Направления магнитных моментов
В отсутствие МП они случайны, а во внешнем МП спины протонов направлены либо параллельно направлению внешнего МП, либо анти-параллельно. Энергетические уровни По законам квантовой физики ядра водорода (протоны) в присутствии внешнего МП могут занимать только 2 энергетических уровня: низкий и высокий. На низком магнитные моменты протонов параллельны направлению внешнего поля, на высоком – анти-параллельны. При переходе на верхний уровень протоны должны иметь какое-то количество энергии, при переходе с верхнего на нижний эта энергия теряется. Примеры на макроуровне: компас и гитара. В компасе поворачиваем стрелку на противоположный полюс. В гитаре струна не звучит без натяжения, и чем сильнее натяжение, тем выше частота звука. РЧ-импульс 1. При подаче РЧ-импульса на частоте Лармора, протоны переходят на высокий энергетический уровень. 2. После исчезновения РЧ-импулса, потоны возвращаются на низкий энергетический уровень, излучая энергию в РЧ-диапазоне. 3. Сигнал регистрируется РЧ-катушкой (МР-сигнал) 4. Частота соответствует частоте прецессии протонов, а амплитуда – поперечной намагниченности. Продольная и поперечная намагниченность. В продольной вектор намагниченности Мноль направлен вдоль направления поля Вноль. После подачи РЧ-импульса, создающего магнитное поле Водин, вектор намагниченности Мноль отклоняется от равновесного состояния. После прекращения подачи импульса вектор постепенно возвращается в исходное положение, именно это изменение мы и регистрируем. Спад свободной индукции. Его-то мы и регистрируем. 1. Частота соответствует частоте прецессии протонов 2. Амплитуда – поперечной намагниченности. После исчезновения РЧ-сигнала амплитуда МП-сигнала постепенно снижается. Процесс восстановления продольной намагниченности, который проявляется в виде снижения амплитуды МР-сигнала называется релаксацией. Существует два процесса. От них зависит продолжительность всего процесса релаксации. Времена релаксации: 1. Время продольной релаксации – Т1. Она же спин-решёточная релаксация. Это процесс перехода из возбужденного состояния в равновесное. Характеризует стремление спинов после окончания РЧ-импульса вернуться к направлению внешнего МП Вноль. Тодин – время, необходимое для перехода 63% ядер в равновесное состояние после воздействия 90-градусного импульса. Факторы, влияющие на Т1: ü тип ядра ü резонансная частота (напряженность МП) ü температура ü подвижность спинов (микровязкость) ü присутствие больших молекул ü присутствие парамагнитных ионов или молекул Вообще, у разных веществ и тканей разное время релаксации, и благодаря этому мы можем их друг от друга отличить. 2. Время поперечной релаксации – Т2. Она же спин-спиновая релаксация. Это процесс спада поперечной намагниченности вследствие потери фазовой когерентности спинов. Причина: небольшое различие частот Лармора (из-за градиента МП), все спины вращаются с немного разной скоростью, происходит расфазировка. Процесс, естественно, параллелен Т1 релаксации. Т2 – это время, необходимое для уменьшения поперечной намагниченности на 69% величины своего начального (максимального) значения. Чем больше расфазируются, тем меньше общая намагниченность. чем больше проходит времени, тем сильнее расфазируются Факторы, влияющие на Т2: ü резонансная частота ü температуры ü микровязкость ü присутствие больших молекул ü присутствие парамагнитных ионов или молекул Какие-то ткани различаются лучше по Т1, какие-то по Т2. МРТ-последовательности. 1. Спин-эхо. Выровняли спины, подали 90-импульс, дождались расфазировки и подали 180-импульс. Спины перекинулись на противоположную сторону и расфазировка поварачивается в обратную сторону: они начинают обратно сходиться. И в этой схеме можно играть временем между подачей стимулов. В этом случае лучше отражается интересующая нас ткань. Тут же можно подобрать, в каком веществе в какое время спины будут релаксироваться. И от этого получить лучшую картинку. Обозначения: ТЕ – time echo, TR – time of repetition, от импульса до импульса, TT/2-импульс 90 градусов, ТТ – 180 градусов. Построение изображений. Реконструкция изображений (в МРТ) – преобразование полученных «сырых» данных в томограммы. Как из кривульки получить трехмерное изображение головы? Внутри катушки создается МП, но оно градиентно. Под влиянием градиентного МП частоты прецессии ядер зависят от пространственного местоположения этих ядер. Пример: три пробирки с водой. В градиентном поле получаются сигналы от трех образцов. Причем расстояния между пиками зависят от расстояния между образцами по оси Х и величины напряженности градиентного поля. В если поле однородно, то получится один сигнал от одного вещества. А другого-то там и нет. Другой пример: те же самые пробирки, только разное количество воды в них. Опять же, сколько и куда налито, видно только в градиентном поле.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1053)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |