5 (921)

Av

[12]

1

a Ti

Rys. 10.5. Odbierany sygnał NMR i jego transformacja Fouriera.

10.6. OTRZYMYWANIE OBRAZÓW METODĄ NMR

Mierzone wartości sygnału rezonansowego otrzymywanego podczas eksperymentu, reprezentują zwykle średnie wartości parametrów badanego obiektu, znajdującego się wewnątrz cewki. Z tego powodu dla dużych biologicznych ciał otrzymane wyniki często są nieinteresujące. Dlatego też w celu otrzymania obrazu badanego obiektu biologicznego należy go podzielić na skończoną liczbę objętości elementarnych i przebadać osobno każdą z nich metodą NMR.

W praktyce realizuje się to w ten sposób, że na stałe pole magnetyczne nakłada się liniowe pola gradientowe w trzech prostopadłych do siebie kierunkach (x,y,z), by warunek rezonansu był spełniony tylko w jednej, ściśle określonej objętości elementarnej. Zmieniając odpowiednio gradienty nałożonych pól otrzymujemy zbiór sygnałów związanych jednoznacznie z określonymi objętościami elementarnymi badanego obiektu, dzięki czemu komputer może już odtworzyć obraz całego obiektu. Odbywa się to wyłącznie za sprawą zmiennych pól elektromagnetycznych, bez mechanicznych urządzeń ruchomych.

Na obraz tołnografii magnetycznego rezonansu jądrowego składają się trzy parametry:, amplituda początkową sygnału, czas relaksacji Ti i czas relaksacji T2. Przez odpowiednie wzmocnienie można uwydatnić udział w obrazie każdego z nich, co jest istotne dla odróżnienia pewnych struktur, w tym także struktur o tej samej zawartości wody oraz niektórych procesów patologicznych. Amplituda początkowa sygnału jest proporcjonalna do liczby precesujących jąder, a więc do gęstości protonowej. Jeśli do utworzenia obrazu NMR wykorzystamy tylko amplitudę początkową sygnału, to otrzymamy obraz podobny do uzyskiwanego w rentgenowskiej tomografii komputerowej.

10.7. APARATURA

Jedną z charakterystycznych cech tomografii NMR jest możliwość rekonstrukcji obrazu, bez konieczności stosowania obrotowych konstrukcji mechanicznych, tak istotnych przy zapisie danych rentgenowskiej tomografii komputerowej, gdzie źródło energii wymaga przemieszczania w płaszczyźnie odwzorowywanej warstwy. Zadanie ruchomych elementów mechanicznych w obrazowaniu NMR spełniają pola gradientowe, które przez zmianę indukcji głównego pola magnetycznego tworzą w dziedzinie częstotliwości, przestrzenny układ współrzędnych dla rejestrowania sygnałów NMR.

Drugą podstawową cechą różniącą tę metodę od rentgenodiagnostyki i scyntygrafii jest wykorzystanie fali elektromagnetycznej wysokiej częstotliwości jako nośnika informacji. Eliminacja promieniowania jonizującego nie tylko zlikwidowała problem narażenia, lecz również narzuciła nietypowe rozwiązania konstrukcyjne i technologiczne wynikające z wymagań nowej metody obrazowania.

Tomograf NMR swoim wyglądem zewnętrznym podobny jest do tomografu rentgenowskiego, ponieważ w obu przypadkach uzyskanie obrazu warstwy wymaga wprowadzenia pacjenta do obszaru pomiarowego urządzenia w pozycji leżącej. Dotyczy to również systemów komputerowych, które w rozwiązaniu hardwerowym są podobne z uwagi na realizację analogicznych funkcji zapisu, gromadzenia i prezentacji danych.

Diagnostyczna aparatura odwzorowująca NMR składa się z następujących podstawowych zespołów: elektromagnesu, cewek gradientowych z układem zasilania, cewek wysokiej częstotliwości wraz z nadajnikiem i odbiornikiem sygnałów, komputerowego systemu gromadzenia i przetwarzania danych, konsoii sterującej z monitorem obrazowym i monitorem konwersa-cyjnym oraz energetycznego systemu zasilania tomografu.