Главная / Медицинская визуализация / Магнитно-резонансная томография (МРТ) / Технология МРТ

Технология МРТ

Обзор МР томографа

Магнит

Чувствительность МРТ пропорциональна величине магнитной индукции поля. Чем выше индукция, тем лучше чувствительность. В ранних моделях томографов использовались постоянные или электромагниты. Это ограничивало не только величину магнитной индукции (обычно менее 0.6 Тл), но и гомогенность поля. В современных томографах используются магниты, позволяющие создавать поле 1.5 или 3 Тл. Сильное поле создаётся с помощью соленоидов, состоящих из сверхпроводящего провода, который позволяет создавать высокостабильное поле. Поле направлено вдоль оси соленоида. Другие конфигурации катушек также могут использоваться, например, С-образная форма или два плоских магнита с пространством между ними. Такие формы позволяют иметь доступ к обследуемому.

Сверхпроводящий электромагнит

Для электромагнитов в МРТ используется обмотка из сверхпроводящих сплавов. Чтобы сплав стал сверхпроводящим, его охлаждают до температуры -269оС. Для охлаждения провода помещены в специальные контейнеры из нержавеющей стали, заполненные жидким гелием. При охлаждении до нужной температуры, сопротивление проводников становится равным нулю, позволяя создавать очень стабильный постоянный магнит. Сверхпроводящий материал обычно находится внутри медной матрицы, обеспечивающей прочность и проводимость в случаем нарушений в сверхпроводниках.

Катушка электромагнита

Конструкция катушки электромагнита оптимизирована для обеспечения высокогомогенного магнитного поля в определённом объёме. Этот объём находится внутри катушки и называется Diameter Spherical Volume (DSV). Магнитное поле, создаваемое снаружи катушки, представляет потенциальную опасность, поэтому в современных томографах используются внешние катушки для подавления внешнего поля основного электромагнита.

Гомогенность магнитного поля – регулировочные катушки

Для получения показателей гомогенности магнитного поля, необходимых для визуализации, необходимо более точно настроить магнитное поле внутри DSV. Для этого внутри тоннеля томографа используется либо небольшие металлические кусочки (пассивная настройка), либо набор катушек (активная настройка), либо оба варианта.

Градиентные катушки

Градиентное магнитное поле необходимо для пространственного кодирования сигнала МР вдоль трёх ортогональных осей: X, Y и Z. На практике градиентное поле создаётся с помощью трёх катушек, расположенных внутри регулировочных катушек в тоннеле томографа. Катушки намотаны на цилиндрическом каркасе. Каждая катушка подключена к усилителю. Характеристики усилителя и катушки подбираются таким образом, чтобы за минимально возможное время создавалось поле максимально возможного градиента, что позволяет получать изображение с высоким разрешением.

Дизайн катушки зависит от направления градиента магнитного поля. Градиент вдоль оси Z может быть получен между двух витков провода, по которым ток течёт в разных направлениях (Maxwell pair). Вдоль осей X и Y градиент создаётся с помощью катушек Голея (Golay coils) седлообразной формы.

Радиочастотная (РЧ) катушка

Радиочастотные импульсы, перпендикулярные к полю B0 оказывают влияние на магнитные моменты, прецессирующие с Ларморовской частотой, равной частоте РЧ-поля. Частота поля обычно лежит в диапазоне мегагерц. Катушки, которые генерируют РЧ-импульсы, могут также использоваться для регистрации сигнала МР. Также, для регистрации МР сигнала, могут использоваться отдельные катушки, расположенные ближе к пациенту.

Конструкция РЧ-катушки (rf coil design)

Конструкция РЧ-катушки оптимизирована для создания как можно более интенсивного и гомогенного поля. Это позволяет максимизировать сигнал МР. Поскольку РЧ-имульсы должны быть перпендикулярны цилиндрическому тоннелю томографа, соленоид не может использоваться. Обычно применяют катушку в форме «птичья клетка (birdcage)».

Принимающая катушка (receive coils)

Чувствительность принимающей катушки зависит от того, как объект исследования заполняет пространство катушки. Поэтому, использование передающей катушки в качестве приёмной, не всегда является оптимальным выбором. Принимающая катушка, с меньшим полем зрения, сконцентрированном на определённой части тела, позволяет увеличить разрешение изображения и соотношение сигнала к шуму. Для этого используются катушки, повторяющие форму обследуемых частей тела. Например, могут использоваться катушки специальной формы для головы, колена, плеча, груди (в том числе для биопсии с визуальным контролем – image-guided biopsy), эндоректальные катушки для визуализации внутренних структур или универсальные катушки для визуализации структур в области сердца, брюшной полости или таза.

Ромашка
 
   Яндекс.Метрика