پروتون ها به صورت همزمان حول میدان B0 (محورz) با‌فرکانس ω0 و حول میدان B1 (میدان x) با فرکانس ω1 در‌حال چرخش می باشند. این مسئله منجر به یک حرکت مارپیچ و اسپیرال بردار مغناطش خالص از‌محور z به صفحهXY می گردد؛ به این حرکت اسپیرال، اصطلاحاً رقص محوری گفته می شود.
مبانی تصویربرداری رزونانس مغناطیسی دکتر هادی حسن زاده
تصویربرداری پزشکی از بدن انسان نیازمند فرم‌های خاصی از انرژی است. تکنیک‌های استفاده شده در تصویر برداری پزشکی در رادیولوژی، انرژی استفاده شده برای تولید تصویر باید قابلیت نفوذ در بافت‌ها را داشته باشد.
نور مرئی که دارای محدودیت‌هایی بر نفوذ در عمق بافت‌ها می‌باشد، عموماً برای استفاده به منظور تصویر برداری پزشکی در خارج از دپارتمان رادیولوژی استفاده می‌شود. تصاویر نور مرئی در درماتولوژی(امراض پوستی-تصویر برداری از پوست)، تصویر برداری معده و روده، بخش زنان (آندوسکوپی) و پاتولوژی(میکروسکوپ نوری) کاربرد دارند.
برای ادامه لطفا بر روی ادامه مطلب کلیک کنید...
آهنگ حرکت تقدیمی پروتون حول میدان مغناطیسی خارجی توسط معادله ای به نام معادله لارمور به دست می آید:
فرکانس زاویه ای ω می تواند بر حسب هرتز و یا رادیان بر ثانیه بسته به اینکه چه واحدی برای γ در نظر گرفته شود، بیان شود. در‌صورتی که γ بر‌حسب MHz/T بیان‌گردد،ω (یا به بیان واقعی تر f) بر حسب MHz بیان خواهد شد. نسبت ژیرو مغناطیسی γ یک ثابت تناسب است که برای هر هسته مقدار ثابتی را دارا می باشد. برای پروتون های هیدروژن مقدار این ثابت 42.6 MHz/T می باشد.
فرکانس رادیویی و سیگنال تشدید مغناطیسی
در صورت قرارگیری پروتون های جفت نشده در یک میدان مغناطیسی‌خارجی، این پروتون ها در راستای میدان مغناطیسی قرار‌می گیرند. در‌صورت ارسال یک موج RF با‌یک فرکانس مشخص به درون بدن بیمار،برخی از اسپین ها با توجه به میدان مغناطیسی جدید تغییر راستا میدهند. پس از پالس RF این اسپین ها با برگشت به‌حالت اولیه از خود سیگنالی گسیل می نمایند. این‌سیگنال، در واقع همان سیگنال MR است که‌اندازه گیری می شود.
همان طور که هر نوع از تصویر برداری حالت خاصی از کنتراست را دارد، هر کدام توانایی متفاوتی در نمایش اطلاعات و جزئیات دقیق در بیمار را نیز دارند.
قدرت تفکیک فواصل به توانایی دیدن کوچک‌ترین جزئیات گفته می‌شود، و هر سیستم تصویر برداری که کوچک‌ترین جزئیات را در تصویر نمایش دهد، بالاترین قدرت تفکیک را دارد.
حد قدرت تفکیک فواصل، کوچک‌ترین اندازه ای است که یک سیستم تصویر برداری می‌تواند تشخیص داده و نمایش دهد.طول موج انرژی به کار برده شده جهت انجام عملیات تصویر برداری در محدود کردن قدرت تفکیک فواصل نقش عمده ای ایفا می‌کند. برای مثال، میکروسکوپ‌های نوری می‌توانند اشیاء کوچک‌تر از اندازه‌ی طول موج نور مرئی یعنی 500nm را تمیز دهند.
طول موج اشعه ایکس وابسته به انرژی آن است، ولی حتی بلندترین طول موج‌های اشعه ایکس چیزی حدود یک میلیاردم متر هستند. (10-9m) البته این ابعاد چیزی فراتر از قدرت تفکیک حقیقی تصویر برداری با اشعه ایکس است ولی در حالت کلی نشان دهنده حدود تئوری قدرت تفکیک فواصل در هنگام استفاده از اشعه ایکس می‌باشد.
در تصویر برداری اولتراسوند، طول موج صوت، حدود اصلی قدرت تفکیک فواصل را تعیین می‌کند. در فرکانس 3.5 مگاهرتز، طول موج صوت در بافت نرم چیزی حدود 0.5mm است.در 10 مگاهرتز، طول موج به 0.15mm می رسد.
می توان آهنرباها را بر حسب قدرت مغناطیسی آنها طبقه بندی نمود. در اینصورت، پنج نوع آهنربا وجود خواهد داشت:
تقسیم بندی مواد از نظر حساسیت مغناطیسی در ام آر آی
دیامغناطیس
این مواد دارای هیچ الکترون مداری جفت نشده ای نمی باشند. زمانیکه چنین موادی در میدان مغناطیسی خارجی B0 قرار داده شود، یک میدان مغناطیسی ضعیف M در جهت مخالف B0 در ماده القا می شود. در نتیجه میدان مغناطیسی موثر کاهش می یابد. بنابراین، مواد دیامغناطیس دارای یک حساسیت مغناطیسی منفی و کوچک می باشند.این مواد اساساً غیر مغناطیسی می باشند.عمده بافتهای بدن انسان در زمره این مواد قرار می گیرند. مثالی از اثر دیامغناطیسی بهم ریختگی تصویر در فصل مشترک بافت– هوا می باشد،مانند اطراف سینوسهای پارانازال
پارامغناطیس
این مواد دارای الکترونهای مداری جفت نشده می باشند. در هنگام قرارگیری در میدان این مواد رفتار مغناطیسی پیدا نموده و با قطع میدان مغناطیسی خارجی خاصیت B0 مغناطیسی خارجی مغناطیسی خود را از دست میدهند. میدان مغناطیسی القا شده در این مواد M هم جهت با میدان مغناطیسی خارجی می باشد. در نتیجه، حضور این مواد سبب افزایش و تقویت میدان مغناطیسی موثر می شود. حساسیت مغناطیسی در این مواد عدد مثبت کوچکی بوده و به طور ضعیف جذب میدان مغناطیسی خارجی می شوند. یکی از عناصر جدول تناوبی که دارای بیشترین تعداد الکترون جفت نشده می باشد، گادولونیوم Gd است که دارای هفت الکترون جفت نشده بوده و جزء قویترین مواد پارامغناطیس می باشد.
گادولونیوم یکی از اعضا خانواده لانتانیدها در جدولی تناوبی می باشد.
فرو مغناطیس
این مواد به صورت بسیار قوی جذب میدان مغناطیسی می شوند. این مواد پس از قرارگیری در میدان مغناطیسی خارجی، به طور دائمی از خود رفتار مغناطیسی نشان داده و پس از قطع میدان مغناطیسی خارجی این رفتار مغناطیسی را حفظ می نمایند. حساسیت مغناطیسی این مواد عدد مثبت بسیار بزرگی بوده و حتی از مواد سوپرپارامغناطیس نیز بیشتر می باشد. سه نوع از مواد فرومغناطیس عبارت از آهن Fe، کبالت Co و نیکل Niمی باشند.مثالی از این دسته از مواد کلیپس- های آنوریسم می باشد.
هسته های فعال MR
اساس MRI مبتنی بر حرکت اسپینی هسته های خاص موجود در بافت های زنده است. این اسپین از اسپین های فردی پروتون ها و نوترون های درون هسته، ناشی می شود. زوج های ذرات زیر اتمی به طور خودکار در جهات مخالف حرکت اسپینی انجام می دهند اما با سرعت یکسان . در هسته هایی که عدد جرمی زوج است، یعنی تعداد پروتو ن ها برابر با تعداد نوترون ها است، نیمی از اسپین ها در یک جهت و نیمی دیگر در جهت مخالف قرار دارند، خود هسته اسپین خالص ندارد. اما، در هسته هایی با عدد جرمی فرد، یعنی جایی که تعداد نوترون ها اندک ی بیشتر یا کمتر از تعداد پروتون ها می باشد، جهات اسپین ها یکسان و مخالف نمی باشد، بنابراین خود هسته یک اسپین خالص یا گشتاور زاویه ای دارد. اینها را هسته های فعال MR می نامند.
برای ادامه لطفا بر روی ادامه مطلب کلیک کنید...
