباط ها، کپسول های مفصلی و غشای سینوویال مناطق مختلف تشریحی، از جمله مفاصل، استخوان ها، قسمت خاصی از ستون فقرات یا کل ستون فقرات تجویز می شود. MRI به شما امکان می دهد طیف گسترده ای از ناهنجاری های رشدی، آسیب های تروماتیک، بیماری های دژنراتیو و همچنین ضایعات خوش خیم و بدخیم استخوان ها و مفاصل را تشخیص دهید.

MRI عروقیدر مطالعه عروق مغزی، عروق محیطی، عروق درگیر در خون رسانی به اندام های داخلی و همچنین سیستم لنفاوی استفاده می شود. MRI برای نقایص رشدی، آسیب های تروماتیک، حوادث حاد و مزمن عروق مغزی، آنوریسم ها، لنف ادم، ترومبوز و ضایعات آترواسکلروتیک عروق اندام ها و اندام های داخلی اندیکاسیون دارد.

موارد منع مصرف

ضربان سازها و سایر دستگاه های الکترونیکی کاشته شده، ایمپلنت های فلزی بزرگ و دستگاه های ایلیزاروف به عنوان موارد منع مطلق MRI در مسکو در نظر گرفته می شوند. موارد منع نسبی MRI شامل دریچه های مصنوعی قلب، کاشت گوش میانی غیر فلزی، کاشت حلزون، پمپ انسولین و خالکوبی با استفاده از رنگ های فرومغناطیسی است. علاوه بر این، موارد منع نسبی MRI عبارتند از: سه ماهه اول بارداری، کلاستروفوبیا، بیماری قلبی جبران نشده، وضعیت جدی عمومی، بی قراری حرکتی و ناتوانی بیمار در پیروی از دستورات پزشک به دلیل اختلال در هوشیاری یا اختلالات روانی.

MRI با کنتراست در بیماران مبتلا به آلرژی به مواد حاجب، نارسایی مزمن کلیه و کم خونی منع مصرف دارد. MRI با استفاده از ماده حاجب در دوران بارداری تجویز نمی شود. در طول دوره شیردهی، از بیمار خواسته می شود که از قبل شیر دوشیده و به مدت 2 روز پس از مطالعه (تا زمانی که کنتراست از بدن حذف نشود) از تغذیه خودداری کند. وجود ایمپلنت های تیتانیوم منع مصرفی برای هر نوع MRI نیست، زیرا تیتانیوم خاصیت فرومغناطیسی ندارد. این تکنیک را می توان در حضور یک دستگاه داخل رحمی نیز استفاده کرد.

آماده شدن برای MRI

اکثر مطالعات نیاز به آمادگی خاصی ندارند. چند روز قبل از ام آر آی لگن، باید از مصرف غذاهای گازساز خودداری کنید. برای کاهش میزان گاز در روده ها می توانید از زغال چوب فعال و سایر داروهای مشابه استفاده کنید. برخی از بیماران ممکن است نیاز به تنقیه یا ملین داشته باشند (طبق دستور پزشک). کمی قبل از شروع مطالعه، باید مثانه خود را خالی کنید.

هنگام انجام هر نوع MRI، باید نتایج سایر مطالعات (رادیوگرافی، سونوگرافی، CT، آزمایشات آزمایشگاهی) را در اختیار پزشک قرار دهید. قبل از شروع MRI، باید لباس خود را از تن خارج کنید عناصر فلزیو کلیه اشیاء فلزی: سنجاق سر، زیورآلات، ساعت، دندان مصنوعی و... در صورت کاشت ایمپلنت فلزی و کاشت وسایل الکترونیکی، باید نوع و محل آنها را به متخصص اطلاع دهید.

روش شناسی

بیمار روی میز مخصوصی قرار می گیرد که به داخل تونل توموگراف می رود. در MRI با کنتراست، ابتدا ماده حاجب به داخل ورید تزریق می شود. در طول مطالعه، بیمار می تواند با استفاده از میکروفون نصب شده در داخل توموگراف با پزشک تماس بگیرد. دستگاه MRI در حین عمل مقداری صدا تولید می کند. در پایان مطالعه، از بیمار خواسته می‌شود تا زمانی که پزشک داده‌های به‌دست‌آمده را بررسی می‌کند، صبر کند، زیرا در برخی موارد ممکن است برای ایجاد تصویر کامل‌تر به تصاویر اضافی نیاز باشد. سپس متخصص نتیجه گیری می کند و آن را به پزشک معالج تحویل می دهد یا به بیمار تحویل می دهد.

هزینه تصویربرداری رزونانس مغناطیسی در مسکو

قیمت روش تشخیصی به منطقه مورد بررسی، نیاز به کنتراست و استفاده از تکنیک های اضافی خاص، مشخصات فنی تجهیزات و برخی عوامل دیگر بستگی دارد. مهمترین تأثیر بر قیمت تصویربرداری رزونانس مغناطیسی در مسکو نیاز به تجویز کنتراست است - هنگام استفاده از ماده حاجب، کل هزینه های بیمار تقریباً دو برابر می شود. هزینه اسکن نیز ممکن است بسته به وضعیت سازمانی و قانونی کلینیک (خصوصی یا دولتی)، سطح و شهرت موسسه پزشکی و صلاحیت های متخصص متفاوت باشد.

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI)- روشی برای به دست آوردن تصاویر پزشکی توموگرافی برای مطالعه اندام ها و بافت های داخلی با استفاده از پدیده تشدید مغناطیسی هسته ای. پیتر منسفیلد و پل لاتربر در سال 2003 به خاطر اختراع ام آر آی جایزه نوبل پزشکی را دریافت کردند.
در ابتدا این روش تصویربرداری تشدید مغناطیسی هسته ای (تصویربرداری NMR) نامیده می شد. اما پس از آن، برای ترساندن مردم، زامبی شده توسط رادیوفوبیا، آنها ذکر منشاء "هسته ای" روش را حذف کردند، به خصوص که از پرتوهای یونیزان در این روش استفاده نمی شود.

رزونانس مغناطیسی هسته ای

رزونانس مغناطیسی هسته ای بر روی هسته هایی با اسپین های غیر صفر تحقق می یابد. جالب‌ترین هسته‌ها برای پزشکی، هسته‌های هیدروژن (1H)، کربن (13C)، سدیم (23 Na) و فسفر (31P) هستند، زیرا همگی در بدن انسان وجود دارند. حاوی بیشترین (63%) اتم هیدروژن موجود در چربی و آب است که بیشترین فراوانی را در بدن انسان دارند. به این دلایل، اسکنرهای مدرن MRI اغلب با هسته های هیدروژن - پروتون ها "کوک می شوند".

در غیاب میدان خارجی، اسپین ها و گشتاورهای مغناطیسی پروتون ها به طور تصادفی جهت گیری می شوند (شکل 8a). اگر یک پروتون را در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار دهید، آنگاه گشتاور مغناطیسی آن هم جهت یا مخالف میدان مغناطیسی خواهد بود (شکل 8b)، و در حالت دوم انرژی آن بیشتر خواهد بود.

یک ذره با اسپین، که در میدان مغناطیسی با قدرت B قرار می گیرد، می تواند فوتونی با فرکانس ν را جذب کند که به نسبت ژیرو مغناطیسی γ بستگی دارد.

برای هیدروژن، γ = 42.58 مگاهرتز/T.
یک ذره می تواند با جذب یک فوتون، بین دو حالت انرژی تغییر کند. ذره ای با سطح انرژی پایین تر، فوتون را جذب می کند و در نهایت به سطح انرژی بالاتری می رسد. انرژی یک فوتون معین باید دقیقاً با تفاوت بین دو حالت مطابقت داشته باشد. انرژی یک پروتون، E، با فرکانس آن، ν، از طریق ثابت پلانک (h = 6.626·10-34 J·s) مرتبط است.

در NMR کمیت ν را فرکانس تشدید یا Larmor می نامند. ν = γB و E = hν، بنابراین، برای ایجاد انتقال بین دو حالت اسپین، فوتون باید انرژی داشته باشد.

وقتی انرژی یک فوتون با تفاوت بین دو حالت اسپین مطابقت داشته باشد، جذب انرژی رخ می دهد. تنش مداوم میدان مغناطیسیو فرکانس میدان مغناطیسی فرکانس رادیویی باید کاملاً با یکدیگر مطابقت داشته باشد (رزونانس). در آزمایشات NMR، فرکانس فوتون با محدوده فرکانس رادیویی (RF) مطابقت دارد. در MRI بالینی، برای تصویربرداری هیدروژن، ν به طور معمول بین 15 تا 80 مگاهرتز است.
در دمای اتاق، تعداد پروتون‌هایی که دارای اسپین در سطح انرژی پایین‌تر هستند کمی بیشتر از تعداد آنها در سطح بالایی است. سیگنال در طیف سنجی NMR متناسب با تفاوت در سطح جمعیت است. تعداد پروتون های اضافی متناسب با B 0 است.

در حالت تعادل، بردار مغناطیسی خالص موازی با جهت میدان مغناطیسی اعمال شده B 0 است و مغناطش تعادلی M 0 نامیده می شود. در این حالت، مولفه Z مغناطیسی M Z برابر با M 0 است. M Z همچنین مغناطیس طولی نامیده می شود. در این حالت مغناطش عرضی (M X یا M Y) وجود ندارد. با ارسال یک پالس RF با فرکانس لارمور، می توانید بردار مغناطیس خالص را در صفحه ای عمود بر محور Z بچرخانید، در این حالت. هواپیمای X-Y.

T1 آرامش
پس از پایان پالس RF، بردار مغناطیسی کل در امتداد محور Z بازیابی می شود و امواج فرکانس رادیویی را منتشر می کند. ثابت زمانی که نحوه بازگشت M Z به مقدار تعادل خود را توصیف می کند، زمان آرامش اسپین-شبکه نامیده می شود (T1).

M Z = M 0 (1 - e -t/T 1 )

آرامش T1 در یک حجم حاوی پروتون رخ می دهد. با این حال، پیوند پروتون ها در مولکول ها یکسان نیست. این اتصالات برای هر بافت متفاوت است. یک اتم 1H ممکن است مانند بافت چربی بسیار قوی باشد، در حالی که اتم دیگر ممکن است پیوند ضعیف تری داشته باشد، مانند آب. پروتون‌های با پیوند قوی بسیار سریع‌تر از پروتون‌های با پیوند ضعیف انرژی آزاد می‌کنند. هر بافت با سرعت متفاوتی انرژی آزاد می کند، به همین دلیل است که MRI وضوح کنتراست خوبی دارد.

T2 آرامش
آرامش T1 فرآیندهایی را توصیف می کند که در جهت Z رخ می دهند، در حالی که آرامش T2 فرآیندهایی را در صفحه X-Y توصیف می کند.
بلافاصله پس از قرار گرفتن در معرض پالس RF، بردار مغناطش خالص (که اکنون مغناطش عرضی نامیده می شود) شروع به چرخش در صفحه X-Y حول محور Z می کند. همه بردارها جهت یکسانی دارند زیرا در فاز هستند. با این حال، آنها این وضعیت را حفظ نمی کنند. بردار مغناطیسی خالص شروع به جابجایی در فاز (دفاز) می کند زیرا هر بسته اسپین میدان مغناطیسی کمی متفاوت از میدان مغناطیسی تجربه شده توسط بسته های دیگر را تجربه می کند و در فرکانس لارمور خود می چرخد. در ابتدا تعداد بردارهای بدون فاز کوچک خواهد بود، اما به سرعت در حال افزایش است تا زمانی که انسجام فاز ناپدید شود: هیچ بردار مطابق با جهت دیگری وجود نخواهد داشت. مغناطش کل در صفحه XY به صفر میل می کند و سپس مغناطش طولی افزایش می یابد تا M 0 در امتداد Z قرار گیرد.

برنج. 9. کاهش القای مغناطیسی

ثابت زمانی که رفتار مغناطش عرضی را توصیف می کند، M XY، زمان آرامش اسپین-اسپین، T2 نامیده می شود. آرام سازی T2 آرام سازی اسپین اسپین نامیده می شود زیرا برهمکنش های بین پروتون ها را در محیط بی واسطه آنها (مولکول ها) توصیف می کند. ریلکسیشن T2 یک فرآیند میرایی است، به معنای انسجام فاز بالا در ابتدای فرآیند، اما به سرعت کاهش می یابد تا زمانی که انسجام در پایان به طور کامل از بین می رود. سیگنال در ابتدا قوی است، اما به دلیل آرامش T2 به سرعت ضعیف می شود. سیگنال واپاشی القایی مغناطیسی (FID - Free Induction Decay) نامیده می شود (شکل 9).

M XY =M XYo e -t/T 2

T 2 همیشه کمتر از T 1 است.
سرعت تغییر فاز برای هر بافت متفاوت است.
تخلیه فاز در بافت چربی در مقایسه با آب سریعتر اتفاق می افتد. نکته دیگر در مورد آرامش T2: بسیار سریعتر از آرامش T1 است. آرامش T2 در ده ها میلی ثانیه اتفاق می افتد، در حالی که آرامش T1 می تواند به چند ثانیه برسد.

برای مثال، جدول 1 مقادیر زمان های T 1 و T 2 را برای بافت های مختلف نشان می دهد.

جدول 1	پارچه ها	T 1 (ms)، 1.5 T
T 2 (ms)
مغز	921	101
ماده خاکستری	787	92
ماده سفید	1073	121
تومورها	1090	113
ادم
سینه	868	49
بافت فیبری	259	84
ماده سفید	976	80
بافت چربی	923	94
سرطان
کبد	493	43
ماده سفید	905	84
بافت نرمال	438	45
سیروز
کبد	868	47
ماده سفید	1083	87
بافت چربی	1046	82
تومورها	1488	67

عضله

دستگاه تصویربرداری رزونانس مغناطیسی

برنج. 10. طرح ام آر آی

نمودار یک توموگرافی رزونانس مغناطیسی در شکل نشان داده شده است. 10. ام آر آی از یک آهنربا، سیم پیچ های گرادیان و سیم پیچ های فرکانس رادیویی تشکیل شده است.
آهنربای دائمی اسکنرهای MRI از آهنرباهای قوی استفاده می کنند. کیفیت و سرعت گرفتن تصویر به شدت میدان بستگی دارد. اسکنرهای مدرن MRI از آهنرباهای دائمی یا ابررسانا استفاده می کنند. آهنرباهای دائمی ارزان و آسان برای استفاده هستند، اما اجازه ایجاد میدان های مغناطیسی با قدرت بیشتر از 0.7 تسلا را نمی دهند. اکثر اسکنرهای تصویربرداری تشدید مغناطیسی مدل هایی با آهنرباهای ابررسانا (0.5 - 1.5 تسلا) هستند. توموگرافی با میدان های فوق العاده بالا (بالاتر از 3.0 تسلا) برای کار بسیار گران است. در اسکنرهای MRI با میدان کمتر از 1 تسلا، انجام توموگرافی با کیفیت بالا از اندام های داخلی غیرممکن است، زیرا قدرت چنین دستگاه هایی برای به دست آوردن تصاویر بسیار کم است.وضوح بالا< 1 Тл можно проводить только исследования головы, позвоночника и суставов.

. در توموگرافی با قدرت میدان مغناطیسی

برنج. 11.
در داخل آهنربا سیم پیچ های گرادیان وجود دارد. سیم پیچ های گرادیان ایجاد میدان های مغناطیسی اضافی را که بر روی میدان مغناطیسی اصلی B 0 قرار گرفته اند، ممکن می سازد. 3 مجموعه کویل وجود دارد. هر مجموعه می تواند یک میدان مغناطیسی در یک جهت خاص ایجاد کند: Z، X یا Y. به عنوان مثال، هنگامی که جریان به گرادیان Z اعمال می شود، یک تغییر خطی یکنواخت در میدان در جهت Z ایجاد می شود (در امتداد محور طولانی بدن). در مرکز آهنربا، میدان دارای قدرت B 0 است و فرکانس تشدید برابر با ν 0 است، اما در فاصله ΔZ میدان به مقدار ΔB تغییر می کند و فرکانس تشدید بر این اساس تغییر می کند (شکل 11). با اضافه کردن یک اختلال مغناطیسی گرادیان به میدان مغناطیسی یکنواخت کلی، محلی سازی سیگنال NMR تضمین می شود. عمل گرادیان انتخاب برش، تحریک انتخابی پروتون ها را دقیقاً در ناحیه مورد نظر تضمین می کند. سرعت، نسبت سیگنال به نویز و وضوح توموگراف به قدرت و سرعت سیم پیچ ها بستگی دارد.

کویل های RF
سیم پیچ های RF یک میدان B1 ایجاد می کنند که مغناطش خالص را در یک دنباله پالس می چرخاند. آنها همچنین مغناطش عرضی را هنگام پیشروی در صفحه XY ثبت می کنند. کویل های RF در سه دسته اصلی قرار می گیرند: ارسال و دریافت، فقط دریافت و فقط ارسال. سیم پیچ های RF به عنوان ساطع کننده میدان های B1 و گیرنده انرژی RF از جسم مورد مطالعه عمل می کنند.

کدگذاری سیگنال

هنگامی که بیمار در یک میدان مغناطیسی یکنواخت B 0 قرار دارد، همه پروتون ها از سر تا پا در امتداد B0 قرار می گیرند. همه آنها در فرکانس لارمور می چرخند. اگر یک پالس تحریک RF برای حرکت بردار مغناطیسی به صفحه X-Y ایجاد شود، همه پروتون ها واکنش نشان می دهند و یک سیگنال پاسخ تولید می شود، اما منبع سیگنال محلی سازی وجود ندارد.

گرادیان کدگذاری برش
هنگامی که گرادیان Z روشن می شود، یک میدان مغناطیسی اضافی G Z در این جهت ایجاد می شود که روی B 0 قرار می گیرد. میدان قوی تر به معنای فرکانس Larmor بالاتر است. در طول کل شیب گرادیان، میدان B متفاوت است و بنابراین، پروتون ها در فرکانس های مختلف می چرخند. حال، اگر یک پالس RF با فرکانس ν + Δν تولید کنید، فقط پروتون های موجود در برش نازک پاسخ می دهند، زیرا آنها تنها پروتون هایی هستند که در همان فرکانس می چرخند. سیگنال پاسخ فقط از پروتون های این برش می آید. به این ترتیب منبع سیگنال در امتداد محور Z قرار می گیرد. تعداد زیادی پروتون در برش وجود دارد و محل قرارگیری منابع در امتداد محورهای X و Y ناشناخته است، بنابراین، کدگذاری بیشتری برای تعیین دقیق منبع فوری سیگنال مورد نیاز است.

برنج. 12.

گرادیان رمزگذاری فاز
برای رمزگذاری بیشتر پروتون ها، گرادیان G Y برای مدت بسیار کوتاهی روشن می شود. در طول این مدت، یک میدان مغناطیسی گرادیان اضافی در جهت Y ایجاد می شود. در این حالت، پروتون ها سرعت چرخش کمی متفاوت خواهند داشت. آنها دیگر در فاز نمی چرخند. اختلاف فاز جمع می شود. هنگامی که گرادیان G Y خاموش می شود، پروتون های موجود در برش با فرکانس مشابهی می چرخند اما فاز متفاوتی دارند. این رمزگذاری فاز نامیده می شود.

گرادیان رمزگذاری فرکانس
برای رمزگذاری جهت چپ به راست، یک شیب سوم G X گنجانده شده است.

پروتون های سمت چپ با فرکانس کمتری نسبت به سمت راست می چرخند. آنها تغییر فاز اضافی را به دلیل تفاوت در فرکانس ها جمع می کنند، اما اختلاف فاز از قبل به دست آمده با رمزگذاری فاز گرادیان در مرحله قبل حفظ می شود.

بنابراین، گرادیان میدان مغناطیسی برای محلی سازی منبع سیگنال هایی که توسط سیم پیچ دریافت می شود، استفاده می شود.
گرادیان G Z برش محوری را انتخاب می کند.
گرادیان G Y خطوطی با فازهای مختلف ایجاد می کند.

گرادیان G X ستون هایی با فرکانس های مختلف را تشکیل می دهد.
در یک مرحله، رمزگذاری فاز تنها در یک خط انجام می شود. برای اسکن کل یک برش، فرآیند کامل رمزگذاری برش، فاز و فرکانس باید چندین بار تکرار شود.

این باعث ایجاد حجم های کوچک (وکسل) می شود. هر وکسل ترکیب منحصر به فردی از فرکانس و فاز دارد (شکل 12). تعداد پروتون ها در هر وکسل دامنه موج RF را تعیین می کند. سیگنال حاصل از نواحی مختلف بدن حاوی ترکیب پیچیده ای از فرکانس ها، فازها و دامنه ها است.

در شکل شکل 13 یک نمودار توالی ساده را نشان می دهد. ابتدا، گرادیان انتخابی برش (1) (Gss) روشن می شود.

در همان زمان، یک پالس انتخابی برش 90 RF (2) تولید می‌شود که کل مغناطیس‌سازی را به صفحه X-Y برمی‌گرداند. سپس گرادیان رمزگذاری فاز (3) (Gpe) برای انجام اولین مرحله رمزگذاری فاز روشن می شود. پس از این، یک گرادیان رمزگذاری فرکانس یا خواندن (4) (Gro) اعمال می شود، که طی آن سیگنال واپاشی القایی آزاد (5) (FID) ثبت می شود. توالی پالس معمولاً 128 یا 256 بار تکرار می شود تا تمام داده های لازم برای تصویربرداری جمع آوری شود. زمان بین تکرارهای یک دنباله را زمان تکرار (TR) می گویند. با هر تکرار دنباله، مقدار گرادیان رمزگذاری فاز تغییر می کند. با این حال، در این مورد سیگنال (FID) بسیار ضعیف بود، بنابراین تصویر به دست آمده ضعیف بود. برای افزایش اندازه سیگنال، از دنباله اسپین-اکوی استفاده می شود.
دنباله اکو چرخش
پس از اعمال پالس تحریک 90 0، مغناطش خالص در صفحه X-Y است. تغییر فاز بلافاصله به دلیل آرامش T2 شروع می شود. به دلیل این کاهش سرعت است که سیگنال به شدت کاهش می یابد. در حالت ایده آل، انسجام فاز باید حفظ شود تا بهترین سیگنال ارائه شود. برای انجام این کار، مدت کوتاهی پس از پالس 90 0 RF، یک پالس 180 0 اعمال می شود. پالس 180 0 باعث تغییر فاز در چرخش ها می شود. هنگامی که تمام چرخش ها به فاز بازیابی می شوند، سیگنال دوباره بالا می رود و کیفیت تصویر به طور قابل توجهی بالاتر می شود.

در شکل شکل 14 نمودار توالی پالس اسپین اکو را نشان می دهد.

برنج. 14. نمودار توالی پالس اسپین-اکوی
ابتدا، گرادیان انتخابی برش (1) (G SS) روشن می شود. در همان زمان، یک پالس RF 90 درجه اعمال می شود. سپس گرادیان رمزگذاری فاز (3) (Gre) برای انجام اولین مرحله رمزگذاری فاز روشن می شود. Gss (4) در طول پالس تغییر فاز 180 درجه (5) دوباره روشن می شود، بنابراین بر همان پروتون هایی که توسط پالس 90 درجه برانگیخته شده اند تأثیر می گذارد. پس از این، یک گرادیان رمزگذاری فرکانس یا خواندن (6) (Gro) اعمال می شود که طی آن سیگنال (7) دریافت می شود.

TR (زمان تکرار). فرآیند کامل باید چندین بار تکرار شود. TR زمان بین دو پالس تحریک 90 درجه است. TE (زمان اکو). این زمان بین پالس تحریک 90 درجه و اکو است.

کنتراست تصویر
T1 >> T2. کنتراست تصویر به شدت به این فرآیندها و اینکه هر کدام به طور کامل در زمان‌های اسکن TR و TE انتخاب شده بستگی دارد. بیایید با استفاده از مثال اسکن مغز، یک تصویر کنتراست را در نظر بگیریم.

کنتراست T1

برنج. 15. الف) آرامش اسپین اسپین و ب) آرامش اسپین شبکه در بافت های مختلف مغز

بیایید پارامترهای اسکن زیر را انتخاب کنیم: TR = 600 ms و TE = 10 ms. یعنی آرامش T1 در 600 میلی‌ثانیه اتفاق می‌افتد و آرامش T2 فقط در آن اتفاق می‌افتد
5 میلی ثانیه (TE/2). همانطور که از شکل مشاهده می شود. 15a بعد از 5 ms تغییر فاز کم است و در بافت های مختلف تفاوت چندانی ندارد. بنابراین کنتراست تصویر بسیار کمی به آرامش T2 بستگی دارد. در مورد آرامش T1، پس از 600 میلی‌ثانیه، چربی تقریباً به طور کامل شل شده است، اما CSF هنوز به زمان نیاز دارد.
(شکل 15b). این بدان معنی است که سهم CSF به سیگنال کلی ناچیز خواهد بود. کنتراست تصویر به فرآیند آرامش T1 وابسته است. تصویر "وزن T1" است زیرا کنتراست بیشتر به فرآیند آرامش T1 وابسته است. در تصویر به دست آمده، CSF تیره، بافت چربی روشن، و شدت ماده خاکستری جایی در بین خواهد بود.

کنتراست T2

برنج. 16. الف) آرامش اسپین اسپین و ب) آرامش اسپین شبکه در بافت های مختلف مغز

حالا بیایید پارامترهای زیر را تنظیم کنیم: TR = 3000 ms و TE = 120 ms، یعنی آرامش T2 در 60 میلی ثانیه رخ می دهد. همانطور که از شکل زیر آمده است. 16b، تقریباً تمام بافت ها تحت آرام سازی کامل T1 قرار گرفتند. در اینجا TE عامل غالب برای کنتراست تصویر است. تصویر "وزن T2" است. در تصویر، CSF روشن خواهد بود در حالی که سایر بافت ها سایه های خاکستری متفاوتی خواهند داشت.

کنتراست چگالی پروتون

نوع دیگری از کنتراست تصویر به نام چگالی پروتون (PD) وجود دارد.
بیایید پارامترهای زیر را تنظیم کنیم: TR = 2000 ms و TE 10 ms. بنابراین، مانند مورد اول، آرامش T2 سهمی جزئی در کنتراست تصویر دارد. با TR = 2000 ms، مغناطش خالص اکثر بافت ها در امتداد محور Z بازیابی می شود. کنتراست تصویر در تصاویر PD مستقل از آرامش T2 یا T1 است. سیگنال حاصل کاملاً به تعداد پروتون‌های بافت بستگی دارد: تعداد کم پروتون به معنای سیگنال کم و تصویر تیره است، در حالی که تعداد زیاد سیگنال قوی و تصویر روشن تولید می‌کنند.

برنج. 17.

همه تصاویر دارای ترکیبی از کنتراست T1 و T2 هستند. کنتراست فقط به مدت زمان مجاز بودن آرامش T2 بستگی دارد. در توالی‌های اسپین اکو (SE)، زمان‌های TR و TE برای کنتراست تصویر بسیار مهم هستند.
در شکل 17 به صورت شماتیک نشان می دهد که چگونه TR و TE از نظر کنتراست تصویر در دنباله SE با هم مرتبط هستند. TR کوتاه و TE کوتاه کنتراست با وزن T1 ایجاد می کنند. TR بلند و TE کوتاه کنتراست PD را ارائه می دهند. TR طولانی و TE طولانی منجر به کنتراست وزن T2 می شود.

برنج. 18. تصاویر با کنتراست های مختلف: وزن T1، چگالی پروتون و وزن T2. به تفاوت در شدت سیگنال بافت توجه کنید. CSF روی T1 تیره، در PD خاکستری و در T2 روشن است.

برنج. 19. تصویربرداری رزونانس مغناطیسی

MRI در تصویربرداری از بافت نرم خوب است، در حالی که CT در تجسم ساختارهای استخوانی بهتر است. اعصاب، ماهیچه ها، رباط ها و تاندون ها در MRI بسیار واضح تر از CT دیده می شوند. علاوه بر این، روش تشدید مغناطیسی برای بررسی مغز و نخاع ضروری است. در مغز، ام آر آی می تواند بین ماده سفید و خاکستری تمایز قائل شود. با توجه به دقت و وضوح بالای تصاویر به دست آمده، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی با موفقیت در تشخیص بیماری های التهابی، عفونی و انکولوژیک، در مطالعه مفاصل، تمام قسمت های ستون فقرات، غدد پستانی، قلب، اندام های شکمی، لگن و عروق خونی تکنیک های مدرن MRI امکان مطالعه عملکرد اندام ها - اندازه گیری سرعت جریان خون، جریان مایع مغزی نخاعی و مشاهده ساختار و فعال شدن قسمت های مختلف قشر مغز را فراهم می کند.

کاربرد لیزر در پزشکی

لیزر در پزشکی به عنوان یک چاقوی جراحی که بدون تماس مکانیکی بافت را برش می دهد استفاده می شود. بافت های عمیق تحت تأثیر قرار نمی گیرند، خطر عفونت از بین می رود و برش ها بدون خون هستند. تابش لیزر پراکنده بهبود زخم را تقریباً 2 برابر تسریع می کند. در جراحی چشم - اعمال بدون باز کردن کره چشم و بدون بیهوشی - سوراخ های نازکی در نقاط تمرکز پرتو ایجاد می شود.

مورد استفاده:

o سوراخ کردن پرتو لیزر برای بیماری عروق کرونر قلب

o برای از بین بردن سنگ کلیه و کیسه صفرا، چگالی انرژی بالای لیزر پالسی موج ضربه ای ایجاد می کند که سنگ ها را از بین می برد.

o اثرات پرتوتابی بر سلول های سرطانی در انکولوژی. اثر لیزر بر روی تومور منجر به واکنش فتوشیمیاییشامل هماتوپورفیرین و مرگ سلول های سرطانی است. سلول های سالم هماتوپورفیرین را جذب نمی کنند.

o مداخله آندوسکوپی – گرم شدن بافت بیولوژیکی به دلیل جذب انرژی تابش لیزر.

o در هنگام بهبود زخم ها و زخم ها.

_______________________________________________________________________________________

13. تشدید پارامغناطیسی الکترون. EPR در پزشکی

برای اتمی که در میدان مغناطیسی قرار می گیرد، انتقال خود به خودی بین سطوح فرعی هم سطح بعید است. چنین انتقالی تحت تأثیر یک میدان الکترومغناطیسی خارجی القا می شود. یک شرط ضروری همزمانی فرکانس میدان الکترومغناطیسی با فرکانس فوتون است که مربوط به اختلاف انرژی بین سطوح فرعی تقسیم می شود. در این حالت می توان جذب انرژی میدان الکترومغناطیسی را مشاهده کرد که به آن رزونانس الکترومغناطیسی می گویند. کاربرد پزشکی و بیولوژیکی EPR برای شناسایی و مطالعه رادیکال های آزاد و در ارتباط با این موضوع، نظارت بر تغییرات در محصولات اولیه و ثانویه آسیب تشعشع است. کاوشگرهای اسپین ذرات پارامغناطیس هستند که به صورت غیر کووالانسی به مولکول ها پیوند دارند. تغییر در طیف EPR پروب های چرخشی اطلاعاتی در مورد وضعیت مولکول های اطراف ارائه می دهد. تحقیقات زیادی در حال انجام است اشیاء بیولوژیکیروش EPR

NMR جذب انتخابی امواج الکترومغناطیسی با فرکانس معین توسط یک ماده در یک میدان مغناطیسی ثابت است که در اثر تغییر جهت مغناطیسی گشتاورهای مغناطیسی هسته ها ایجاد می شود. NMR زمانی قابل مشاهده است که شرط فقط برای هسته های اتمی آزاد برآورده شود. در NMR طیفی، دو نوع خط بر اساس عرض آنها متمایز می شوند. طیف جامدات دارای عرض زیادی هستند و به این کاربرد NMR خط پهن NMR می گویند. خطوط باریکی در مایعات مشاهده می شود و به آن NMR با وضوح بالا می گویند.

فرصت های جالبی برای پزشکی را می توان با تعیین پارامترهای طیف NMR در بسیاری از نقاط نمونه فراهم کرد.

اینتروسکوپی NMR به فرد اجازه می دهد بین استخوان ها، عروق، بافت های طبیعی و بافت های دارای پاتولوژی بدخیم تمایز قائل شود. اینتروسکوپی NMR به شما امکان می دهد تصاویر بافت های نرم را تشخیص دهید. NMR به عنوان طیف سنجی رادیویی طبقه بندی می شود.

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی(تصویربرداری تشدید مغناطیسی هسته ای، MRI، تصویربرداری تشدید مغناطیسی هسته ای، NMR، MRI) یک روش غیر رادیولوژیکی برای مطالعه اندام های داخلی و بافت های انسانی است. از اشعه ایکس استفاده نمی کند که باعث می شود این روشبرای اکثر مردم امن است

نحوه انجام تحقیق

تکنولوژی MRIبسیار پیچیده است: از اثر جذب تشدید امواج الکترومغناطیسی توسط اتم ها استفاده می شود. یک فرد در یک میدان مغناطیسی که توسط دستگاه ایجاد می شود قرار می گیرد. مولکول های بدن مطابق جهت میدان مغناطیسی باز می شوند. پس از این، اسکن با استفاده از یک موج رادیویی انجام می شود. تغییر در وضعیت مولکول ها بر روی یک ماتریس مخصوص ثبت می شود و به رایانه منتقل می شود و داده های دریافتی در آنجا پردازش می شوند. برخلاف توموگرافی کامپیوتری، MRI به شما امکان می دهد تصویری از روند پاتولوژیک در سطوح مختلف به دست آورید.

تصویربرداری رزونانس مغناطیسیبه روش خودم ظاهرشبیه کامپیوتر است این مطالعه به همان روش اسکن توموگرافی کامپیوتری انجام می شود. جدول به تدریج در امتداد اسکنر حرکت می کند. MRI به زمان بیشتری نسبت به سی تی اسکن نیاز دارد و معمولاً حداقل 1 ساعت طول می کشد (تشخیص یک بخش از ستون فقرات 20-30 دقیقه طول می کشد).

روش نامگذاری شد تصویربرداری رزونانس مغناطیسیبه جای تصویربرداری رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMRI) به دلیل ارتباط منفی با کلمه "هسته ای" در اواخر دهه 1970. MRI بر اساس اصول تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR) است، یک تکنیک طیف سنجی که توسط دانشمندان برای به دست آوردن اطلاعات در مورد مواد شیمیایی و خواص فیزیکیمولکول ها MRI به عنوان یک تکنیک تصویربرداری توموگرافی که تصاویر سیگنال NMR را از بخش های نازکی که از بدن انسان عبور می کند تولید می کند. MRI از یک تکنیک تصویربرداری توموگرافی به یک تکنیک تصویربرداری حجمی تبدیل شده است.

این روش به ویژه برای مطالعه موثر است فرآیندهای پویا(مثلاً وضعیت جریان خون و نتایج اختلال آن) در اندام ها و بافت ها.

مزایای تصویربرداری رزونانس مغناطیسی

در حال حاضر در مورد آسیب میدان مغناطیسیهیچ چیز معلوم نیست با این حال، اکثر دانشمندان بر این باورند که در شرایطی که اطلاعاتی در مورد ایمنی کامل آن وجود ندارد، زنان باردار نباید تحت چنین مطالعاتی قرار گیرند. به این دلایل و همچنین به دلیل هزینه زیاد و در دسترس بودن تجهیزات کم، توموگرافی کامپیوتری و تصویربرداری تشدید مغناطیسی هسته ای بر اساس اندیکاسیون های دقیق در موارد تشخیص بحث برانگیز یا شکست سایر روش های تحقیقاتی تجویز می شود. ام آر آی را نمی توان بر روی افرادی که بدن آنها دارای ساختارهای فلزی مختلف است - مفاصل مصنوعی، ضربان ساز قلب، دفیبریلاتورها، ساختارهای ارتوپدی که از استخوان ها پشتیبانی می کنند و غیره انجام داد.

مانند سایر روش های تحقیق، کامپیوتر و تصویربرداری رزونانس مغناطیسیفقط با تجویز پزشک همه موسسات پزشکی این مطالعات را انجام نمی دهند، بنابراین در صورت لزوم، سعی کنید با یک مرکز تشخیصی تماس بگیرید.

MRI - تصویربرداری رزونانس مغناطیسی - مدرن و ایمن است(بدون تشعشعات یونیزان) و یک روش قابل اعتماد برای تشخیص رادیولوژیک. MRI یک مطالعه بی نظیر و عملا بی نظیر برای تشخیص بیماری های مرکزی است سیستم عصبی، ستون فقرات، سیستم عضلانی- مفصلی و تعدادی از اندام های داخلی.

هیچ آمادگی خاصی برای معاینه لازم نیست، به استثنای معاینه اندام های لگن، زمانی که مثانه پر نیاز است. در طول معاینه، بیمار بسته به نوع معاینه به مدت تقریبی 15 تا 20 دقیقه در یک تونل باریک (لوله) با میدان مغناطیسی قوی قرار می گیرد. بیمار باید کاملاً در ناحیه آناتومیکی مورد معاینه ثابت بماند. روش MRI بدون درد است، اما با سر و صدای زیادی همراه است. هدفون برای کاهش ناراحتی ارائه خواهد شد.

ناراحتی روانی ناشی از قرار گرفتن در یک فضای محدود نیز ممکن است. افراد همراه می توانند در اتاق MRI (تصویربرداری تشدید مغناطیسی) با بیمار حضور داشته باشند، مشروط بر اینکه هیچ گونه منع مصرفی برای حضور در میدان مغناطیسی نداشته باشند و پس از امضای رضایت نامه اطلاعاتی برای هر فرد مستقر در ناحیه تابش مغناطیسی.

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی - MRI - قبل و بعد.

قبل از انجام یک مطالعه MRI، باید پرسشنامه ای را پر کنید که به شما امکان می دهد هرگونه منع مصرف این روش را شناسایی کنید. موارد منع معاینات MRI عبارتند از: وجود ضربان ساز (پیس میکر قلب)، سمعک و ایمپلنت با منشا ناشناخته. رفتار نامناسب بیمار (آژیتاسیون روانی حرکتی، حمله پانیک)، حالت مسمومیت با الکل یا مواد مخدر، کلاستروفوبیا (ترس و ناراحتی شدید هنگام حضور در فضاهای بسته)، ناتوانی در بی حرکت ماندن در طول کل مطالعه (مثلاً به دلیل درد شدید یا نامناسب بودن). رفتار)، نیاز به نظارت مداوم بر علائم حیاتی (ECG، فشار خون، تعداد تنفس) و انجام اقدامات احیای مداوم (به عنوان مثال، تنفس مصنوعی).

اگر سابقه دارد جراحی ها و اجسام خارجی(ایمپلنت) شما به گواهی برای مواد کاشته شده یا گواهی پزشک معالج که مداخله جراحی (کاشت گذاری) را انجام داده است در مورد ایمنی انجام مطالعه MRI با این ماده نیاز دارید. اطلاعات برای بیماران زن: قاعدگی، وجود دستگاه داخل رحمی و شیردهی منع مصرفی برای مطالعه نیستند. بارداری به عنوان یک منع مصرف نسبی در نظر گرفته می شود و بنابراین نیاز به نظر متخصص زنان در مورد امکان انجام معاینه MRI دارد. تصمیم نهایی برای امتناع بیمار از معاینه MRI بلافاصله قبل از معاینه توسط رادیولوژیست MRI انجام می شود.

به دلیل وجود قوی میدان مغناطیسیحمل گارنی برای بیماران بستری، ویلچر، وسایل کمکی برای حرکت (عصا، عصا، قاب) حاوی اجزای فلزی به داخل اتاق MRI ممنوع است. وسایل شخصی، جواهرات و اشیای قیمتی، لباس های حاوی فلز و وسایل الکترومغناطیسی مجاز به ورود به اتاق اسکن MRI نیستند و ممکن است در گاوصندوق اتاق کنترل MRI رها شوند.
تصویربرداری رزونانس مغناطیسی بی ضرر است!

بیمار باید بداند که تصویربرداری رزونانس مغناطیسی، به عنوان یک مطالعه، دارای محدودیت های تشخیصی مشخص و همچنین حساسیت و ویژگی محدود ممکن در تشخیص فرآیندهای پاتولوژیک است. در این زمینه و همچنین در صورت وجود شک و تردید در مورد توصیه انجام مطالعه، توصیه می شود با پزشک خود یا پزشک MRI مشورت کنید. تصمیم برای انجام معاینه MRI و انتخاب ناحیه تشریحی برای معاینه توسط خود بیمار و بر اساس ارجاع پزشک معالج یا توسط ابتکار خود. قبل از انجام یک مطالعه MRI، بیمار به طور مستقل منطقه آناتومیک مطالعه را به صورت کتبی نشان می دهد، در نتیجه نیاز به مطالعه این منطقه را تایید می کند. پس از معاینه ام آر آی، ادعاها پذیرفته نمی شوند و وجه پرداختی برای معاینه ام آر آی مسترد نمی شود.

در برخی موارد وجود دارد نیاز تشخیصی به ام آر آیمطالعات با تقویت کنتراست داخل وریدی این مطالعات تنها با دستور پزشک معالج یا پزشک MRI انجام می شود. تجویز ماده حاجب حداقل خطر عوارض جانبی را به همراه دارد. از بیمار خواسته می شود تا یک پرسشنامه اضافی را پر کند - یک برگه رضایت اطلاعات برای تجویز داخل وریدی ماده حاجب. موارد منع افزایش کنتراست داخلی عبارتند از: بارداری، شیردهی، حساسیت مفرط شناسایی شده قبلی به داروهای این گروه و همچنین نارسایی کلیوی.

برای بهبود اثربخشی تشخیصیبه بیماران مطالعات MRI توصیه می‌شود که داده‌های مربوط به مطالعات قبلی MRI، سایر روش‌های تشعشع، تشخیص آزمایشگاهی یا عملکردی، و همچنین کارت‌های سرپایی یا ارجاعات پزشکان شرکت‌کننده را که منطقه و هدف مطالعه را نشان می‌دهد، به همراه داشته باشند.
مرکز ما مجهز به اسکنر تصویربرداری تشدید مغناطیسی Magnetom Harmony از زیمنس است

مرکز ما مطالعات MRI مغز (سر)، ستون فقرات، مفاصل و کل بدن را انجام می دهد. کلینیک ما دارای یک اسکنر تصویربرداری تشدید مغناطیسی مبتنی بر استفاده از آهنربای ابررسانا با قدرت میدان 1.0 تسلا است.

طراحی فشرده آهنربایی (فقط 160 سانتی متر با احتساب مسکن) و دسترسی از جلو به بیمار برای اطمینان از راحتی بیمار، به طور قابل توجهی مشکل کلاستروفوبیا را کاهش می دهد.

مجموعه ای از گرادیان های با کارایی بالا (20 mT/m با سرعت حرکت 50 T/m/sec، 30 mT/m در 75 T/m/sec و 30 mT/m 125 T/m/sec در هر یک از محورهای x، y، z)، فناوری قطبی دایره‌ای سیم‌پیچ‌های فرکانس رادیویی چند عنصری که در یک آرایه مجازی واحد برای استفاده پانوراما ترکیب شده‌اند، و آخرین توالی‌های پالس منحصر به فرد در تغییرات بالینی آن‌ها (TrueFisp، VIBE، HASTE، EPI، PSIF-Diffusion و غیره) برای انواع معاینات روتین و پرسرعت چه با و چه بدون حبس نفس (اعصاب: سر و ستون فقرات، ارتوپدی، شکم، معاینات آنژیوگرافی و قلب)، و همچنین طیف سنجی پروتون، مطالعات عملکردی مغز و غیره

اسکنر با تکنولوژی کلاس استادامکان هوشمندی و تخصص در آزمایش‌های MRI (تصویربرداری تشدید مغناطیسی) (پردازش درونی و تصحیح سوگیری‌ها در فرآیند جمع‌آوری داده‌های 1D، 2D، 3D PACE) و افزایش بیشتر سرعت جمع‌آوری داده‌ها با استفاده از فناوری iPAT تا 2- 3 بار. در نتیجه، Maestro Class قابلیت های برنامه های موجود را گسترش می دهد و برنامه های جدید را باز می کند.

امروزه مرسوم شده است که بیمار را نه برای رادیوگرافی، نه برای نوار قلب، بلکه برای تصویربرداری رزونانس مغناطیسی هسته ای ارجاع دهیم. برای اینکه بفهمید پشت این کلمات چیست، باید از دور شروع کنید، یعنی با درک اینکه مغناطیس هسته اتم چیست. اما حتی قبل از آن، باید مفاهیم مهمی را که در درس اصلی فیزیک مدرسه وجود ندارد، معرفی کنیم.

لحظه مغناطیسی

خواص مغناطیسی یک مدار مسطح کوچک با جریانی که در میدان مغناطیسی قرار می گیرد توسط گشتاور مغناطیسی این جریان برابر با

کجا من- جاری، اس- ناحیه کانتور، - بردار نرمال به کانتور، بر اساس قانون گیملت ساخته شده است (شکل 1).

به طور خاص، انرژی مدار در یک میدان مغناطیسی با القاء برابر است با

(محور zهدایت شده است).

برای چرخاندن یک کانتور با تغییر در طرح بردار از μ zبه –μ zکار باید انجام شود الف= 2μ z B.

یک الکترون اتمی که در مدار اطراف یک هسته اتمی حرکت می کند را می توان معادل یک جریان دایره ای در نظر گرفت و یک گشتاور مغناطیسی به آن اختصاص داد. وجود چنین گشتاور مغناطیسی مداری یک الکترون در تغییر انرژی آن زمانی که اتم در یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد خود را نشان می‌دهد (فرمول برای دبلیو).

پس از تجزیه و تحلیل دقیق داده های تجربی، مشخص شد که خواص یک اتم در یک میدان مغناطیسی خارجی نه تنها با حرکت الکترون در اطراف هسته، بلکه با حضور یک "چرخش داخلی" پنهان الکترون تعیین می شود. که به آن اسپین می گفتند. هر کسی یک چرخش دارد ذرات بنیادی(برای برخی چرخش صفر است). شدت "چرخش" با عدد چرخش توصیف می شود س، که فقط می تواند یک عدد صحیح یا نیمه صحیح باشد. برای الکترون، پروتون، نوترون س= 1/2. «چرخش داخلی»، مشابه چرخش مداری، منجر به ظهور یک گشتاور مغناطیسی اسپینی در ذره می‌شود. طرح ریزی گشتاور مغناطیسی اسپین بر روی محور z(جهت میدان مغناطیسی) مقادیر می گیرد

μ z =γ m s ћ ,

کجا ћ = ساعت/(2π) - ثابت پلانک، ام‌اسمقادیر (2s + 1) را می گیرد: -s, -s + 1, ..., س – 1,سو γ را عامل ژیرو مغناطیسی می نامند. خود بردار مدولی بزرگتر از حداکثر طرح خود دارد: ، یعنی در تمام حالت های ساکن در یک زاویه نسبت به محور قرار دارد zو به سرعت حول این محور می چرخد: μ z= const، μ xو μ yبه سرعت تغییر کند (شکل 2). برای الکترون، پروتون، نوترون ام‌اسفقط دو مقدار می گیرد: . برای الکترون، برای پروتون . حتی نوترون دارای گشتاور مغناطیسی اسپینی است، علیرغم این واقعیت که عموماً از نظر الکتریکی خنثی است. (این نشان می دهد که نوترون باید ساختار داخلی داشته باشد. مانند پروتون از کوارک های باردار تشکیل شده است.) برای نوترون .

می توان دید که گشتاور مغناطیسی پروتون و نوترون سه مرتبه قدر (3-10) کمتر از گشتاور مغناطیسی الکترون است (جرم آنها تقریباً 2000 برابر بیشتر است). تمام هسته‌های اتمی دیگر که از پروتون‌ها و نوترون‌ها تشکیل شده‌اند باید دارای گشتاور مغناطیسی تقریباً یکسانی باشند. گشتاورهای مغناطیسی همه هسته ها با دقت زیادی اندازه گیری شده است. وجود این گشتاورهای مغناطیسی کوچک (در مقایسه با اتمی) در هسته ها، که مقادیر آنها برای هسته های مختلف متفاوت است، زمینه ساز پدیده NMR - تشدید مغناطیسی هسته ای و همچنین توموگرافی NMR است. ما عمدتاً در مورد هسته های هیدروژن - پروتون ها که در طبیعت گسترده ترین هستند صحبت خواهیم کرد. ایزوتوپ هیدروژن دوتریوم است که هسته آن نیز دارای گشتاور مغناطیسی است.

تشدید مغناطیسی هسته ای چیست؟

هسته یک اتم هیدروژن (پروتون) را در یک میدان مغناطیسی خارجی در نظر بگیرید. یک پروتون فقط می تواند در دو حالت کوانتومی ساکن باشد: در یکی از آنها، تابش گشتاور مغناطیسی بر روی جهت میدان مغناطیسی مثبت و برابر است.

و در دیگری - از نظر قدر، اما منفی است. در حالت اول، انرژی هسته در میدان مغناطیسی -μ است z B، در دوم + μ z B.در ابتدا همه هسته ها در حالت اول هستند و برای انتقال به حالت دوم باید به هسته انرژی داد.

ΔE = 2μ z B.

درک اینکه می توانید یک هسته را مجبور کنید تا جهت گشتاور مغناطیسی خود را با تأثیرگذاری بر تابش الکترومغناطیسی با فرکانس ω که مربوط به انتقال بین این حالات است، تغییر دهد، دشوار نیست:

ћ ω = 2μ z B.

در اینجا با جایگزینی گشتاور مغناطیسی پروتون، دریافت می کنیم

برای کجا ب= 1 T فرکانس موج را پیدا می کنیم: ν ≈ 4·10 7 هرتز و طول موج مربوطه: λ = s/ν ≈ 7 متر - فرکانس معمولی و طول موج محدوده پخش. فوتون هایی با این طول موج توسط هسته ها با معکوس شدن گشتاورهای مغناطیسی نسبت به جهت میدان جذب می شوند. در این حالت، انرژی آنها در میدان دقیقاً با مقداری مطابق با انرژی چنین کوانتومی افزایش می یابد.

توجه داشته باشید که در آزمایش‌های NMR، یعنی برای فرکانس‌های معمولی محدوده پخش رادیویی میانی، امواج الکترومغناطیسی اصلاً به شکلی که در مورد انتشار نور یا جذب و گسیل نور توسط اتم‌ها به آن عادت کرده‌ایم استفاده نمی‌شود. در ساده ترین حالت، ما با سیم پیچی روبرو هستیم که یک جریان فرکانس رادیویی متناوب ایجاد شده توسط یک ژنراتور از آن عبور می کند. نمونه ای حاوی هسته های مورد نظر که می خواهیم در معرض میدان الکترومغناطیسی قرار دهیم روی محور سیم پیچ قرار می گیرد. محور سیم پیچ به نوبه خود عمود بر میدان مغناطیسی ساکن هدایت می شود ب 0 (دومی با استفاده از یک آهنربای الکتریکی یا یک شیر برقی ابررسانا ایجاد می شود). هنگامی که جریان متناوب از سیم پیچ عبور می کند، یک میدان مغناطیسی متناوب در محور آن القا می شود ب 1، که دامنه آن بسیار کوچکتر انتخاب شده است ب 0 (معمولاً 10000 بار). این میدان در همان فرکانس جریان، یعنی در فرکانس رادیویی ژنراتور، نوسان می کند.

اگر فرکانس مولد نزدیک به فرکانس محاسبه‌شده باشد، جذب شدید کوانتوم‌های نور توسط هسته‌های هیدروژن با انتقال هسته‌ها به حالتی با نمایش منفی μ رخ می‌دهد. z(چرخش هسته ها). اگر فرکانس مولد با فرکانس محاسبه شده متفاوت باشد، جذب کوانتوم ها اتفاق نمی افتد. در ارتباط با وابستگی شدید (رزونانسی) به فرکانس میدان مغناطیسی متناوب شدت فرآیند انتقال انرژی از این میدان به هسته اتم ها، همراه با چرخش گشتاورهای مغناطیسی آنها، این پدیده است. رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) نامیده می شود.

چگونه می توان متوجه چنین معکوس هایی از گشتاورهای هسته ای در رابطه با یک میدان مغناطیسی ساکن شد؟ با تجهیز به فناوری مدرن NMR، این امر بسیار آسان است: با خاموش کردن میدان ایجاد ب 1 ژنراتور فرکانس رادیویی، باید همزمان گیرنده را با استفاده از همان سیم پیچ به عنوان آنتن روشن کنید. در همان زمان، امواج رادیویی ساطع شده توسط هسته ها را هنگام بازگشت به جهت اصلی خود در امتداد میدان ثبت می کند. ب 0 . این سیگنال در همان سیم پیچی القا می شود که از طریق آن ممان های مغناطیسی قبلاً برانگیخته می شدند. وابستگی زمانی آن توسط یک کامپیوتر پردازش می شود و در قالب یک توزیع طیفی مربوطه ارائه می شود.

از این توضیحات، می توانید تصور کنید که یک طیف سنج NMR با طیف سنج های معمولی که در محدوده نور مرئی اندازه گیری می کنند کاملاً متفاوت است.

تا به حال، ما یک تصویر ساده را در نظر گرفته ایم: رفتار یک هسته جدا شده در یک میدان مغناطیسی. در عین حال، واضح است که در جامداتیا مایعات، هسته ها کاملاً جدا نشده اند. آنها می توانند با یکدیگر و همچنین با همه تحریکات دیگر که توزیع انرژی آنها توسط دما و ویژگی های آماریسیستم ها فعل و انفعالات برانگیختگی های ماهیت های مختلف، منشأ و پویایی آنها موضوع مطالعه است فیزیک مدرنحالت متراکم

چگونه NMR کشف شد

اولین سیگنال های مربوط به تشدید مغناطیسی هسته ای بیش از شصت سال پیش توسط گروه های فلیکس بلوخ در آکسفورد و ادوارد پرسل در هاروارد به دست آمد. در آن روزها، مشکلات تجربی بسیار زیاد بود. تمام تجهیزات توسط خود دانشمندان درست در آزمایشگاه ها ساخته شده است. نوع دستگاه آن زمان با دستگاه های NMR امروزی (با استفاده از سولنوئیدهای ابررسانای قدرتمند) که در بیمارستان ها یا کلینیک ها قابل مشاهده است، قابل مقایسه نیست. کافی است بگوییم که آهنربا در آزمایشات پرسل با استفاده از ضایعات یافت شده در حیاط خلوت شرکت اتوبوسرانی بوستون ایجاد شده است. علاوه بر این، آنقدر ضعیف کالیبره شد که میدان مغناطیسی در واقع قدری بیشتر از اندازه مورد نیاز برای معکوس کردن گشتاورهای هسته ای در هنگام تابش امواج رادیویی با فرکانس ν = 30 مگاهرتز (فرکانس مولد رادیو) داشت.

پورسل و همکاران جوانش بیهوده به دنبال تاییدی بودند که پدیده تشدید مغناطیسی هسته ای در آزمایشات او رخ داده است. پس از چندین روز تلاش بی‌ثمر، یک پورسل ناامید و غمگین تصمیم می‌گیرد که پدیده NMR که او انتظارش را داشت قابل مشاهده نیست و دستور می‌دهد جریان تامین‌کننده آهن‌ربای الکتریکی خاموش شود. در حالی که میدان مغناطیسی کاهش یافت، آزمایش‌کنندگان ناامید همچنان به صفحه اسیلوسکوپ نگاه می‌کردند، جایی که در تمام این مدت امیدوار بودند سیگنال‌های مورد نظر را ببینند. در نقطه ای، میدان مغناطیسی به مقدار لازم برای رزونانس رسید و سیگنال NMR مربوطه به طور ناگهانی روی صفحه ظاهر شد. اگر یک تصادف مبارک نبود، شاید سال های زیادی می گذشت تا وجود این پدیده قابل توجه به صورت آزمایشی تایید می شد.

از آن لحظه به بعد، فناوری NMR به سرعت شروع به توسعه کرد. به طور گسترده ای استفاده شده است تحقیقات علمیدر زمینه های فیزیک ماده چگال، شیمی، زیست شناسی، مترولوژی و پزشکی. معروف ترین کاربرد، تصویربرداری از اندام های داخلی با استفاده از NMR است.

چگونه اندام های داخلی با استفاده از NMR تجسم می شوند؟

تا به حال به طور ضمنی فرض می‌کردیم که با غفلت از تأثیر جریان‌های الکترونی ضعیف در سیم‌پیچ‌ها، میدان مغناطیسی که هسته‌ها در آن قرار می‌گیرند یکنواخت است، یعنی در همه نقاط دارای بزرگی یکسان است. در سال 1973، پل لاتربورگ انجام مطالعات NMR را با قرار دادن نمونه ای در میدان مغناطیسی که از نقطه ای به نقطه دیگر متفاوت است، پیشنهاد کرد. واضح است که در این حالت فرکانس تشدید برای هسته های مورد مطالعه از نقطه ای به نقطه دیگر تغییر می کند که قضاوت در مورد موقعیت مکانی آنها را ممکن می سازد. و از آنجایی که شدت سیگنال از ناحیه خاصی از فضا با تعداد اتم های هیدروژن در این ناحیه متناسب است، اطلاعاتی در مورد توزیع چگالی ماده در فضا به دست می آوریم. در واقع، این اصل تکنیک تحقیق NMR است. همانطور که می بینید، اصل ساده است، اگرچه برای به دست آوردن تصاویر واقعی از اندام های داخلی در عمل، نیاز به دستیابی به رایانه های قدرتمند برای کنترل پالس های فرکانس رادیویی و برای مدت طولانی بهبود روش برای ایجاد میدان مغناطیسی لازم بود. پروفایل ها و پردازش سیگنال های NMR به دست آمده از سیم پیچ ها.

اجازه دهید آن را در امتداد محور تصور کنیم Xکره های کوچک پر از آب وجود دارد (شکل 3). اگر میدان مغناطیسی به X،سپس یک سیگنال واحد ظاهر می شود (شکل 3 را ببینید، الف). اجازه دهید فرض کنیم که از طریق سیم پیچ های اضافی (نسبت به سیم پیچی که سیم پیچ اصلی و محوری را ایجاد می کند. z،میدان مغناطیسی) یک میدان اضافی ایجاد می کنیم که در امتداد محور تغییر می کند X،میدان مغناطیسی ب 0 و مقدار آن از چپ به راست افزایش می یابد. واضح است که برای کره هایی با مختصات مختلف، سیگنال NMR اکنون با فرکانس های مختلف مطابقت دارد و طیف اندازه گیری شده حاوی پنج پیک مشخصه خواهد بود (شکل 3 را ببینید، ب). ارتفاع این قله‌ها متناسب با تعداد کره‌ها (یعنی جرم آب) خواهد بود که مختصات مربوطه را دارند و بنابراین، در مورد مورد بررسی، شدت قله‌ها به نسبت 3:1:3:1 خواهد بود: 1. دانستن بزرگی گرادیان میدان مغناطیسی (یعنی سرعت تغییر آن در امتداد محور Xما می توانیم طیف فرکانس اندازه گیری شده را به صورت وابستگی چگالی اتم های هیدروژن به مختصات نشان دهیم. X. در این مورد، می توان گفت که در جایی که قله ها بالاتر هستند، تعداد اتم های هیدروژن بیشتر است: در مثال ما، تعداد اتم های هیدروژن مربوط به موقعیت کره ها در واقع به صورت 3:1:3 همبستگی دارند: 1:1.

اکنون در یک میدان مغناطیسی ثابت قرار می دهیم ب 0 مقداری دیگر پیکربندی پیچیدهکره های کوچک پر از آب و تحمیل یک میدان مغناطیسی اضافی که در امتداد هر سه محور مختصات تغییر می کند. با اندازه‌گیری طیف‌های NMR فرکانس رادیویی و دانستن بزرگی گرادیان‌های میدان مغناطیسی در امتداد مختصات، می‌توان یک نقشه سه‌بعدی از توزیع کره‌ها (و در نتیجه چگالی هیدروژن) در پیکربندی مورد مطالعه ایجاد کرد. انجام این کار بسیار دشوارتر از مورد تک بعدی است که در بالا مورد بحث قرار گرفت، اما به طور شهودی مشخص است که این فرآیند شامل چه چیزی است.

یک تکنیک بازیابی تصویر مشابه آنچه که توضیح دادیم در توموگرافی NMR انجام می شود. پس از اتمام انباشت داده ها، کامپیوتر از طریق الگوریتم های بسیار سریع، "پردازش" سیگنال ها را آغاز می کند و رابطه ای بین شدت سیگنال های اندازه گیری شده در فرکانس معین و چگالی اتم های تشدید کننده در یک نقطه معین از بدن برقرار می کند. در پایان این روش، کامپیوتر یک "تصویر" دو بعدی (یا حتی سه بعدی) از یک عضو خاص یا بخشی از بدن بیمار را روی صفحه نمایش خود مشاهده می کند.

"تصاویر" قابل توجه

برای قدردانی کامل از نتایج یک مطالعه NMR در اندام های داخلی انسان (به عنوان مثال، بخش های مختلف مغز، که امروزه یک فیزیکدان پزشکی می تواند بدون دست زدن به جمجمه به دست آورد!)، اول از همه باید متوجه شد که ما در مورد آن صحبت می کنیم. بازسازی کامپیوتری "تصاویر"، و نه در مورد سایه های واقعی که بر روی فیلم حساس به نور ظاهر می شوند، زمانی که اشعه ایکس در طول فرآیند به دست آوردن یک تصویر اشعه ایکس جذب می شود.

چشم انسان حسگر حساس تشعشعات الکترومغناطیسی در محدوده مرئی است. خوشبختانه یا متأسفانه، تشعشعات ناشی از اندام های داخلی به چشم ما نمی رسد - ما بدن انسان را فقط از بیرون می بینیم. در عین حال، همانطور که قبلاً بحث کردیم، در شرایط خاصی، هسته اتمی اندام های داخلی بدن انسان می تواند امواج الکترومغناطیسی را در محدوده فرکانس رادیویی (یعنی فرکانس های بسیار پایین تر از نور مرئی) منتشر کند و فرکانس متفاوت است. کمی بسته به نقاط تابش. آن را نمی توان با چشم دید، بنابراین چنین تشعشعی با استفاده از تجهیزات پیچیده ثبت می شود و سپس با استفاده از پردازش کامپیوتری ویژه در یک تصویر جمع آوری می شود. و با این حال، ما در مورد یک دید کاملا واقعی از درون یک جسم یا بدن انسان صحبت می کنیم.

بشریت به لطف تعدادی از دستاوردهای بنیادی اندیشه علمی به چنین موفقیت شگفت انگیزی دست یافته است: مکانیک کوانتومی با نظریه گشتاور مغناطیسی، نظریه برهمکنش تابش با ماده، الکترونیک دیجیتال، الگوریتم های ریاضی برای تبدیل سیگنال و فناوری رایانه.

مزایای تصویربرداری NMR در مقایسه با سایر روش های تشخیصی متعدد و قابل توجه است. اپراتور می تواند به راحتی انتخاب کند که کدام بخش از بدن بیمار را اسکن کند و همچنین می تواند چندین بخش از اندام انتخاب شده را به طور همزمان بررسی کند. به ویژه، با انتخاب مناسب گرادیان های میدان مغناطیسی، می توان تصاویر مقطع عمودی از داخل جمجمه را به دست آورد. این ممکن است یک بخش مرکزی یا بخش هایی باشد که به سمت راست یا چپ قرار دارند. (چنین مطالعاتی با رادیوگرافی اشعه ایکس عملاً غیرممکن است.) اپراتور می تواند با تجسم سیگنال های NMR که فقط از یک اندام انتخاب شده یا تنها یک قسمت از آن منشأ می گیرند، میدان دید را "تریک" کند و در نتیجه وضوح تصویر را افزایش دهد. مزیت مهم تصویربرداری NMR همچنین توانایی اندازه گیری مستقیم ویسکوزیته موضعی و جهت جریان خون، لنف و سایر مایعات در داخل بدن انسان است. با انتخاب نسبت لازم بین پارامترهای مربوطه، به عنوان مثال، مدت زمان و فرکانس پالس ها، برای هر آسیب شناسی، اپراتور می تواند به ویژگی های بهینه تصویر حاصل دست یابد، به عنوان مثال، کنتراست آن را افزایش دهد (شکل 4).

به طور خلاصه، می توان گفت که برای هر نقطه تصویر (پیکسل) مربوط به حجم کمی از شی مورد مطالعه، می توان یک تصویر متفاوت استخراج کرد. اطلاعات مفید، در برخی موارد از جمله توزیع غلظت برخی از عناصر شیمیایی در بدن. برای افزایش حساسیت اندازه گیری ها، یعنی افزایش نسبت شدت سیگنال به نویز، باید تعداد زیادی سیگنال جمع و جمع شود. در این صورت می توان تصویری با کیفیت بالا به دست آورد که واقعیت را به اندازه کافی منتقل کند. به همین دلیل است که زمان مورد نیاز برای توموگرافی NMR بسیار طولانی است - بیمار باید چند ده دقیقه نسبتاً بی حرکت در اتاق بماند.

در سال 1977، پیتر منسفیلد، فیزیکدان انگلیسی، ترکیبی از گرادیان های میدان مغناطیسی را ارائه کرد که اگرچه کیفیت تصویر خوبی را ارائه نمی دهد، اما اجازه می دهد تا آن را بسیار سریع به دست آوریم: یک سیگنال واحد برای ساخت مناسب کافی است (در عمل، این کار نیاز دارد. تقریبا 50 میلی ثانیه). با کمک چنین تکنیکی - که به آن اکو مسطح می گویند - امروزه می توان ضربان قلب را در زمان واقعی نظارت کرد: در چنین فیلمی، انقباضات و انبساط های آن به طور متناوب روی صفحه نمایش داده می شود.

آیا در آغاز پیدایش مکانیک کوانتومی می شد تصور کرد که صد سال بعد پیشرفت علم به امکان چنین معجزاتی منجر شود؟

لازم به ذکر است که در سال 2003 به پل لاتربر و پیتر منسفیلد جایزه نوبل پزشکی "برای اختراع تصویربرداری تشدید مغناطیسی" اهدا شد.