RM tomografe folosesc hidrogenul ca sursă a semnalului (organismul constă din apă aproape 80%). În starea normală (când nici un câmp magnetic extern), toate nucleele de hidrogen sunt orientate în spațiu a corpului uman accidental, orientate aleatoriu și axa de rotație, astfel încât totalul moment magnetic absent (0). Atunci când obiectul este plasat în interiorul unui câmp magnetic extern B0. momentele magnetice de protoni sunt orientate în direcția liniilor de câmp (o parte din ele este orientată în direcția câmpului magnetic exterior, și Houseshare totală - în direcția opusă). Protonii ale căror câmpuri magnetice sunt co-direcționate cu intensitatea câmpului magnetic extern sunt la un nivel inferior energetic decât protonii orientării antiparale. Acest proces energetic asigură apariția și existența unui moment magnetic intrinsec al țesutului investigat. Direcția paralelă cu liniile de forță a câmpului magnetic extern este definită ca axa longitudinală (axa Z).
Precesiunea mișcării protono-spațiale a spinurilor de protoni sub forma unui con
Frecvența precesiunii nucleului atomului de hidrogen depinde numai de rezistența câmpului magnetic. Grupuri de protoni sub influența unui prefix de câmp magnetic constant cu aceeași frecvență. dar în direcții diferite (paralel cu antiparalelele cu câmpul extern). Deoarece mișcarea sistemului de centrifugare poate fi privită ca vibrațională, are proprietăți de rezonanță și poate fi obținută rezonanță. dacă aplicăm o excitație externă cu o frecvență co-direcțională cu frecvența naturală a sistemului. La rezonanța magnetică aceasta este frecvența Larmor (42,5659 MHz). Pentru excitarea sistemului de spin într-un câmp magnetic constant sunt utilizate în mod obișnuit de radio frecvență puls câmp electromagnetic cu o gamă de frecvență contor apropiată de frecvența Larmor a nucleelor. Rezultatul acestui impact este acela. că protonii trec într-o stare de echilibru la un nivel de energie mai mare și are loc reorientarea lor. După terminarea radiopulse nucleu revine rapid la un nivel mai mic de energie, iar energia în exces se pierde sub formă de e / m puls radiație de aceeași frecvență (procesul de relaxare). Această "absorbție-radiație" a primit numele de rezonanță magnetică nucleară.
Există două timpi de relaxare (T1 și T2) - recuperarea a 63% și 37% din valoarea inițială a magnetizării longitudinale.
Ambele timpi de relaxare (T1 și T2) conțin informații despre vâscozitatea și concentrația ionilor paramagnetici și variază în funcție de temperatura mediei studiate și de câmpul magnetic extern.
Luminozitatea (sau afinitatea) fiecărui element al imaginii RMN este determinată de intensitatea pulsului de frecvență radio emis de țesutul excitat al volumului corespunzător.
Formeze un plan (secțiune), în care căderea imaginii, permite utilizarea unor gradienti magnetice speciale, amplificând sau atenuând câmpul magnetic generat de magnetul permanent primar într-un loc anumit sistem MR. gradienti magnetice suplimentare sunt generate de trei seturi de bobine de gradient care formează câmpul magnetic direcționat de-a lungul axei Z și variază liniar în mărime de-a lungul axei X. Y, Z. Câmpurile gradientului sunt întotdeauna adăugate la principal sau scăzute din acestea. Trei gradienți (GZ GX GY). Gradientul câmpului magnetic face posibilă corectarea valorii câmpului numai în planul ales. Protonii. situată de-a lungul axei acestei gradientului sunt supuse unei mai puternic expusă unui câmp magnetic exterior, maximizând astfel frecvența precesiei de protoni cel mai mare intensitate. Sub influența frecvenței pulsului RF care corespunde numai protonilor la acest punct va avea o frecvență adecvată și emite semnalul RMN, iar pe ambele părți ale intensității câmpului electromagnetic al imaginii planului selectat va fi prea mic pentru a realiza YAM- rezonanță. GZ - deplasarea planului tăieturii. Prin gradientele GX și GY, este posibil să se obțină RMN în ambele planuri frontale și sagitale.
Schema structurală generalizată a tomografului RMN: CD-calculator cu afișaj; Amplificator gradient Gp; Generatoare și bobine de frecvență înaltă; RMN-C-generator de semnale RMN; ФГрXYZ - conducătorul unui gradient magnetic pe coordonatele X, Y, Z; NMR-3 sonda RMN; M este un magnet; SOH și SESB - sisteme de răcire și de economisire a energiei
Un magnet permanent generează un câmp magnetic puternic, uniform și stabil, cu care sunt însumate câmpurile de gradient variabil produse de bobinele de gradient. obiect de test Protonii excitat de impulsuri de frecvență radio generate de generatorul RF și emite bobine HF (generează și recepționează funcții separate sau comune), semnalele de detecție emise de protoni. care sunt codificate și digitalizate de un calculator. computer de control efectuează funcțiile de colectare, prelucrare și stocare a datelor, precum și formarea imaginii finale.
Una dintre cele mai scumpe părți ale tomografului RMN este un magnet care creează un câmp magnetic constant. Există trei tipuri de magneți: rezistive (sau electromagnetice), permanente (permanent) și supraconductoare (criogenice). Magnetul rezistiv constă de obicei din patru bobine de formă inelară. Curentul electric trece în mod constant bobina bobinei, generând un câmp magnetic în plan. perpendicular pe planul inelelor magnetului. magneți rezistive creează câmpuri cu o inducție maximă de 0,3 Tesla (în cazul în care cele de mai sus costurile de multă energie și generarea de căldură). magneți supraconductori (aliaje de niobiu-titan) - pentru crearea unui câmp magnetic cu inducție mai mare de 0,2 tesla. La o temperatură de -240 ° C, își pierd rezistența și devin supraconductori. Astfel de magneți nu necesită o sursă constantă de energie. După crearea diferenței de potențial necesară sursele de alimentare sunt deconectate, bobinele sunt închise, și începe să circule curent creând o forță stabil câmp magnetic de până la 2 tesla sau mai mult pentru a nu efect perturbat superconductibilitatii un magnet răcit cu heliu lichid având un punct de fierbere -269 0 C. tensiune Creșterea Câmpul magnetic îmbunătățește calitatea imaginii, însă necesită echipamente mai complicate.
Lucrarea RMN este influențată de obiecte din materiale magnetice, iar RMN în sine afectează funcționarea dispozitivelor sensibile la câmpul magnetic. Pentru a face acest lucru, se folosesc sisteme de ecranare (de exemplu, laturile Faraday din sârmă de cupru). Emițătoarele radio ale scanerelor RMN ar trebui să furnizeze o putere suficientă la frecvențele de funcționare. Transmițătorul radio și receptorul radio funcționează cu bobine antene separate sau comune. Este important ca bobina de transmisie să nu aibă o fracționalitate ridicată, altfel se va "suna" mult timp după terminarea impulsului RF. În schimb, bobina de recepție ar trebui să aibă granularitate mare și cât mai aproape posibil de obiect (calitatea imaginii). In scanere moderne RMN pentru imagistica combinațiile cele mai frecvent utilizate de fază și frecvență de codificare informații spațiale. (Incluzând unul, de exemplu, Y-gradientului (faza de codificare) și defazare rotiri ajunge la starea. După un anumit timp Y gradient este oprit și se înregistrează semnalul de inducție liberă sau ecoul de spin în prezența X-gradientului (codare frecvență), atașat pe axa X . sistemul revozbuzhdaetsya în continuare sub timp gradienților de forță de acțiune sau proces întreg Y gradient se repetă de N ori, unde N -. Numărul fixarea numărului în gradient de izobrazheiiya Y.T.o. direcția Y este fazokodiruyuschim (gradient „preparat“) , iar gradientul X codifică informațiile de frecvență (gradient citit)).
Schema structurală a tomografului RMN "Obraz-1": electromagnet de aer; Sistem de răcire cu apă; Modul de corectare a gradientului 3; 4 blocuri de generare a frecvențelor radio; 5- masa pacientului; 6. consola operatorului; 7 - alimentarea cu energie a modulului de corectare a gradientului; 8 - alimentarea cu energie a electromagnetului de aer; 9- complex de calculatoare cu sistem de control și afișare; Modul de interfață 10; 11-transceiver
Atunci când puterea se aplică la scaner în zona de studiu cu ajutorul unui electromagnet 1 creează un câmp magnetic constant. gradiente de câmp magnetic și corectarea acestuia într-o direcție predeterminată este prevăzut un modul gradient de corecție 3. Scanarea și reorientarea gradienti sunt efectuate de software și un PC 9 sunt realizate prin modelarea pulsuri unitate RF (RF) ale sistemului de alimentare 4 și 7. bobinele de gradient necesare pentru excitarea secvenței de impulsuri de rezonanță magnetică format de un PC. care specifică forma plicurilor pentru impulsurile RF din emițător-receptor: 11 și blochează amplificatorul pentru timpul de emisie pulsului de către bobina RF. Procesarea semnalului MR și reconstrucția imaginii sunt realizate cu ajutorul unui PC. Răcirea electromagneților 1 este efectuată de sistemul 2 de răcire cu apă.