Принципы томографии

Сверхпроводящие магниты.

В настоящее время наиболее широко используются сверхпроводящие магниты. Магнитное поле порождается током, который течет по обмоткам проводов. Провод окружен хладагентом, таким как жидкий гелий, для уменьшения электрического сопротивления.

При температуре 4 Кельвина (-269°C) электрический провод “теряет” электрическое сопротивление. Однажды возбужденный в сверхпроводящем кольце ток позволяет поддерживать магнитное поле. Сверхпроводимость используется в системах с очень высокой напряженностью поля до 12 Т. Наиболее часто в клинической практике применяются системы с напряженностью поля до 1.5 Т. Большинство сверхпроводящих магнитов – магниты сквозного типа.

На рисунке представлена структура сверхпроводящего магнита. Вакуумный слой, окружающий кольцо, действует как термоизоляционная защита. Эта защита предотвращает слишком быстрое выкипание гелия.

Рисунок показывает несколько примеров магнитов сквозного типа разных производителей.

В 1997 году фирма Toshiba представила первый в мире сверхпроводящий магнит открытого типа. В системе используется специальный металлический сплав, который проводит низкую температуру, необходимую для сверхпроводимости. Преимущество этого состоит в том, что система не нуждается в заправке гелия, поэтому резко сокращаются эксплуатационные расходы. Открытая конструкция уменьшает беспокойство и клаустрофобию пациента.

На рисунке представлена система OPART фирмы Toshiba с полем 0.35 T, которая совмещает открытую конструкцию с преимуществами, присущими сверхпроводящим магнитам.

Другим преимуществом открытой конструкции магнита является возможность проведения интервенционных процедур во время сканирования.

Рисунок иллюстрирует сверхпроводящую систему “двойного кольца” фирмы General Electric с полем 0.5 T. Хирург стоит между двумя полюсами магнита. Хотя такая конструкция максимально удобна для проведения интервенционных процедур за счет свободного доступа к пациенту, применение двух систем с полем 1.5 T значительно повышает стоимость установки.

РЧ катушки

РЧ катушки необходимы для передачи и приема радиочастотных волн, используемых в МР сканерах. РЧ катушки – один из наиболее важных компонентов, оказывающих влияние на качество изображения. Современные МРТ сканеры имеют ряд РЧ катушек, позволяющих получать изображения всех частей тела. Существует два типа РЧ катушек: объемные и поверхностные.

Объемные РЧ катушки.

Конструкция объемной катушки имеет седловидную форму, которая гарантирует однородность РЧ поля внутри катушки. Объект исследования помещается внутрь объемной катушки. Они используются для передачи и приема сигнала, хотя иногда катушки применяются только для приема сигнала.

Поверхностные катушки.

Из названия следует, что поверхностные катушки помещаются над областью исследования, такой как височно-нижнечелюстной сустав, орбита или плечо. Катушка состоит из отдельного или двойного кольца медного провода. Они имеют высокое отношение сигнал - шум (SNR) и обеспечивают формирование изображения с очень высоким разрешением. Недостатком таких катушек является быстрая потеря однородности сигнала по мере удаления от катушки. В случае круглой поверхностной катушки, глубина проникновения равняется приблизительно половине ее диаметра.

На рисунках представлено несколько примеров поверхностных катушек:

Квадратурные катушки.

Квадратурные катушки или катушки с круговой поляризацией могут быть седловидной формы или относиться к поверхностным катушкам. Общей чертой этих катушек является содержание не менее двух проводов, помещенных под определенными углами друг к другу. Преимущество этой конструкции состоит в том, что они формируют сигнал в √2 раз больший по сравнению с катушками с одним проводом. В настоящее время, большинство объемных катушек – квадратурные катушки. Представленные на рисунке ранее объемные катушки – квадратурные.

Катушки с фазовой решеткой.

Катушки с фазовой решеткой состоят из многочисленных поверхностных катушек. Поверхностные катушки обладают самым высоким отношением сигнал - шум, но имеют ограниченную область чувствительности. Путем объединения 4 или 6 поверхностных катушек можно создать катушку с большой областью чувствительности.

 Скачать реферат