Коротко. МРТ строит изображение по сигналу ядер водорода. В сильном магнитном поле протоны выстраиваются вдоль него и вращаются с частотой, пропорциональной силе поля. Радиоимпульс на этой частоте выводит их из равновесия, а возвращаясь, они излучают слабый радиосигнал. Ткани возвращаются с разной скоростью (T1 и T2), отсюда контраст. Положение точки кодируют градиенты, изображение восстанавливает компьютер.
Шаг 1. Намагничивание
Ядро водорода это протон с собственным магнитным моментом. Вне поля моменты направлены хаотично. В магните томографа их небольшой избыток выстраивается вдоль поля, и ткань приобретает слабую суммарную намагниченность. Чем сильнее поле, тем она больше и тем сильнее будущий сигнал.
Шаг 2. Резонанс
Протоны прецессируют, то есть вращаются вокруг направления поля, с частотой Лармора: 42,58 МГц на тесла. При 1,5 Тл это около 63,9 МГц, при 3 Тл около 127,7 МГц. Передающая катушка подаёт короткий радиоимпульс ровно на этой частоте, протоны поглощают энергию, и намагниченность отклоняется от оси поля.
Шаг 3. Релаксация и контраст
| Процесс | Что происходит | Где быстрее |
|---|---|---|
| T1 | намагниченность восстанавливается вдоль поля | в жире быстрее, в воде медленнее |
| T2 | протоны теряют согласованность вращения, сигнал гаснет | в плотных тканях быстрее, в жидкостях медленнее |
Подбирая время повторения (TR) и время эха (TE), получают T1-взвешенные изображения (жир светлый, жидкость тёмная, удобно для анатомии и контраста) и T2-взвешенные (жидкость светлая, видны отёк и воспаление). FLAIR подавляет сигнал ликвора, диффузионные изображения показывают ограничение движения молекул воды, это один из самых ранних признаков инсульта.
Шаг 4. Кодирование положения
Если поле везде одинаково, все протоны отвечают на одной частоте, и место сигнала не определить. Градиентные катушки по трём осям на короткое время делают поле неравномерным: выбирают срез, а внутри среза кодируют строки фазой и столбцы частотой. Данные складываются в k-пространство, и обратное преобразование Фурье превращает их в изображение.
Шаг 5. Приём сигнала
Сигнал очень слабый, поэтому его принимают катушки, положенные прямо на тело. Многоэлементные катушки с десятками каналов дают больше сигнала и позволяют ускорить исследование. Как отличаются томографы по силе поля: МРТ 1,5 Тл или 3 Тл: сравнение для клиники. Как ИИ помогает реконструкции: Нейросети в МРТ: как ИИ ускоряет исследования и чистит снимки.
Почему МРТ шумит и долго длится
Градиенты переключаются тысячи раз за исследование и механически вибрируют в сильном поле, отсюда стук. Каждое изображение требует многих повторов, а исследование включает несколько взвешиваний в разных плоскостях, поэтому оно длится 15-40 минут.
Безопасность
Ионизирующего излучения нет. Риски связаны с сильным полем (металл, импланты), нагревом тканей радиоимпульсами и шумом. Подробно для персонала: Безопасность МРТ: правила для персонала клиники.
Читайте также
- МРТ 1,5 Тл или 3 Тл: сравнение для клиники
- Безгелиевый магнит МРТ: как работает и зачем клинике
- Монтаж МРТ по этапам: от обследования помещения до первого пациента
Вопросы и ответы
На чём основан принцип МРТ?
На ядерном магнитном резонансе протонов водорода в сильном магнитном поле.
Какая частота у МРТ 1,5 Тл?
Около 63,9 МГц, для 3 Тл около 127,7 МГц.
Что такое T1 и T2?
Две скорости возвращения протонов в равновесие после радиоимпульса. Разные ткани отличаются ими, это и даёт контраст.
Есть ли у МРТ облучение?
Нет, используется магнитное поле и радиоволны.
Томографы с регистрационным удостоверением и поставкой под ключ в разделе МРТ аппараты. Подберём комплектацию под помещение и профиль клиники: +7 (499) 301-77-36.