Реферат: Основы работы магнитно-резонансных томографов. Техническое обслуживание

. Физические основы явления ЯМР

Явление ЯМР связано с поведением в магнитном поле магнитных моментов атомных ядер. Ядро атом состоит из протонов и нейтронов. Все частицы постоянно вращаются вокруг своей оси и обладают поэтому собственным моментом количества движения - спином s. При этом собственный положительный заряд протона вращается вместе с ним и создает по закону электромагнитной индукции собственное магнитное поле. Таким образом собственное магнитное поле протона похоже на поле постоянного магнита и представляет собой магнитный диполь с северным и южным полюсами. Когда пациента помещают внутрь сильного магнитного поля МР-томографа, все маленькие протонные магниты тела разворачиваются в направлении внешнего поля. Помимо этого, магнитные оси каждого протона начинают вращаться вокруг направления внешнего магнитного поля. Это специфическое вращение называется прецессией, а его частоту - резонансной частотой или частотой Лармора. Частота Лармора пропорциональна силе внешнего магнитного поля и составляет для ядер атома водорода 42,58 МГц/Тс.

Большинство магнитных моментов протонов прецессируют в сторону «севера», т.е. в направлении, параллельном внешнему магнитному полю. Их называют «параллельными протонами». Оставшаяся меньшая часть М моментов протонов прецессирует свои М моменты в сторону «юга», т.е. практически антипараллельно внешнему маг. полю, это «антипараллельные протоны». В результате в тканях пациента создается суммарный магнитный момент: ткани намагничиваются, и их магнетизм (М) ориентируется точно параллельно внешнему магнитному полю В0. Величина М определяется избытком параллельных протонов, который пропорционален силе внешнего М поля, но он всегда крайне мал. М также пропорционален числу протонов в единице объема ткани, т.е. плотности протонов. Огромное число (примерно 1022 в мл воды) содержащихся в большинстве тканей протонов обусловливает тот факт, что чистый магнитный момент достаточно велик, для того чтобы индуцировать электрический ток в расположенной вне пациента принимающей катушке. Эти индуцированные «МР-сигналы» используются для реконструкции МР-изображения.

6. МР-сигнал

Любое магнитное поле может индуцировать в катушке электрический ток, но предпосылкой для этого является изменение силы поля. При пропускании через тело пациента вдоль оси y коротких ЭМ радиочастотных импульсов М поле радиоволн заставляет М моменты всех протонов вращаться по часовой стрелке вокруг этой оси. Для того чтобы это произошло, необходимо, чтобы частота радиоволн была равна ларморовской частоте протонов. Это явление и называют ядерным магнитным резонансом. Под резонансом понимают синхронные колебания, и в данном контексте это означает, что для изменения ориентации магнитных моментов протонов М поля протонов и радиоволн должны резонировать, т.е. иметь одинаковую частоту.

После передачи 90-градусного импульса вектор намагниченности ткани (М) индуцирует электрический ток (МР-сигнал) в приемной катушке. Приемная катушка размещается снаружи исследуемой анатомической области, ориентированном в направлении пациента, перпендикулярно В0. Когда М вращается в плоскостях х-у, он индуцирует в катушке Э ток, и этот ток называют МР-сигналом. Эти сигналы используют для реконструкции изображений МР-срезов. При этом ткани с большими магнитными векторами будут индуцировать сильные сигналы и выглядеть на изображении яркими, а ткани с малыми магнитными векторами - слабые сигналы и будут на изображении темными.

7. Контрастность изображения: протонная плотность, Т1- и Т2-взвешенность

Контраст на МР-изображениях определяется различиями в магнитных свойствах тканей или, точнее различиями в магнитных векторах, вращающихся в плоскости х-у и индуцирующих токи в приемной катушке. Величина магнитного вектора ткани прежде всего определяется плотностью протонов. Анатомические области с малым количеством протонов, например воздух всегда индуцируют очень слабый МР-сигнал, и таким образом, всегда представляются на изображении темными. Вода и другие жидкости, с другой стороны, должны быть яркими на МР-изображениях как имеющие очень высокую плотность протонов. Однако это не так. В зависимости от используемого для получения изображения метода жидкости могут давать как яркие, так и темные изображения. Причина этого состоит в том, что контрастность изображения определяется не только плотностью протонов. Определенную роль играют несколько других параметров; два наиболее важных из них - Т1 и Т2.

8. Противопоказания и потенциальные опасности

До настоящего времени не доказаны вредные эффекты используемых в МРТ постоянных или переменных магнитных полей. Однако, любой ферромагнитный объект подвергается воздействию сильных магнитных сил, и расположение любого ферромагнитного объекта в месте, где его перемещение может быть опасным для пациента, является абсолютным противопоказанием к применению МРТ. Наиболее важными и опасными объектами являются внутричерепные ферромагнитные клипсы на сосудах и внутриглазные ферромагнитные инородные тела. Набольшая потенциальная опасность, связанная с этими объектами - тяжелое кровотечение. Наличие кардиостимуляторов является абсолютным противопаказ. для МРТ. На функционирование этих приборов может повлиять магнитное поле, и, более того в их электродах могут индуцироваться электрические токи с возможным нагревом эндокарда.

Передаваемые радиочастотные волны всегда вызывают нагрев тканей. Для предотвращения опасного нагрева максимально допустимая энергия, излучаемая на пациента, регулируется международными рекомендациями. Первые три месяца беременности некоторыми авторами расцениваются как абсолютное противопоказание для МРТ из-за риска нагрева плода. В течение первых трех мес. плод окружен относительно большим объемом амниотической жидкости и обладает крайне ограниченными возможностями для отвода избыточного тепла. [№8]

. Техническое обслуживание

Техническое обслуживание оборудования проводится в соответствии с методическими рекомендациями «Техническое обслуживание медицинской техники, введенными в действие Минздравом России (№293-22/233 от 27.10.2003г.) и Приказом Департамента здравоохранения № 1444 от 12.11.2009(Временный регламент)

Техническое обслуживание медицинской техники - это комплекс регламентированных нормативной и эксплуатационной документацией мероприятий и операций по поддержанию и восстановлению неисправности и работоспособности медицинской техники при ее использовании по назначению.

Техническое обслуживание медицинского оборудования включает следующие основные виды работ:

·   периодическое и текущее техническое обслуживание;

·   контроль технического состояния (КТС в том числе и поверка эксплуатационных параметров рентгеновского оборудования);

·   восстановление работоспособности с заменой вышедших из строя узлов и деталей (текущий ремонт). Суммарная стоимость запасных частей должна быть не менее 40% стоимости контракта, но не должна превышать 65% стоимости контракта;

·   установка всех программных опций на компьютерном томографе в демонстрационном режиме;

·   ведение журнала технического обслуживания;

·   инструктаж медицинского персонала по правилам эксплуатации медицинского оборудования и соблюдения правил техники безопасности при работе с ним.

Периодическое и текущее техническое обслуживание медицинского оборудования предназначено для выявления и предупреждения отказов и неисправностей изделий путем своевременного выполнения работ, обеспечивающих их работоспособность в течение периода между очередными обслуживаниями, выявлении изношенных и поврежденных частей (деталей), замены сменных комплектующих частей, узлов и деталей и наладки настройки МТ. Содержание, порядок и правила проведения технического обслуживания устанавливаются эксплуатационной документацией на изделие и разработанными типовыми технологическими картами технического обслуживания, включающими в себя объемы работ, критерии качества и перечень используемого технологического оборудования и приборов.

Контроль технического состояния заключается в проверке соответствия значений параметров и характеристик медицинской техники требованиям нормативной и эксплуатационной документации, проверке всех защитных устройств и блокировок с применением рекомендованных средств измерения, внесенных в Государственный Реестр СИ, либо специальных средств, обеспечивающих качественное выполнение КТС. Работы по КТС проводятся аккредитованными в установленном порядке на данный вид деятельности лабораториями Исполнителя.

Ниже в качестве примера приведен перечень регламентно-профилактических работ на магнитно-резонансном томографе Magnetom Avanto производства фирмы Siemens

Заключение

История показывает, что каждое новое физическое явление или метод проходит трудный путь, начинающийся с момента открытия и проходящий через несколько фаз. Сначала почти никому не приходит мысль о возможности применения этого явления в повседневной жизни. Затем наступает фаза развития, во время которой данные исследований убеждают всех в его большой практической значимости. Затем следует фаза стремительного взлета. Так произошло и с явлением ЯМР, открытым Е.К.Завойским в 1944 г. в форме парамагнитного резонанса и независимо открытого Блохом и Парселлом в 1946 г. в виде резонансного явления магнитных моментов атомных ядер.

Данное открытие позволило сделать огромный прорыв в развитии медицины, биологии и химии.Например, в неврологии МРТ не связанна с риском для здоровья пациента и абсолютно безболезненна.

Широкое применение МРТ в неврологии обусловлено высокой информативностью, относительной доступностью и безопасностью данного метода обследования. Использование ядерно-магнитного резонанса в МР-томографах позволяет получать картинки слоев или срезов головного мозга, позвоночника и спинного мозга без рентгеновского облучения пациента. Благодаря способности отображать мягко-тканные структуры магнитно-резонансная томография в неврологии часто применяется для визуализации мозгового вещества, связок позвоночника, межпозвонковых дисков и нервных волокон.

На данный момент, благодаря развитию ЯМР, врачи могут проводить Магнитно-резонансная томография головного мозга агнитно-резонансная томография околоносовых пазух, томография гипофиза, всего позвоночника, головного мозга и др.

Магнитно-резонансная томография - один из самых перспективных и быстро совершенствующихся методов современной диагностики. Опираясь на последние достижения электроники, криогенной техники и новейшие информационные технологии, МР томография позволяет за несколько минут получить изображения, сравнимые по качеству с гистологическими срезами, а для получения высококачественных диагностических изображений время обследования пациента можно снизить до нескольких секунд. При этом врач получает возможность не только исследовать структурные и патологические изменения, но и оценить физико-химические, патофизиологические процессы всего обследуемого органа или его отдельной структуры, проводить функциональные исследования и т.д.[3]

МР томография позволяет получить серию тонких срезов, построить трехмерную реконструкцию исследуемой области, выделить сосудистую сеть и даже отдельные нервные стволы. Такая реконструкция оказывает неоценимую помощь врачу. Ранняя постановка диагноза позволяет своевременно начать лечение заболевания[1].

Но каждый администратор, занимающийся проблемами рентгенологии и диагностики, должен четко понимать, сможет ли диагностическая значимость МР томографии оправдать высокую стоимость некоторых МР приборов (особенно сверхпроводящих) и те затраты, которые требуются на их эксплуатацию в повседневной медицинской практике.

Список литературы

1.   Розенштраух Л.С. Невидимое стало зримым (успехи и проблемы лучевой диагностики).- М.: Знание, 1987.- 64 с.

2.      Габуния Р.И., Колесникова Е.К. Основы компьютерной томографии. Медицина - 1985.

.        Томография грудной клетки / Помозгов А.И., Терновой С.К., Бабий Я.С., Лепихин Н.М. - К.:Здоровья,1992.- 288 с.

.        Компьютерная томография мозга. Верещагин Н.В., Брагина Л.К., Вавилов С.Б., Левина Г.Я.-М.:Медицина,1986.-256 с.

.        Коновалов А.Н., Корниенко В.Н. Компьютерная томография в нейрохирургической клинике.-М.: Медицина,1988. - 346 с.

.        Справочник пользователя. Complex Diagnostic Systems Ltd, 1995-26с

.        В. К. Воронов- Ядерный магнитный резонанс //Соровский образовательный журнал, №10, 1996, с.70-75

8.      сайт <http://www.doktor.ru/medinfo>

.        сайт http://www.ldc-pmc.ru/services/tomograf/

.        Выступление на клинической конференции в интернатуре. Башкирский государственный медицинский университет. Кафедра неврологии.