Принципы работы магнитно-резонансного томографа и устройство диагностического аппарата

Новые диагностические методы в медицине дают возможность качественно обследовать пациента и выявлять серьезные заболевания, а также причины их возникновения на ранней стадии развития патологии. МРТ-сканирование позволяет продуктивно изучать любой участок человеческого организма, даже когда другие диагностические мероприятия (УЗИ, КТ, лабораторные исследования и т. д.) не находят никаких патологических отклонений.

Что такое МРТ, и зачем назначают эту процедуру?

Магнитно-резонансная томография – это неинвазивный радиологический метод диагностического исследования внутренних органов и систем, который базируется на применении энергии радиоволн и магнитного поля. Благодаря компьютерной обработке сведений, полученных в результате сольватации магнитных радиоволн с телом человека, появилась возможность визуализировать истинную картину исследуемых органов, тканей и структур. Данное обследование является абсолютно безопасным, поэтому его проводят даже детям.

МРТ применяют для обследования всех участков человеческого организма, она особенно эффективна при диагностике различных патологий головного мозга, позвоночника и внутренних органов. По результатам данного диагностического исследования можно не только поставить точный диагноз и назначить эффективное лечение пациента, но и распознать даже несущественные дефекты в строении слизистых оболочек, мягких и костных тканей.

Магнитно-резонансную томографию назначают довольно часто, вот некоторые показания к проведению обследования:

• патологии головного и спинного мозга;
• подозрение на формирование кист и опухолей в различных частях тела;
• травмы и заболевания суставов, позвоночника (спазмы в коленях, пояснице, переломы, смещение дисков и т. д.);
• проблемы с сердцем;
• болезни внутренних органов;
• стремительное падение зрения и слуха;
• женское бесплодие и т. д.

Кто изобрел томограф и придумал МРТ?

Метод МРТ-сканирования приобрел широкое распространение и использование не так давно, но, несмотря на это, он имеет великую историю, которая тесно связана с математикой и физикой. Техническому воссозданию и применению магнитно-резонансного томографа предшествовал ряд научных событий, которые считаются фундаментальными, поэтому невозможно определить, кто из ученных вложил больший вклад в создание устройства. Все изобретения взаимосвязаны и оцениваются в совокупности:

• 1882 г. — Никола Тесла было совершенно открытие вращающегося магнитного поля. В связи с этим, в 1956 г. в Германии было создано «Общество Тесла», которое приняло решение о присвоении названия единицы магнитного поля – «Тесла». В дальнейшем все приборы МРТ были откалиброваны таким образом.
• 1937 г. — профессор из Колумбии Исидор И. Раби получил Нобелевскую премию за то, что описал квантовое явление — ядерно-магнитный резонанс (ЯМР). Ученый обнаружил, что ядра атомов при влиянии на них мощного магнитного поля меняют свое обычное положение за счет поглощения и излучения радиоволн.
• 1973 г. — профессор Павел Лотербур воссоздал первое изображение ЯМР и подробно описал данное открытие.
• В 1986 г. термин «ЯМР» переименовали в «МРТ» — это связано с аварией на Чернобыльской АЭС.
• Ученый из Бруклина Раймонд Дамадиан выявил различия между сигналами водорода в здоровой и раковой тканях. В злокачественных образованиях содержится больше воды, а значит рудиментарные колебания радиоволн продолжаются дольше. Вместе со своими учениками – Лоуренсом Минкоффа и Майклом Голдсмитом — он придумал и изобрел переносные катушки для наблюдения за излучением водорода, а вскоре — и начальный аппарат МРТ.
• 3 июля 1977 г. было проведено первое МРТ-сканирование человеческого тела на диагностическом приборе.

Устройство аппарата для МРТ

В современной медицине МРТ-сканеры имеют несколько разновидностей. Они бывают закрытого и открытого типа, низкопольными, средне- и высокопольными. Несмотря на различия, которые определяются визуально, строение любого аппарата МРТ идентично. Каждый томограф состоит из:

1. Магнита — он образует константное магнитное поле, воздействующее на пациента.
2. Градиентных катушек, которые обеспечивают маломощное переменное магнитное поле в средней области главного магнита. Такое поле названо градиентным, с его помощью можно выбрать конкретный участок для проведения исследования.
3. Радиочастотных катушек, посылающих и принимающих определенные импульсы. Часть из них предназначена для формирования возбуждения в организме человека, другие — регистрируют ответную реакцию активизированных областей.
4. Компьютера — он руководит работой катушек, регистрацией, обработкой извлеченной информации и ее реконструкцией в изображение.

Принцип работы магнитно-резонансного томографа

Принцип работы любого томографа базируется на явлении ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). В теле человека находится большое количество молекул воды, они делятся на атомы водорода и кислорода. В центральной части отдельного атома водорода расположена макроскопическая частица – протон, который восприимчив к влиянию магнитного поля.

В привычных обстоятельствах молекулы воды в человеческом организме располагаются беспорядочно, но при помещении исследуемого пациента в МРТ-сканер, они упорядочиваются в одном направлении. МРТ-томограф — это массивный тоннель, внутри которого расположен объемный магнит-цилиндр, а также типизированные датчики, фиксирующие особенности структуры тканей и органов. Пациента укладывают на специальный стол и после всех основных приготовлений помещают внутрь аппарата.

Во время обследования вокруг тела человека создается сильное магнитное поле (в виде цикла кратковременных импульсов), оно воздействует на протоны атомов водорода, находящиеся в организме, тем самым изменяя их направленность на некоторое время, после чего происходит восстановление их местоположения.

В результате изменения пространственного расположения активных атомов водорода совершается регистрация всех особенностей строения органов и тканей на исследуемом участке. Затем выполняется компьютерная обработка полученной информации (как и при КТ), и создается серия посрезовых снимков.

Когда работает томограф, пациент не чувствует происходящих изменений. Процедура является абсолютно безвредной и по принципу действия отличается от КТ и рентгенологического обследования. На протяжении исследования фиксируются все изменения внутренних органов и систем, полученные сведения обрабатываются на компьютере и выводятся в виде изображений, которые подлежат оценке специалистом.

Поделитесь с друьями!