Radiologie_a_nuklearni_medicina

2.6.1 Princip magnetické rezonance

2.6.1 Princip magnetické rezonance
 
 
Zobrazování pomocí MR je založeno na principu zjišťování změn magnetických momentů jader prvků s lichým protonovým číslem, které registrujeme po vložení do silného magnetického pole a následné aplikaci radiofrekvenčních pulsů. Každý nukleon (proton a neutron) má vlastní moment hybnosti – spin, což je vlastně rotace atomových jader kolem své dlouhé osy. Rotací nukleonu vzniká kolem jader elementární magnetický moment, tedy magnetické pole. K vyšetření můžeme používat pouze prvky s lichým protonovým číslem, protože u atomových jader se sudým počtem nukleonů se vzájemný magnetický moment vyruší a magnetické pole nevzniká. Jelikož se ve většině tkání vyskytuje voda, nejvíce využívaným prvkem pro zobrazení pomocí MR je vodík 1H. V 1 mm3 vody je přibližně 6,7.1019 vodíkových protonů.

Spiny protonů jsou za normálních podmínek neuspořádané a jejich orientace je náhodná. Vložíme-li však tyto protony do silného magnetického pole, jejich spiny se uspořádají ve směru tohoto pole buď paralelně, nebo antiparalelně ve směru siločar magnetického pole. Jelikož k dosažení paralelního postavení je potřeba menšího množství energie, protonů v paralelním postavení je o trochu víc než v postavení antiparalelním. Výsledný magnetický moment těchto protonů je tedy paralelní se silným magnetickým polem, vzniká tzv. longitudinální (podélná) magnetizace. Jelikož je velikost tohoto magnetického momentu ve srovnání se silným magnetickým polem zanedbatelná, nemůžeme ho v silném magnetickém poli změřit. Proto ho musíme z tohoto paralelního postavení vychýlit.

Kromě rotačního pohybu kolem své osy proton po vložení do silného magnetického pole začíná rotovat i v transversální rovině, tj. po obvodu pomyslného kužele. Tento pohyb se podobá točení dětské káči a nazýváme ho precese. Avšak protony nerotují synchronně, nejsou tzv. ve fázi. Znamená to tedy, že se každý proton nachází v tomtéž okamžiku na jiném místě kruhu. Frekvence tohoto precesního pohybu závisí zejména na síle statického magnetického pole. Jestliže v tuto chvíli aplikujeme radiofrekvenční puls o frekvenci shodné s frekvencí precese protonu, dojde na principu rezonance k vychýlení magnetického momentu z původního směru o určitý úhel a též k synchronizaci precese všech protonů. Vzniká tzv. transverzální (příčná) magnetizace. V tuto chvíli už tedy můžeme magnetický moment protonů změřit.
 
Obrázek č. 2.15 Vznik longitudinální magnetizace
 
Obrázek č. 2.16 Vznik transverzální magnetizace

Po skončení radiofrekvenčního pulsu dochází postupně k návratu do původního stavu a doba, za kterou k němu dojde, se nazývá relaxační čas. Rozlišujeme relaxační čas T1, což je doba nutná k návratu vychýleného magnetického momentu do stavu rovnovážného a relaxační čas T2, což je doba nutná k rozsynchronizování precese. Tyto časy jsou závislé především na složení tkáně.
Signál, který získáme po aplikaci radiofrekvenčního pulsu, registrujeme pomocí přijímací cívky, což je vlastně anténa.
 
 
Předchozí
Následující
Operace
Prohlédnout vše