Ядерная томография

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Введение

1. Выяснить, что такое ядерные томографы, иметь наглядное представление о них.

2. Изучить внутреннее строение и принципы устройства ядерных томографов, их механизмов

3.Выяснить, безопасно ли применять ядерные томографы и какое воздействие они оказывают на человека, связано ли это с психикой

4. Познакомится с применением радиационных технологий.

5. Выяснить, актуальны ли ядерные томографы в наши дни, насколько обширна их область применения, как часто люди прибегают к их использованию.

1. Определение ядерных томографов

томография резонанс радиационный технология

Ядерные томографы - это приборы, предназначенные для комплексного, внутреннего обследования человека, с помощью полнейшего, безопасного его облучения. Как правило ядерные томографы представляют из себя МРТ приборы.

История МРТ

Годом основания магнитно-резонансной томографии принято считать 1973 год, когда профессор химии Пол Лотербур опубликовал в журнале Nature статью «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса».

Питер Мэнсфилд усовершенствовал математические алгоритмы получения изображения.

В СССР способ и устройство для ЯМР-томографии предложил в 1984 году В. А. Иванов. Некоторое время существовал термин ЯМР-томография, который был заменён на МРТ в 1986 году 

Что представляет из себя Магнитно резонансная томография?

Магнитно-резонансная томография (МРТ, MRT, MR) -- томографический метод исследования внутренних органов и тканей с использованием физического явления ядерного магнитного резонанса. 

Что такое МРТ?

МРТ - магнитно-резонансная томография - это современный, безопасный (без ионизирующего излучения) и надёжный метод лучевой диагностики. МРТ является уникальным и практически не имеющим аналогов исследованием для диагностики заболеваний центральной нервной системы, позвоночника, мышечно-суставной системы и ряда внутренних органов.

2. Принцип МРТ

1) Основой метода является изменение поведения атомов водорода при воздействии на них особым видом электромагнитных колебаний.

2) Метод МРТ позволяет очень четко «увидеть» спинной мозг, головной мозг и внутренние органы. Благодаря ему, врачи без болезненных процедур могут определить скорость движения крови или спинномозгового ликвора, степень диффузии, заметить реакцию коры головного мозга при усилении работы того или иного органа (метод называется функциональной МРТ).

3) Технология МРТ достаточно сложна: используется эффект резонансного поглощения атомами электромагнитных волн. Человека помещают в магнитное поле, которое создает аппарат. Молекулы в организме при этом разворачиваются согласно направлению магнитного поля.

После этого радиоволной проводят сканирование. Изменение состояния молекул фиксируется на специальной матрице и передается в компьютер, где проводится обработка полученных данных. В отличие от компьютерной томографии МРТ позволяет получить изображение патологического процесса в разных плоскостях.

3. Устройство ядерных томографов и их механизмов

Физический смысл ядерно-магнитного резонанса и МРТ (Структура процесса)

1) В основе явления ядерного магнитного резонанса лежат магнитные свойства атомных ядер, состоящих из нуклонов с полуцелым спином 1/2, 3/2, 5/2…. Ядра с чётными массовым и зарядовым числами (чётно-чётные ядра) не обладают магнитным моментом, в то время как для всех прочих ядер магнитный момент отличен от нуля.

2) В основе МРТ лежит феномен ядерно-магнитного резонанса, открытый в 1946г. физиками Ф. Блохом и Э. Перселлом (Нобелевская премия по физике, 1952г.). Суть этого феномена состоит в способности ядер некоторых элементов, находящихся под воздействием статического магнитного поля, принимать энергию радиочастотного импульса.

Теоретически любые атомы, содержащие нечетное число протонов и/или нейтронов, обладают магнитными свойствами. Находясь в магнитном поле, они ориентируются вдоль его линий. В случае приложения внешнего переменного электромагнитного поля, атомы фактически являющиеся диполями, выстраиваются по новым линиям электромагнитного поля. При перестройки вдоль новых силовых линий ядра генерируют электромагнитный сигнал, который можно зарегистрировать приемной катушкой. В фазу исчезновения магнитного поля, ядра-диполи возвращаются в первоначальное положение, при этом скорость возвращения в первоначальное положение определяется двумя временными константами, Т1 и Т2: *Т1 - это продольное (спин-решетковое) время, отражающее скорость потери энергии возбужденными ядрами *Т2 - это поперечное релаксационное время, зависящее от скорости, с которой возбужденные ядра обмениваются энергией друг с другом Получаемый от тканей сигнал зависит от числа протонов (протоновой плотности) и значений Т1 и Т2. Применяемые при МРТ пульсовые последовательности предназначены для лучшего использования различий тканей по Т1 и Т2 с целью создания максимального контраста между тканями в норме и патологии.

4. Составные части МРТ прибора

Устройство аппарата для томографии включает в себя:

Главный магнит,

Магнитные градиенты,

Передатчик импульсов,

Приемник импульсов,

Устройство для приема и анализа данных,

Оборудование для охлаждения и энергоснабжения.

5. Обследование

Что показывает?

Томограф может очень четко показать вид головного мозга, спинного мозга, суставов, внутренних органов (кроме полых), органов малого таза. С помощью этого вида диагностики обнаруживаются опухоли, спинномозговые грыжи, нарушение строения или патологические процессы во внутренних органах. Томограф показывает орган в виде срезов. Таким образом, результат обследования - это большой лист, испещренный маленькими фотографиями каждого среза интересующего органа. Можно задать ширину среза - например, каждые два сантиметра. Очень хорошо различаются и ткани. То есть врач сразу поймет, с чем имеет дело: жировой прослойкой, осколком кости или полостью, заполненной жидкостью.

Включает в себя:

1) Обследование мозга

Используется для определения различных заболеваний. От других видов исследования отличается тем, что для МРТ не являются препятствием кости черепа, поэтому получается четкое послойное изображение тканей.

2) Обследование позвоночника

Из всех существующих методов обследования позвоночного столба этот наиболее современный и совершенный. В ходе обследуются все отделы позвоночника по очереди. Врач видит костные образования, сосуды, мягкие волокна, окружающие позвоночный столб, а также нервные окончания. Это дает возможность точно определить, что происходит в органе. За одно обследование можно получить полную информацию о состоянии межпозвоночных дисков, позвонков, корешков спинного мозга, оболочек и близлежащей мускулатуры

Кроме того обследование сердца и сосудов, костей и суставов, молочных желез

6. Виды F томографии

Анатомическая томография, разрушающая томография, биотомия -- основана на физическом выполнении срезов исследуемого организма с их последующей фиксацией с помощью химических веществ, с дальнейшей регистрацией их на фотоплёнку. Классическими примерами анатомической томографии являются пироговские срезы и изображения гистологических препаратов. Для сохранения формы организма при выполнении срезов организм фиксируется, например, путём замораживания. Реконструктивная томография, неразрушающая томография -- получение тем или иным способом информации о распределении интересующего параметра в объекте большей размерности по его проекциям меньшей размерности без разрушения объекта; антоним анатомической томографии. В объём понятия входят вычислительная и аналоговая реконструктивная томографии. Аналоговая реконструктивная томография -- реконструктивная томография, использующая для восстановления распределения параметра объекта не цифровые, а аналоговые вычислительные устройства (например, оптические).

7. Методы использования ядерных томографов

1) МР-диффузия

МР-диффузия -- метод, позволяющий определять движение внутриклеточных молекул воды в тканях.

Диффузионно-взвешенная томография

Диффузионно-взвешенная томография -- методика магнитно-резонансной томографии, основанная на регистрации скорости перемещения меченных радиоимпульсами протонов.

Это позволяет характеризовать сохранность мембран клеток и состояние межклеточных пространств.

Первоначально и наиболее эффективное применение при диагностике острого нарушения мозгового кровообращения, по ишемическому типу, в острейшей и острой стадиях.

Сейчас активно используется в диагностике онкологических заболеваний.

2) МР-перфузия

Метод позволяющий оценить прохождение крови через ткани организма.

В частности существуют специальные характеристики, указывающие на скоростной и объемный приток крови, проницаемость стенок сосудов, активность венозного оттока, а также другие параметры, которые позволяют дифференцировать здоровые и патологически измененные ткани:

Прохождение крови через ткани мозга

Прохождение крови через ткани печени

Метод позволяет определить степень ишемии головного мозга и других органов.

3) МР-спектроскопия

Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) -- метод позволяющий определить биохимические изменения тканей при различных заболеваниях по концентрации определенных метаболитов.

МР -- спектры отражают относительное содержание биологически активных веществ в определенном участке ткани, что характеризует процессы метаболизма.

Нарушения метаболизма возникают как правило до клинических проявлений заболевания, поэтому на основе данных МР спектроскопии -- можно диагностировать заболевания на более ранних этапах развития.

Виды МР спектроскопии

МР спектроскопия внутренних органов

МР спектроскопия биологических жидкостей

Заключение

В наше время магнитно-резонансная томография является одним из самых информативных методов исследования и диагностики заболеваний центральной нервной системы, костно-мышечной и суставной систем человека и т.д.

Магнитно-резонансная томография -- метод исследования, позволяющий получить подробнейшую картину состояния органов человека без внутреннего вмешательства, в следствии большинство людей выбирают этот способ обследования. Так как принцип работы аппарата основан на магнитных полях, то процесс исследования абсолютно безопасен с точки зрения ионизирующего облучения -- оно отсутствует.

Безусловно, качественное оборудование это важный элемент успешной диагностики, но самым главным звеном всегда будет врач, работающий на этом оборудовании и проводящий исследование.

Список литературы

1. Кафедра общей физики, ОНЦ « Медицинская физика» Аганов А.В

2. https://ru.wikipedia.org/wiki

3. http://www.dissercat.com/content/issledovanie-i-razrabotka-metodov-resheniya-zadachi-sinteza-vysokoodnorodnogo-magnitnogo-pol

4. http://boleemza.ru/m_e_d_i_c_i_n_a/m_a_g_n_i_t_n_o_-ya_d_e_r_n_y_j_r_e_z_o.html

5. https://mipt.ru/dmcp/student/files/fizmetody/practicum/pdf_vers/lab21-arpfeluvl4j.pdf

Размещено на Allbest.ru