Rotații de hidrogen
Cum a fost inventat dispozitivul de tomografie cu rezonanță magnetică și cum funcționează
Poate că oricine a fost vreodată supus unei examinări într-un spital, într-un fel sau altul, a intrat într-o procedură numită imagistică prin rezonanță magnetică sau RMN.
Difuzarea pe scară largă a acestei metode de cercetare este dictată de o serie de motive bune: RMN-ul ofera imaginea cea mai exactă a țesuturilor și organe ale corpului uman, care este un aspect important de diagnostic, și apoi tratamentul multor boli, corpul subiectului primește mult mai puțin stres decât în timpul diagnosticării radiații sau introducerea agenților de contrast. Mai mult decât atât, acest studiu nu a necesitat o pregătire specială, cum ar fi restrictie ingestia de alimente (cu exceptia IRM abdominala). Dar astfel de oportunități deschis pentru medicină, mai recent, de la apariția acestei metode de cercetare este legată de descoperirea fenomenului de rezonanță magnetică nucleară.
rezonanță magnetică nucleară - nu tocmai nucleară, în sensul în care ne-am folosit pentru a gândi. RMN - o absorbție de bază de energie electromagnetică asociată cu o schimbare în poziția de momentul său magnetic în spațiu, iar momentul magnetic este cauzată de rotația nucleului. Studiul RMN a început din nou cu un 20-e ai secolului XX, atunci când primele experimente, și să prezinte ipoteza că momentele magnetice au fost livrate. În 1922 de Otto Stern și Walter Gerlach plasat pe prima experiență efectele câmpului magnetic asupra miezului, „ardere“ de atomi de argint grinzi prin magnet permanent și „captura“ atomii de pe placă, în cazul în care acestea sunt situate în spatele magnet. Cercetatorii sugereaza ca momentele magnetice din nucleele sunt aranjate aleatoriu, astfel încât se așteaptă să vadă pe o placă fotografică, care a zburat atomi, un loc mare pentru a rotunji forma. Cu toate acestea, experiența lor foarte surprins. Fizica vazut pe placa de două benzi înguste și a concluzionat că momentele magnetice ale nucleelor iau doar două valori.
În anii 1930, omul de știință american Isidor Isaac Rabi a efectuat cercetări în ceea ce privește natura forțelor care leagă protonii în nucleul atomic. Experimentele cu bucle moleculare s-au efectuat mai întâi pe atomi de sodiu, apoi echipa Rabi a trecut la deuteriu, care este unul dintre izotopii hidrogenului. Un grup de oameni de știință din Hamburg, care includea Otto Stern, a observat că deuteriul se comportă cu totul altfel decât ar trebui să se comporte cu hidrogenul obișnuit. Cornelis Gorter a propus ca Rabi să folosească metoda oscilației câmpului magnetic pentru a explica rezultatul paradoxal. Concluziile obținute au impresionat pe toți: momentele magnetice ale protonului și ale deuteronului nu aveau valori integrale. După o serie de calcule complexe, Rabi a prezentat o ipoteză despre forma asimetrică a deuteronului, care a determinat comunitatea științifică să se gândească la natura nucleară a forțelor obligatorii ale particulelor care au format nucleul atomului. În 1944, a primit premiul Nobel pentru folosirea metodei de oscilație a câmpului magnetic în experimentele sale.
În 1945, Felix Bloch și Edward Purcell au primit RMN în lichide și solide. S-a descoperit că atomii diferiți, fiind în diferite fragmente ale moleculei, au frecvențe de rezonanță diferite, ceea ce a făcut posibilă diferențierea mai exactă a moleculelor una de cealaltă. Măsurând valorile de rezonanță ale atomilor în substanțe cu o structură cunoscută, americanii au considerat că este posibil să se utilizeze aceste valori pentru a determina structura substanțelor necunoscute. Deoarece RMN-ul a devenit principala metodă de spectroscopie. Cu toate acestea, istoria RMN nu sa terminat acolo.
Dezvoltarea tomografului de rezonanță magnetică a fost realizată și în URSS, iar în 1984 Vladislav Ivanov a prezentat proiectul primului imager sovietic "Obraz-1". Un timp scurt în Uniunea Sovietică a fost termenul de tomografie RMN, care a fost înlocuit cu IRM în 1986 în legătură cu dezvoltarea radiofobiei în societate după accidentul de la Cernobâl. În noul termen, referința la "nucleicitatea" originii metodei a dispărut, ceea ce ia permis să intre fără durere în practica medicală de zi cu zi, totuși, numele original este uneori folosit în vorbire.
Deci, cum funcționează tomograful? Un tomogram este un magnet uriaș (alternativ sau permanent) care acționează asupra atomilor de hidrogen care alcătuiesc moleculele de apă. Principalele componente ale oricărui MR-scanner:
- un magnet care creează un câmp magnetic extern permanent. Una dintre cerințele de bază pentru acest domeniu este omogenitatea sa în centrul tunelului;
- Gradient bobine care creează un câmp magnetic slab în trei direcții în centrul magnetului și vă permit să selectați zona de studiu;
- bobine de frecvență radio care sunt utilizate pentru generarea unui excitație electromagnetică de protoni în corpul pacientului (bobina de emisie) pentru acționarea răspunsului de înregistrare generat (bobine receptor). Uneori primirea și transmiterea Bobinele sunt combinate într-una din studiul anumitor părți ale corpului, cum ar fi cap.
Magnetul creează un câmp, în care momentele magnetice ale atomilor sunt orientate de-a lungul liniilor de câmp magnetic, absorbind astfel o parte din energia. După expunerea la magnet se învârte revine la poziția sa inițială cu energia de impact, numit relaxare. Energia absorbită de protoni nu este dată, în același timp, și anume, este nevoie de ceva timp pentru a reveni la starea inițială a unui proton. Timpul în care spinul este aproape de starea sa inițială, și se măsoară pe baza imaginii construite, care, în cele din urmă și să vedem medici. Principalele directii RMN - un diagnostic de boli interne, determinarea de localizare a prejudiciului, hematoame, tumori, atunci când nu este nevoie de operații de diagnosticare și pentru fiecare patologie necesită o anumită formă de imagine, iar contrastele pot fi utilizate pentru diferite tipuri de boli vasculare, reprezintă un complex molecular Complexe de pământuri rare din metal gadoliniu.
Avantajul evident al RMN este nedureros și precizia metodei: sensibilitatea dispozitivului îl face ușor să se facă distincția între diferitele tipuri de țesuturi moi. RMN-ul nu are nici un efect asupra organismului uman, astfel încât este posibil să se folosească de formare a imaginii. Cu toate acestea, precizia ridicată contribuie la artefacte de mișcare: RMN-ul este adesea întârziată din cauza neclaritatea imaginii datorită mișcărilor fiziologice inerente în inimă și plămâni. De asemenea, anumite limitări impun compoziția particulară a mai multor țesuturi, de exemplu, datorită conținutului scăzut de apă în țesutul osos au imagistica dificultate de oase, și în astfel de cazuri, această metodă nu este informativ. Chiar și aparatul RMN a drumului, din cauza prezenței acestor metale pământuri rare, cum ar fi neodimiu, care este folosit pentru a crea magneți permanenți puternici. Problema devine utiliza, de asemenea tehnica RMN la pacientii care este conectat la o ventilație pulmonară artificială, iar dacă persoana are un tatuaj făcut utilizând o cerneală care conține un compus de metale diferite, un stimulator cardiac, orice alt dispozitiv sau un obiect metalic in organism, RMN devine imposibilă. Mulți tineri nu sunt capabili de a salva din cauza tatuaje care au împiedicat punerea în aplicare a RMN și ar putea provoca daune pentru pacient, iar cea mai frecventă complicație a imaginilor în aceste cazuri au fost arsuri grave.
Dezvoltarea de noi tehnologii oferă medicului mâinile de instrumente din ce în ce mai sofisticate pentru a diagnostica, trata și pentru a preveni o varietate de boli, dar fiecare metodă de cercetare are o serie de contraindicații, ceea ce poate face periculos pentru viața chiar și cele mai anodinului la procedura de prima vedere. Acesta este motivul pentru care medicul șef al armei în lupta împotriva bolii este cunoștințele și experiența sunt inseparabile una de cealaltă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: