جستجو در تالارهای گفتگو

در پزشکی، روش تصویربرداری MR بر اساس تحریک پروتون هیدروژن مولکولهای آب بافت و سپس دریافت و پردازش سیگنالهای بدست آمده از آنها، انجام می پذیرد. پروتون ذره ای با یک بار الکتریکی مثبت است. این ذره با حرکت دائم بدور خود ( حرکت Spin ) خطوط میدان الکتریکی اطراف خود را قطع کرده و در نتیجه به صورت یک مغناطیس ( یا دو قطبی ) کوچک، با قدرت مغناطیسی عمل می کند. حرکت تقدیمی ( Precession ) پروتونها : پروتونها، در یک میدان مغناطیسی خارجی، با یک حرکت تقدیمی ( فرفره ای ) بدور خطوط مغناطیسی خارجی حرکت کرده و در راستای میدان قرار می گیرند. فرکانس این حرکت تقدیمی از معادله لارمور بدست می آید که به آن فرکانس لارمور گویند. dB ( p2 / 1 ) = F ( فرکانس لارمور ) که در این معادله : B شدت میدان مغناطیسی خارجی و d : ثابت ژیرومغناطیسی ( gyromagnetic Constant ) ماده است. فرضیه جفت اسپین ( Spin – Pairing ): در هسته یک اتم، پروتونها یا نوترونها، جفت جفت دارای اسپین های مخالف بوده و لذا خاصیت مغناطیسی یکدیگر را خنثی می کنند. لذا هسته هایی که دارای جفت پروتون ( عدد اتمی Z زوج ) و جفت نوترون ( عدد جرمی A زوج ) هستند در میدان مغناطیسی خارجی تحریک نمی شوند. ماده اکسیژن – 16 و کربن – 12 16O: پروتون P2 × 4 = 8 نوترون N2 × 4 = 8 12C: پروتون p2 × 3 = 6 نوترون n2 ×3 = 6 سایر هسته ها که دارای شرایط زیر هستند در میدان مغناطیسی خارجی تحریک می شوند: الف – A فرد و Z زوج مانند کربن – 13 6C: پروتون p2 × 3 = 6 نوترون n1 + n2 × 3 = 7 ب – A فرد و Z فرد مانند ازت N و هیدروژن H 6C : پروتون P1+P2×3 = 7 نوترون n2 × 3 = 6 ج- A زوج و Z فرد مانند ازت – 14 7N: پروتون p1 + p2 × 3 = 7 نوترون n1 + n2 × 3 = 7 هنگامیکه بافت در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرد، چه اتفاقی می افتد؟ در هر سانتی متر مکعب از بافت نرم، میلیاردها هسته هیدروژن ( پروتون ) وجود دارد. ابتدا این پروتونها یا مغناطیس های کوچک بطور نامرتب در امتدادهای مختلفی قرار دارند به طوریکه برآیند نیروهای مغناطیسی آنها برابر صفر است. پس از قرار گرفتن در یک میدان مغناطیسی خارجی قوی، پروتونها سعی می کنند خود را در راستای میدان مغناطیسی خارجی قرار دهند. تعداد پروتونهایی که در جهت میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرند، اندکی بیش از تعداد پروتونهایی است که در جهت خلاف میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرند. لذا برآیند میدان مغناطیسی پروتونها، برداری در جهت میدان مغناطیسی خارجی خواهد بود که به آن بردار مغناطیسی برآیند،( M ، Magnetization Vector ) می گویند. با اعمال میدانهای مغناطیسی گرادیانی به میدان یکنواخت خارجی، میدان مغناطیسی برآیند در هر جزء کوچک از جسم ( Voxel ) با اجزاء کناری، تفاوت کرده و لذا فرکانس لارمور در هر وکسل مقدار خاصی خواهد شد که با فرکانس لارمور وکسلهای اطراف آن متفاوت است. اعمال موج با فرکانس رادیویی ( RF Waves ): زمانیکه این امواج بافرکانس لارمور بر هر وکسل در جسم تابیده شود،یک میدان مغناطیسی متناوب بروکسل مورد نظراعمال شده ودر نتیجه بردار برآیند(M)در آن وکسل منحرف می شود.زاویه انحراف ( Rotation or Flip Angle ) بستگی به شدت امواج RF و مدت زمان تابش ( Pulse Duration ) دارد. میدان مغناطیسی امواج RF عمود بر میدان خارجی، اعمال می گردد. پس از قطع امواج RF چه اتفاقی می افتد؟ با قطع امواج RF، بردار برآیند ( M ) با یک حرکت تقدیمی ( فرفره ای ) خود را در جهت میدان مغناطیسی خارجی ( راستای قبل از اعمال امواج RF ) قرار می دهد.این بازگشت در یک سیم پیچ، یک جریان القایی بوجود می آورد که همان سیگنال الکتریکی MR است و به آن سیگنال « واپاشی القایی آزاد » ( Free Induction Decay, FID ) گویند. از سیگنال FID سه پارامتر زیر را می توان بدست آورد: 1-تراکم ( دانسیته ) پروتونی ( PD ) 2- زمان استراحت اسپین – شبکه ( T1 ) ( Spin – Lattice Relaxation Time ) 3- زمان استراحت اسپین – اسپین ( T2 ) ( Spin – Spin Relaxation Time ) تراکم پروتونی ( PD ): این پارامتر در حقیقت میزان تراکم هسته های هیدروژن در بافت مورد نظر ( وکسل مورد نظر ) را نشان می دهد. بافتهای با مقدار آب بیشتر، تراکم پروتونی ( PD ) بیشتری دارند. تصاویری که براساس اختلاف تراکم پروتونی بدست می آید ( PD – Weighted Image ) گویند. تراکم پروتونی را تراکم اسپین ( Spin Density ) نیز گویند. زمان استراحت اسپین – شبکه ( T1 ) : با حذف موج RF، پروتون هایی که تحت تاثیر این امواج از وضعیت تعادل خود خارج شده بودند، با یک حرکت تقدیمی به وضعیت اول خود بر می گردند و در نتیجه شبکه اتم های موجود در هر وکسل به وضعیت اول خود برمی گردد. زمان لازم برای این بازگشت شبکه اتم ها به حالت اول را زمان استراحت اسپین – شبکه گویند و با پارامتر T1 معرفی می گردد. T1 مدت زمانی است که 63 درصد شبکه به وضعیت تعادل خود برمی گردد. این پارامتر را می توان با باز یافت مؤلفه بردار M در راستای محور Z ( راستای میدان مغناطیسی خارجی B0 ) نشان داد. عوامل مؤثر در T1: 1- عناصر تشکیل دهنده بافت 2- ساختمان بافت 3- عناصر اطراف بافت 4- شدت میدان مغناطیسی ( B0) زمان استراحت اسپین – اسپین ( T2 ): بعد از قطع امواج RF، پروتونهای تحریک شده ، به حالت اول خود برمی گردند. زمان برگشت پروتون ها به حالت اول را زمان استراحت اسپین – اسپین گویند و با پارامتر T2 بیان می شود. T2 مدت زمانی است که 37 درصد پروتون های تحریک شده هنوز در حالت تحریکی باقی هستند. پارامتر T2 را با کاهش دامنه مؤلفه بردار M در راستای محور Y ها ( My ) بیان می کنند. عوامل مؤثر در a 1- ناهمگنی میدان مغناطیسی خارجی 2- ناهمگنی میدان مغناطیسی داخل بافت تصویر برداری با روش « تشدید مغناطیسی هسته » ( MRI ) شامل مراحل زیر است: 1- قسمت مورد نظر ازبدن بیمار در یک میدان مغناطیسی ثابت و قوی قرار می گیرد. 2- یک سری میدانهای مغناطیسی متغیر ( Gradient ) با شدت کم به بیمار اعمال می شود. 3- در همان حال یکدسته امواج رادیویی ( RF ) با طول موج معین، به صورت پالس تابیده می شود. 4- پس از هر پالس امواج RF، از بدن بیمار علایم ( Signals ) الکتریکی دریافت می گردد. 5- این علایم توسط کامپیوتر پردازش شده و به صورت تصویر در روی صفحه مونیتور ظاهر می شود. مزایای روش MRI نسبت به روش CT 1- تصاویر با کنتراست بالا 2- تصویر برداری از جهت های مختلف بدن 3- عدم استفاده از پرتوهای یونیزان 4- نداشتن آرتی فکت سختی دسته اشعه ( بخصوص در مواردیکه ضایعه در کنار استخوان قرار دارد). 5- قابل پیش بینی بودن آرتی فکت ناشی از جسم فلزی در بدن 6- بیمار نیاز به آمادگی خاصی ندارد. عدم مزایای روش MRI نسبت به روش CT 1- گرانتر و کمتر در دسترس بودن. 2- مدت زمان تصویر برداری طولانی تر است. 3- قدرت تفکیک فضایی کمتر. 4- آرتی فکت جریان ما Entry slice phenomenon : پدیده ورود به لایه : این پدیده مربوط به سابقه تحریک هسته هاست هسته اتمهایی که در حین فرایند جمع آوری داده ها تحت تابش مکرر پالسهای RF قرار می گیرند اصطلاحاً اشباع می شوند .