2.19. - A mágneses tér nagysága az MRI mérésben és ennek jelentősége. A diagnosztikai kép alapja az MRI mérésben. A Mag Mágneses Rezonancia jelensége és technikai megvalósítása.

A mag (spin) mágneses rezonancia jelensége:

A mágneses térbe tett mintát besugározzuk olyan fotonenergiájú elektromágnesessugárzással, amely gerjeszti az 𝐸1 → 𝐸2 energiaátmenetet és orientáció-váltást.

Ahogy az impulzusok megszűnnek visszatérnek eredeti állapotukba a részecskék.

Ezt az időbeli változást mérjük, hogy hogyan okoz orientáció változást a vektorunkban. Az energiaátmenet „rezonanciában van” a sugárzás fotonenergiájával.

Az M vektorátfordulása milyen síkban történik?

A gerjesztő tekercs mágneses tere a „z” tengelyre merőleges – az M vektorátfordulása a „z-y” síkban történik.

NMR spektroszókpia:

Kémiai kötés kis mértékben megváltoztatja a proton mágneses terét és ezért a külső mágneses tér máshogy fog hatni a kémia szerkezetben lévő protonokra.

Megnézve az eltolódásokat meg tudjuk mondani hogy adott nagyságrendi kémiai eltolódás milyen kémiai környezettel jellemehető proton fordul elő. Alapja hogy többféle gerjesztési energia van, többféle kötés jelenléte vizsgálható.

Fölhasad a proton jele attól függően, hogy hány szomszédos proton található körülötte, mert ezek a protonok egymással kölcsönhatásba lépnek (mágneses terük).

Diagnosztikai képalkotó módszer: MR(I):

A diagnosztikai kép alapjául szolgáló adatokat

▪ a gerjesztő sugárzás kikapcsolása után mérik

▪ mialatt a gerjesztett (antiparallel orientált) momentumok visszatérnek az alacsonyabb energiájú, parallel orientációjú állapotba

Mágneses tér hatása:

▪ orientációs hatás (𝑀𝑧 nagy parralell 𝐵-vel)

▪ azonos frekvenciájú precesszió, amelynek fázisa összehangolatlan (𝑀𝑥𝑦 = 0)

Az ∆𝐸 = 2 ∙ 𝜇 ∙ 𝐵(𝑧) z-től való függ. A vizsgálandó keresztmetszeti szelet kiválasztása a sugárzás frekvenciájával történik. A vizsgálandó testrészt rádiófrekvenciás sugárzásnak tesszük ki.

Gerjesztés hatása:

▪ Energiaátmenet adott test szeletben (𝐸1 → 𝐸2)

▪ Orientációváltás parallelből antiparallelbe

A külső váltakozó feszültség-tér rákényszeríti fázisát a precessziós mozgásra, aminek hatására a mágneses momentumok együtt forognak, az 𝑀𝑥𝑦 ≠ 0

Az orientációváltás precesszálva történik, melynek következménye, hogy az x-y síkban a gerjesztés alatt egy növekvő amplitúdójú forgó mágneses momentum lesz.

Azt mérjük, hogy xy síkból hogyan mozog vissza a z vektorral párhuzamosba az eredő vektor. Az időbeli lefutást mérjük. Összehangolódnak a magok precessziója és emiatt van xy síkban vetület

A valódi mérésekben milyen jeleket kombinálnak?

90°-os impulzus 50%-os orientáció-váltást eredményez, 𝑀𝑧 = 0. Valódi mérésekben 90°-os és 180°-os jeleket kombinálnak, ezek a szekvenciák.

Mi szolgáltatja az MR kép adatait?

Az MR-kép adatait a gerjesztő impulzus kikapcsolása utánirelaxáció alatt mért jelek jelentik:

▪ 𝑀𝑧 változik, 0-ról max-ra, ▪

𝑀𝑥𝑦 is változik, körbe forogva csökken,

Ez a változó mágneses tér pedig elektromos feszültséget indukál. Azt határozzuk meg hogy hogyan nő a Z illetve csökken az XY irányú vetület.