Одні й самі ядра атомів у різних оточеннях молекулі показують різні сигнали ЯМР. Відмінність такого сигналу ЯМР від сигналу стандартної речовини дозволяє визначити так званий хімічний зсув, який обумовлений хімічною будовою речовини, що вивчається. У методиках ЯМР є багато можливостей визначати хімічну будову речовин, конформацію молекул, ефекти взаємного впливу, внутрішньомолекулярні перетворення.
Фізика ЯМР
Розщеплення енергетичних рівнів ядра з I = 1/2у магнітному полі
В основі явища ядерного магнітного резонансу лежать магнітні властивості атомних ядер, що складаються з нуклонів з напівцілим спином 1/2, 3/2, 5/2.... , в той час як для всіх інших ядер магнітний момент відрізняється від нуля.
Таким чином, ядра мають кутовий момент , пов'язаний з магнітним моментом співвідношенням
,де – постійна Планка, – спинове квантове число, – гіромагнітне відношення.
Кутовий момент та магнітний момент ядра квантовані та власні значення проекції та кутового та магнітного моментів на вісь z довільно обраної системи координат визначаються співвідношенням
і ,де - магнітне квантове число власного стану ядра, його значення визначаються спіновим квантовим числом ядра
тобто ядро може у станах.
Так, у протона (або іншого ядра з I = 1/2- 13 C, 19 F, 31 P тощо) може перебувати тільки у двох станах
,таке ядро можна як магнітний диполь , z-компонента якого то, можливо орієнтована паралельно чи антипаралельно позитивному напрямку осі z довільної системи координат.
Слід зазначити, що відсутність зовнішнього магнітного поля всі стани з різними мають однакову енергію, тобто є виродженими. Виродження знімається у зовнішньому магнітному полі, при цьому розщеплення щодо виродженого стану пропорційно величині зовнішнього магнітного поля та магнітного моменту стану та для ядра зі спиновим квантовим числом Iу зовнішньому магнітному полі з'являється система з 2I+1енергетичних рівнів , тобто ядерний магнітний резонанс має таку ж природу, як і ефект Зеемана розщеплення електронних рівнів у магнітному полі.
У найпростішому випадку для ядра зі спином з I = 1/2- наприклад, для протона, розщеплення
та різницю енергії спинових станів
Ларморівські частоти деяких атомних ядер
Частота для резонансу протонів знаходиться у діапазоні коротких хвиль (довжина хвиль близько 7 м).
Застосування ЯМР
Спектроскопія
Основна стаття: ЯМР-спектроскопія
Прилади
Серцем спектрометра ЯМР є потужний магніт. В експерименті, вперше здійсненому на практиці Пёрселлом, зразок, поміщений у скляну ампулу діаметром близько 5 мм, полягає між полюсами сильного електромагніту. Потім ампула починає обертатися, а магнітне поле, що діє на неї, поступово посилюють. Як джерело випромінювання використовується радіочастотний генератор високої добротності. Під дією магнітного поля, що посилюється, починають резонувати ядра, на які налаштований спектрометр. При цьому екрановані ядра резонують на трохи меншій частоті, ніж номінальна частота резонансу (і приладу).
Поглинання енергії фіксується радіочастотним мостом і записується самописцем. Частоту збільшують до тих пір, поки вона не досягне певної межі, вище якої резонанс неможливий.
Оскільки струми, що йдуть від моста, дуже малі, зняттям одного спектра не обмежуються, а роблять кілька десятків проходів. Усі отримані сигнали підсумовуються на підсумковому графіку, якість якого залежить від відношення сигнал/шум приладу.
У цьому методі зразок піддається радіочастотному опроміненню незмінної частоти, тоді як сила магнітного поля змінюється, тому його називають методом постійного поля (CW).
Традиційний метод ЯМР-спектроскопії має багато недоліків. По-перше, він вимагає багато часу для побудови кожного спектра. По-друге, він дуже вимогливий до відсутності зовнішніх перешкод, і, як правило, спектри, що отримуються, мають значні шуми. По-третє, він непридатний до створення спектрометрів високих частот (300, 400, 500 і більше МГц). Тому в сучасних приладах ЯМР використовується метод так званої імпульсної спектроскопії (PW), яка базується на фур'є-перетвореннях отриманого сигналу. В даний час усі ЯМР-спектрометри будуються на основі потужних надпровідних магнітів з постійною величиною магнітного поля.
На відміну від CW-методу, імпульсному варіанті збудження ядер здійснюють не «постійною хвилею», а за допомогою короткого імпульсу, тривалістю кілька мікросекунд. Амплітуди частотних компонент імпульсу зменшуються зі збільшенням відстані від 0. Але оскільки бажано, щоб усі ядра опромінювалися однаково, необхідно використовувати «жорсткі імпульси», тобто короткі імпульси великої потужності. Тривалість імпульсу вибирають так, щоб ширина частотної смуги була більша за ширину спектра на один-два порядку. Потужність досягає кількох ват.
В результаті імпульсної спектроскопії отримують не звичайний спектр з видимими піками резонансу, а зображення резонансних коливань, що загасають, в якому змішані всі сигнали від усіх резонуючих ядер - так званий «спад вільної індукції» (FID, free induction decay). Для перетворення даного спектра використовують математичні методи, так зване фур'є-перетворення , яким будь-яка функція може бути представлена у вигляді суми безлічі гармонійних коливань .
Спектри ЯМР
Спектр 1 H 4-етоксибензальдегіду. У слабкому полі (синглет ~9,25 м.д) сигнал протона альдегідної групи, в сильному (триплет ~1,85-2 м.д.) - протонів метилу етоксильної групи.
Для якісного аналізу за допомогою ЯМР використовують аналіз спектрів, що ґрунтується на таких чудових властивостях даного методу:
- сигнали ядер атомів, що входять до певних функціональних груп, лежать у строго визначених ділянках спектру;
- інтегральна площа, обмежена піком, суворо пропорційна кількості атомів, що резонують;
- ядра, що лежать через 1-4 зв'язки, здатні давати мультиплетні сигнали внаслідок т.з. розщеплення один на одному.
Положення сигналу спектрах ЯМР характеризують хімічним зрушенням їх щодо еталонного сигналу. В якості останнього в ЯМР 1 Н і 13 застосовують тетраметилсилан Si(CH 3) 4 . Одиницею хімічного зсуву є мільйонна частка частоти приладу. Якщо прийняти сигнал ТМС за 0, а зміщення сигналу в слабке поле вважати позитивним хімічним зрушенням, ми отримаємо так звану шкалу δ. Якщо резонанс тетраметилсилану дорівнює 10 м.д. і звернути знаки на протилежні, то результуюча шкала буде шкалою τ, що практично не використовується в даний час. Якщо спектр речовини занадто складний для інтерпретування, можна скористатися квантовохімічними методами розрахунку констант екранування і підставі співвіднести сигнали.
ЯМР-інтроскопія
Явище ядерного магнітного резонансу можна застосовувати у фізиці і хімії , а й у медицині : організм людини - це сукупність тих самих органічних і неорганічних молекул.
Щоб спостерігати це явище, об'єкт поміщають у постійне магнітне поле та піддають дії радіочастотних та градієнтних магнітних полів. У котушці індуктивності, що оточує досліджуваний об'єкт, виникає змінна електрорушійна сила (ЕРС), амплітудно-частотний спектр якої і перехідні в часі характеристики несуть інформацію про просторову щільність атомних ядер, що резонують, а також про інші параметри, специфічні тільки для ядерного магнітного резонансу. Комп'ютерна обробка цієї інформації формує об'ємне зображення, що характеризує щільність хімічно еквівалентних ядер, часи релаксації ядерного магнітного резонансу, розподіл швидкостей потоку рідини, дифузію молекул та біохімічні процеси обміну речовин у живих тканинах.
Сутність ЯМР-інтроскопії (або магнітно-резонансної томографії) полягає, по суті, у реалізації особливого кількісного аналізу по амплітуді сигналу ядерного магнітного резонансу. У звичайній ЯМР-спектроскопії прагнуть реалізувати, по можливості, найкращий дозвіл спектральних ліній. Для цього магнітні системи регулюються таким чином, щоб у межах зразка створити якнайкращу однорідність поля. У методах ЯМР-інтроскопії, навпаки, магнітне поле створюється наперед неоднорідним. Тоді є підстави очікувати, що частота ядерного магнітного резонансу в кожній точці зразка має своє значення, що відрізняється від значень в інших частинах. Задавши будь-який код для градацій амплітуди ЯМР-сигналів (яскравість або колір на екрані монітора), можна отримати умовне зображення (
Ядерний магнітний резонанс
Ядерний магнітний резонанс (ЯМР) - резонансне поглинання або випромінювання електромагнітної енергії речовиною, що містить ядра з ненульовим спином у зовнішньому магнітному полі, на частоті ν (званої частотою ЯМР), обумовлене переорієнтацією магнітних моментів ядер. Явище ядерного магнітного резонансу було відкрито 1938 року Ісааком Рабі у молекулярних пучках, внаслідок чого він був удостоєний нобелівської премії 1944 року . У 1946 році Фелікс Блох та Едвард Міллз Парселл отримали ядерний магнітний резонанс у рідинах та твердих тілах (нобелівська премія 1952 року). .
Одні й самі ядра атомів у різних оточеннях молекулі показують різні сигнали ЯМР. Відмінність такого сигналу ЯМР від сигналу стандартної речовини дозволяє визначити так званий хімічний зсув, який обумовлений хімічною будовою речовини, що вивчається. У методиках ЯМР є багато можливостей визначати хімічну будову речовин, конформацію молекул, ефекти взаємного впливу, внутрішньомолекулярні перетворення.
Мат.опис Магнітний момент ядра мю = у * l де l - спин яру; у- постійна планка Частота, на якій спостерігається ЯМР
Хімічна поляризація ядер
При протіканні деяких хімічних реакцій у магнітному полі спектрах ЯМР продуктів реакції виявляється або аномально велике поглинання, або радіовипромінювання. Цей факт свідчить про нерівноважне заселення ядерних зееманівських рівнів у молекулах продуктів реакції. Надмірна заселеність нижнього рівня супроводжується аномальним поглинанням. Інверсна заселеність (верхній рівень заселений більше за нижній) призводить до радіовипромінювання. Дане явище називається хімічною поляризацією ядер
У ЯМР використовується для посилення ядерної намагніченості Ларморівські частоти деяких атомних ядер
|
ядро |
Ларморівська частота в МГц при 0,5 |
Ларморівська частота в МГц при 1 |
Ларморівська частота в МГц при 7,05 |
|
1 H ( Водень) |
|||
|
²D ( Дейтерій) |
|||
|
13 C ( Вуглець) |
|||
|
23 Na ( Натрій) |
|||
|
39 K ( Калій) |
Частота резонансу протонів знаходиться в діапазоні коротких хвиль(довжина хвиль близько 7 м) .
Застосування ЯМР
Спектроскопія
ЯМР-спектроскопія
Прилади
Серцем спектрометра ЯМР є сильний магніт. В експерименті, вперше здійсненому на практиці Пёрселлом, зразок, поміщений у скляну ампулу діаметром близько 5 мм, полягає між полюсами сильного електромагніту. Потім для поліпшення однорідності магнітного поля ампула починає обертатися, а магнітне поле, що діє на неї, поступово посилюють. Як джерело випромінювання використовується радіочастотний генератор високої добротності. Під дією магнітного поля, що посилюється, починають резонувати ядра, на які налаштований спектрометр. При цьому екрановані ядра резонують на трохи меншій частоті, ніж ядра, позбавлені електронних оболонок. Поглинання енергії фіксується радіочастотним мостом і записується самописцем. Частоту збільшують до тих пір, поки вона не досягне певної межі, вище якої резонанс неможливий.
Оскільки струми, що йдуть від моста, дуже малі, зняттям одного спектра не обмежуються, а роблять кілька десятків проходів. Усі отримані сигнали підсумовуються на підсумковому графіку, якість якого залежить від відношення сигнал/шум приладу.
У цьому методі зразок піддається радіочастотному опроміненню незмінної частоти, тоді як сила магнітного поля змінюється, тому його називають методом безперервного опромінення (CW, continous wave).
Традиційний метод ЯМР-спектроскопії має багато недоліків. По-перше, він вимагає багато часу для побудови кожного спектра. По-друге, він дуже вимогливий до відсутності зовнішніх перешкод, і, як правило, спектри, що отримуються, мають значні шуми. По-третє, він непридатний до створення спектрометрів високих частот (300, 400, 500 і більше МГц). Тому в сучасних приладах ЯМР використовується метод так званої імпульсної спектроскопії (PW), заснованої на фур'є-перетворення отриманого сигналу. В даний час усі ЯМР-спектрометри будуються на основі потужних надпровідних магнітів з постійною величиною магнітного поля.
На відміну від CW-методу, імпульсному варіанті збудження ядер здійснюють не «постійною хвилею», а за допомогою короткого імпульсу, тривалістю кілька мікросекунд. Амплітуди частотних компонент імпульсу зменшуються зі збільшенням відстані від 0. Але оскільки бажано, щоб усі ядра опромінювалися однаково, необхідно використовувати «жорсткі імпульси», тобто короткі імпульси великої потужності. Тривалість імпульсу вибирають так, щоб ширина частотної смуги була більша за ширину спектра на один-два порядку. Потужність сягає кількох тисяч ват.
В результаті імпульсної спектроскопії отримують не звичайний спектр з видимими піками резонансу, а зображення резонансних коливань, що загасають, в якому змішані всі сигнали від усіх резонуючих ядер - так званий «спад вільної індукції» (FID, free induction decay). Для перетворення даного спектра використовують математичні методи, так зване фур'є-перетворення, яким будь-яка функція може бути представлена у вигляді суми безлічі гармонійних коливань.
Спектри ЯМР
Спектр 1 H 4-етоксибензальдегіду. У слабкому полі (синглет ~9,25 м.д) сигнал протона альдегідної групи, в сильному (триплет ~1,85-2 м.д.) - протонів метилу етоксильної групи.
Для якісного аналізу за допомогою ЯМР використовують аналіз спектрів, що ґрунтується на таких чудових властивостях даного методу:
сигнали ядер атомів, що входять до певних функціональних груп, лежать у строго визначених ділянках спектру;
інтегральна площа, обмежена піком, суворо пропорційна кількості атомів, що резонують;
ядра, що лежать через 1-4 зв'язки, здатні давати мультиплетні сигнали внаслідок т.з. розщеплення один на одному.
Положення сигналу спектрах ЯМР характеризують хімічним зрушенням їх щодо еталонного сигналу. Як останнє в ЯМР 1 Н і 13 С застосовують тетраметилсилан Si(CH 3) 4 (ТМС). Одиницею хімічного зсуву є мільйонна частка частоти приладу. Якщо прийняти сигнал ТМС за 0, а зміщення сигналу в слабке поле вважати позитивним хімічним зрушенням, ми отримаємо так звану шкалу δ. Якщо резонанс тетраметилсилану дорівнює 10 м.д. і звернути знаки на протилежні, то результуюча шкала буде шкалою τ, що практично не використовується в даний час. Якщо спектр речовини занадто складний для інтерпретування, можна скористатися квантовохімічними методами розрахунку констант екранування і підставі співвіднести сигнали.
ЯМР-інтроскопія
Явище ядерного магнітного резонансу можна застосовувати у фізиці і хімії, а й у медицині: організм людини - це сукупність тих самих органічних і неорганічних молекул.
Щоб спостерігати це явище, об'єкт поміщають у постійне магнітне поле та піддають дії радіочастотних та градієнтних магнітних полів. У котушці індуктивності, що оточує досліджуваний об'єкт, виникає змінна електрорушійна сила (ЕРС), амплітудно-частотний спектр якої і перехідні в часі характеристики несуть інформацію про просторову щільність атомних ядер, що резонують, а також про інші параметри, специфічні тільки для ядерного магнітного резонансу. Комп'ютерна обробка цієї інформації формує об'ємне зображення, яке характеризує щільність хімічно еквівалентних ядер, часи релаксації ядерного магнітного резонансу, розподіл швидкостей потоку рідини, дифузію молекул та біохімічні процеси обміну речовин у живих тканинах.
Сутність ЯМР-інтроскопії (або магнітно-резонансної томографії) полягає, по суті, у реалізації особливого кількісного аналізу по амплітуді сигналу ядерного магнітного резонансу. У звичайній ЯМР-спектроскопії прагнуть реалізувати, по можливості, найкращий дозвіл спектральних ліній. Для цього магнітні системи регулюються таким чином, щоб у межах зразка створити якнайкращу однорідність поля. У методах ЯМР-інтроскопії, навпаки, магнітне поле створюється наперед неоднорідним. Тоді є підстави очікувати, що частота ядерного магнітного резонансу в кожній точці зразка має своє значення, що відрізняється від значень в інших частинах. Задавши будь-який код для градацій амплітуди ЯМР-сигналів (яскравість або колір на екрані монітора), можна отримати умовне зображення (томограму) зрізів внутрішньої структури об'єкта.
ЯМР-інтроскопія, ЯМР-томографія вперше у світі винайдені 1960 р. В. А. Івановим. Заявку на винахід (спосіб і пристрій) некомпетентний експерт відхилив «з огляду на явну марність запропонованого рішення», тому авторське свідоцтво на це було видано лише через 10 років. Таким чином, офіційно визнано, що автором ЯМР-томографії є не колектив вказаних нижче нобелівських лауреатів, а російський учений. Незважаючи на цей юридичний факт, Нобелівську премію присудили за ЯМР-томографію зовсім не В. А. Іванову.
Ядерний магнітний резонанс
Nuclear magnetic resonance
Ядерний магнітний резонанс (ЯМР) – резонансне поглинання електромагнітних хвиль атомними ядрами, що відбувається за зміни орієнтації векторів їх власних моментів кількості руху (спинів). ЯМР виникає в зразках, поміщених у сильне постійне магнітне поле, при одночасному впливі на них слабкого електромагнітного поля змінного радіочастотного діапазону (силові лінії змінного поля повинні бути перпендикулярні силовим лініям постійного поля). Для ядер водню (протонів) в постійному магнітному полі напруженістю 104 ерстед резонанс настає при частоті радіохвиль 42.58 МГц. Для інших ядер у магнітних полях 103-104 ерстед ЯМР спостерігається в діапазоні частот 1-10 МГц. ЯМР широко використовується у фізиці, хімії та біохімії для дослідження структури твердих тіл та складних молекул. У медицині за допомогою ЯМР з роздільною здатністю 0.5-1 мм одержують просторове зображення внутрішніх органів людини.
Розглянемо явище ЯМР з прикладу найпростішого ядра – водню. Ядро водню це протон, має певне значення свого механічного моменту кількості руху (спина). Відповідно до квантової механіки вектор спина протона може мати лише два взаємно протилежні напрямки в просторі, що умовно позначаються словами "вгору" і "вниз". Протон має також магнітний момент, напрям вектора якого жорстко прив'язаний до напрямку вектора спина. Тому вектор магнітного моменту протона може бути спрямований або "вгору", або "вниз". Таким чином, протон можна подати як мікроскопічний магнітик з двоякою можливою орієнтацією в просторі. Якщо помістити протон у зовнішнє постійне магнітне поле, то енергія протона у цьому полі залежатиме від того, куди спрямований його магнітний момент. Енергія протона буде більшою у тому випадку, якщо його магнітний момент (і спин) спрямований у бік, протилежний до поля. Цю енергію позначимо E ↓. Якщо магнітний момент (спін) протона спрямований у той самий бік, як і полі, то енергія протона, що позначається E , буде менше (E<
E ↓).
Пусть протон оказался именно в этом последнем состоянии. Если теперь протону
добавить энергию Δ Е =
E ↓ − E ,
то он сможет скачком перейти в состояние с большей энергией, в котором его
спин будет направлен против поля. Добавить энергию протону можно, “облучая”
его квантами электромагнитных волн с частотой ω, определяемой соотношением
ΔЕ = ћω.
Перейдемо від окремого протона до макроскопічного зразка водню, що містить велику кількість протонів. Ситуація виглядатиме так. У зразку через усереднення випадкових орієнтацій спинів приблизно рівні кількості протонів при накладенні постійного зовнішнього магнітного поля виявляться щодо цього поля зі спинами, спрямованими вгору і вниз. Опромінення зразка електромагнітними хвилями з частотою ω = (E ↓ − E )/ћ, викличе “масовий” переворот спинів (магнітних моментів) протонів, в результаті якого всі протони зразка виявляться у стані зі спинами, спрямованими проти поля. Така масова зміна орієнтації протонів супроводжуватиметься різким (резонансним) поглинанням квантів (і енергії) опромінюючого електромагнітного поля. Це і є ЯМР. ЯМР можна спостерігати лише у зразках з великою кількістю ядер (10 16), використовуючи спеціальні методики та високочутливі прилади.
ЯМР чи англійською NMR imaging – це скорочення від словосполучення «ядерний магнітний резонанс». Такий спосіб дослідження увійшов до медичної практики у 80-х роках минулого століття. Він відрізняється від рентгенівської томографії. Випромінювання, що використовується в ЯМР, включає радіохвильовий діапазон із довжиною хвилі від 1 до 300 м. За аналогією з КТ ядерно-магнітна томографія використовує автоматичне керування комп'ютерним скануванням з обробкою шарового зображення структури внутрішніх органів.
У чому суть ЯМРТ
В основі ЯМР використовуються сильні магнітні поля, а також радіохвилі, які дозволяють сформувати зображення людини з окремих зображень (сканів). Така методика необхідна для екстреної допомоги пацієнтам із травмами та пошкодженням мозку, а також для планової перевірки. ЯМРТ називається вибіркове поглинання електромагнітних хвиль речовиною (тілом людини), що знаходиться в магнітному полі. Це стає можливим за наявності ядер з ненульовим магнітним моментом. Спочатку відбувається поглинання радіохвиль, потім відбувається випромінювання радіохвиль ядрами і вони переходять на низькі енергетичні рівні. Обидва процеси можна зафіксувати щодо та поглинання ядер. При ЯМР створюється неоднорідне магнітне поле. Потрібно лише налаштувати антену-передавач і приймач ЯМР-томографа на певну ділянку тканин або органів і знімати показання з точок, змінюючи частоту прийому хвилі.
При обробці інформації від просканованих точок виходять картинки всіх органів та систем у різних площинах, у зрізі, формується тривимірне зображення тканин та органів з високою роздільною здатністю. Технологія магнітно-ядерної томографії дуже складна, в її основу покладено принцип резонансного поглинання електромагнітних хвиль атомами. Людина поміщається в апарат із сильним магнітним полем. Молекули там розвертаються за напрямком магнітного поля. Потім проводиться сканування електрохвиль, зміна молекул спочатку фіксується на особливій матриці, а потім передається в комп'ютер і проводиться обробка всіх даних.
Області застосування ЯМРТ
ЯМР томографія має досить широкий спектр застосування, тому його набагато частіше використовують як альтернативу комп'ютерної томографії. Список захворювань, які можна виявити за допомогою ЯМР, дуже об'ємний.
- Головний мозок.
Найчастіше таке дослідження застосовується для сканування мозку при травмах, пухлинах, деменції, епілепсії, проблемах з судинами мозку.
- Серцево-судинна система.
При діагностиці серця та судин ЯМР доповнює такі методи, як ангіографія та КТ.
ЯМРТ дозволяє виявити кардіоміопатію, вроджену ваду серця, судинні зміни, ішемію міокарда, дистрофію та пухлини в ділянці серця, судин.
- Опорно-рухова система.
Широко застосовується ЯМР томографія та при діагностиці проблем з опорно-руховим апаратом. При такому методі діагностики дуже добре диференціюються зв'язки, сухожилля та кісткові структури.
- Внутрішні органи.
При дослідженні ШКТ та печінки за допомогою ядерно-магнітно-резонансної томографії можна отримати повноцінну інформацію про селезінку, нирки, печінку, підшлункову залозу. Якщо додатково ввести контрастну речовину, з'являється можливість відстежити функціональну здатність цих органів та їх судинну систему. А додаткові комп'ютерні програми дозволяють сформувати образи кишківника, стравоходу, жовчних шляхів, бронхів.
Ядерна магнітно-резонансна томографія та МРТ: чи є різниця
Іноді можна заплутатися у назвах МРТ та ЯМР. Якщо відмінність між цими двома процедурами? Можна однозначно відповісти, що ні.
Спочатку, на момент свого відкриття магнітно-резонансної томографії у її назві було ще одне слово «ядерна», яке з часом зникло, залишилася лише абревіатура МРТ.
Ядерна магнітно-резонансна томографія є подобою рентгенівського апарату, однак, принцип дії та можливості у неї дещо інші. МРТ допомагає отримати візуальну картинку головного та спинного мозку, інших органів з м'якими тканинами. За допомогою томографії є можливість виміряти швидкість кровотоку, течії ліквору та спинномозкової рідини. Також можна розглянути, як активується той чи інший ділянку кори мозку залежно від діяльності. Лікар під час проведення дослідження бачить об'ємне зображення, що дозволяє йому орієнтуватися щодо оцінки стану людини.
Існує кілька методів дослідження: ангіографія, перфузія, дифузія, спектроскопія. Ядерна магнітно-резонансна томографія є однією з найкращих методик дослідження, так як вона дозволяє отримати тривимірне зображення стану органів і тканин, а отже, діагноз буде встановлений точніше і лікування буде обрано правильне. ЯМР дослідження внутрішніх органів людини є саме образами, а не реальними тканинами. Образи з'являються фоточутливої плівці, коли поглинаються рентгенівські промені при отриманні рентгенівського знімка.
Основні плюси ЯМР-томографії
Переваги томографії ЯМР проти іншими методами дослідження багатогранні і значні.
Мінуси ЯМР-томографії
Але, звичайно, і такий метод не позбавлений своїх недоліків.
- Велика енерговитрата. Робота камери потребує великої кількості електроенергії та дорогих технологій для нормальної надпровідності. Але магніти з великою потужністю не надають негативного впливу здоров'я людини.
- Тривалість процесу. Ядерна магнітно-резонансна томографія є менш чутливим методом, порівняно з рентгеном. Тому потрібно більше часу для просвічування. До того ж спотворення картинки може відбуватися через дихальні рухи, що спотворює дані при проведенні досліджень легень і серця.
- За наявності такого захворювання, як клаустрофобія є протипоказанням для дослідження за допомогою ЯМРТ. Також не можна проводити діагностику за допомогою ЯМР-томографії, якщо є великі металеві імплантати, кардіостимулятор, штучні водії ритму. При вагітності діагностику проводять лише у виняткових випадках.
Кожен крихітний об'єкт людського тіла можна досліджувати з допомогою ЯМР-томографии. Лише у деяких випадках слід включати розподіл концентрації хімічних елементів у організмі. Щоб вимірювання ставали більш чутливими, слід накопичувати і підсумовувати досить багато сигналів. У такому разі виходить чітке зображення високої якості, адекватно передає реальність. З цим пов'язана і тривалість перебування людини у камері щодо ЯМР-томографии. Доведеться нерухомо пролежати досить довго.
Насамкінець можна сказати, що ядерна магнітно-резонансна томографія є досить безпечним і абсолютно безболісним методом діагностики, який дозволяє повністю уникнути впливу рентгенівських променів. Комп'ютерні програми дозволяють обробляти скани з формуванням віртуальних зображень. Межі ЯМР воістину безмежні.
Вже зараз такий спосіб діагностики є стимулом для її стрімкого розвитку та широкого застосування у медицині. Метод відрізняється своєю малою шкідливістю для здоров'я людини, але при цьому дозволяє ретельно дослідити будову органів як здорової людини, так і при наявних захворюваннях.
