Podyplomie

Rezonans magnetyczny

Mieczysław Pasowicz

Wstęp

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MR) jest stosowane w diagnostyce medycznej w celu uzyskania wysokiej jakości obrazów wnętrza ciała człowieka. Technika ta opiera się na zjawisku magnetycznego rezonansu jądrowego. Początkowo służyła do uzyskiwania dwuwymiarowych (warstwowych) obrazów narządów w różnych płaszczyznach przekroju, które dzięki obróbce komputerowej mogły być przetworzone na statyczny obraz przestrzenny. Obecnie jest również ważnym narzędziem umożliwiającym obrazowanie przepływu krwi w naczyniach oraz wykonywanie dynamicznych badań czynnościowych. Tzw. badania kinematograficzne (z ruchomym obrazem) umożliwiają obserwację pracujących narządów.

Niewątpliwą zaletą MR jest brak promieniowania jonizującego oraz możliwość identyfikacji tkanek na podstawie ich własności biofizycznych i biochemicznych. Obrazowanie serca za pomocą kardiologicznego rezonansu magnetycznego (CMR – cardiac magnetic resonance) jest nową metodą, coraz szerzej stosowaną w praktyce klinicznej, niekiedy nawet badaniem pierwszego rzutu w nieinwazyjnej diagnostyce chorób układu krążenia.

Podstawy fizyczne rezonansu magnetycznego

Atom jest zbudowany z jądra otoczonego powłoką elektronów. W skład jądra wchodzą m.in. protony o dodatnim ładunku elektrycznym. Protony obracają się nieustannie wokół własnej osi, w związku z czym mają moment pędu, tzw. spin. Obracający się naładowany dodatnio proton wytwarza pole magnetyczne. Kierunek spinu (w prawo lub w lewo) decyduje o położeniu wektora momentu magnetycznego (odpowiednio w górę lub w dół).

Precesja momentu magnetycznego

Wektor momentu magnetycznego protonu zatacza kręgi wokół linii zewnętrznego pola magnetycznego niczym wytrącony z równowagi dziecięcy bąk (zjawisko precesji). Szybkość, z jaką się to odbywa, nazywa się częstotliwością precesji. Jest ona zależna od natężenia pola magnetycznego, w którym znajdują się protony. Im silniejsze pole magnetyczne, tym szybsza precesja.

Zjawisko rezonansu magnetycznego

Rezonans magnetyczny polega na wzajemnym oddziaływaniu jąder atomowych, pola magnetycznego i fali elektromagnetycznej. Zjawisku rezonansu magnetycznego może ulec jedynie jądro atomowe z niesparowanym nukleonem. W obrazowaniu MR wykorzystuje się zw...

Zmiany zachodzące w tkance pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego

Namagnesowanie podłużne

Po przyłożeniu zewnętrznego pola magnetycznego spiny protonów ustawiają się tak, że wektor momentu magnetycznego jest zgodny z wektorem siły zewnętrznego pola magnetycznego (ustawienie równoległe) lub jest skierowany przeciwnie (ustawienie antyrów...