Як працює МРТ?

Сучасна медицина вже нікого не дивує тим, що може побачити людину наскрізь. Але ви тільки уявіть, скільки різних методів винайдено: УЗД, рентген, МРТ. Мабуть, найдосконалішим є останній, про нього й поговоримо. МРТ дозволяє створювати тривимірне зображення внутрішніх органів людини мало не в повний зріст, при цьому ніякого шкідливого впливу не робить! Так який його принцип дії?

Принцип дії
Магнітно-резонансний томограф представляє з себе величезний магніт, з дуже сильним полем. У найсильніших моделях воно може бути в 100 000 разів більше магнітного поля Землі! Так ось, ядра наших атомів самі є маленькими магнітиками (бо у них є спін, вони як би обертаються і як би є малесенькими електроструму, провідними себе, як електромагніт). Відповідно вони можуть взаємодіяти із зовнішнім магнітним полем і повертаються або уздовж поля, або проти. Слід зазначити, що так поводяться тільки ядра з непарним числом протонів і нейтронів. Але все МРТ налаштовані на повороти ядер водню, який міститься у великій кількості в організмі в складі води та інших з’єднань.
Якщо опромінити ядро електромагнітної хвилею певної частоти, то воно може поглинути її енергію і повернутися на 90 або 180 градусів, в залежності від частоти. Через деякий час ядро релаксує в свій початковий стан і надлишок енергії випромінює у вигляді електромагнітної хвилі. Це випромінювання приймається антенами по суті як звичайне радіо, і якщо опромінювати тканини, то за інтенсивністю «відгуку» можна зрозуміти, багато там ядер водню чи ні. У різних тканинах його різну кількість, тому на зображенні чітко видно різницю між ними.
Але все ж це досить дорогий і технічно складний спосіб спостереження за нутрощами людини. Справа в тому, що частота поглинання залежить від поля. Якби всюди поле було однаковим, то поглинання і випромінювання відбувалося б всюди, ми б не дізналися, звідки прийшов сигнал, і картинки не вийшло б.

Тому на практиці роблять так. Включають основний магніт, радіоізлучатель і так звані градієнтні поля. Вони додаються або віднімаються з поля основного магніту, роблячи його неоднорідним. Через це резонансне поглинання енергії відбувається не скрізь, а тільки в маленькому діляночці. Звідти летять радіохвилі і вже приймаються антенами. Змінюючи градієнтні поля, ми пересуваємо місце резонансу, як би скануючи тіло, і отримуємо якийсь «відгук» з кожної точки тіла.
У різних тканинах міститься різна кількість водню (в воді та інших з’єднаннях), тому ми отримуємо різний відгук і можемо відновити картину внутрішніх органів. Так же час релаксації теж по-різному для різних тканин! У багатьох дослідженнях вимірюють і його, отримуючи дуже точну картину.

Байки, міфи, татухи, пірсинг, шкода, все таке
Дорожнечі МРТ додає те, що для створення сильного магнітного поля часто використовують електромагніт. І щоб він не нагрівався від величезного струму, по ньому проходить, його занурюють в камеру з рідким гелієм температурою -269 градусів. Тоді провідник переходить в надпровідний стан і не гріється, так як у нього просто пропадає опір. Причому камеру з гелієм занурюють в рідкий азот, а камеру з азотом в вакуумну камеру. Все це – для кращої теплоізоляції холоднющей гелію. Адже це одна з холодним речей на землі!

Шкоди МРТ ніякого не завдає, на відміну від рентгеноскопії, флюорографії, де людина по суті отримує дозу радіації. Але все ж МРТ протипоказаний людям з металевими, магнітящіміся імплантантами, так як вони зрушаться в магнітному полі, що може привести до непоправних наслідків. Татуювання в більшості своїй не є протипоказанням, адже в нинішніх фарбах немає металевих домішок.

Ну і характерний стукіт МРТ з’являється через рух градієнтних магнітів, які з величезною силою вдаряються в упори.
Так що, якщо вам будуть робити МРТ, задумайтеся, що ви оточені рідким гелієм, ядра в ваших атомах водню повертаються, і по суті ви самі є радіоізлучателем! І все це дозволяє розглядати вас зсередини!

Посилання на основну публікацію