Магнитно-резонансная термометрия на основе измерений времени продольной релаксации и химического сдвига

• Автор: Ханов, Сердар Курбанович
• Шифр специальности: 03.01.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК АББРЕВИАТУР

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Основные принципы магнитно-резонансной томографии

1.1 Определение магнитно-резонансной томографии

1.2 ЯМР-сигнал

1.3 Спад свободной индукции

1.4 ЯМР-релаксация

1.5 Импульсные последовательности

1.6 Пространственное детектирование избранных спинов

1.7 Построение МР-изображения
Глава 2. Проблема применения МРТ для термометрии
2.1 МРТ как неинвазивный способ регистрации температурных полей
2.2 Современное состояние медицинской термотерапии
2.3 Проблема контроля температуры при термотерапии
2.4 Анализ термочувствительных параметров ЯМР и методов на их основе
2.4.1. Метод химического сдвига
2.4.2. Метод Т1-релаксации
2.4.3. Диффузионный метод
2.4.4. Метод Т2 релаксации
Глава 3. Условия проведения модельных экспериментов
3.1 Конфигурация МРТ аппаратуры
3.2 Импульсные последовательности, используемые в работе
3.3 Особенности МРТ-реализации фазового кодирования
3.4 Определение 77- и 72-релаксационных характеристик
3.5 Технические требования к устройствам для совместимости с МРТ
3.6 Артефакты на MPT-изображениях от металлосодержащих материалов
3.7 Установка для создания и регистрации стационарных температурных полей различной интенсивности
3.8 Установка для создания и регистрации квазистационарного температурного градиента
Глава 4. МР-тсрмометрия модельных образцов и лабораторных животных

4.1. МРТ-термометрия модельных образцов методами ТІ релаксации и химического сдвига
4.1.1. МРТ-регистрация стационарного температурного градиента
4.1.2. Термометрия стационарных температурных полей различных интенсивностей.
4.2. МР-гермометрия лабораторных животных
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ПРИЗНАТЕЛЬНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК АББРЕВИАТУР
МР - магнитно-резонансный
МРТ - магнитно-резонансная томография
ЯМР - ядерный магнитный резонанс
РЧ - радиочастотный
ИП - импульсная последовательность
ВАХ - вольт-амперная характеристика
Т1-ВИ- 77-взвешенное изображение
Т2-ВИ- 72-взвешенное изображение
77 - время спин-решеточной релаксации
Т2 - время спин-спиновой релаксации
ТЕ - Time Echo (время эхо)
TI - Time Inversion (время инверсии)
TR - Time Repetition (время повторения)
SE - Spin Echo (ИП спин-эхо)
FSE - Fast Spin Echo (ИП быстрое спин-эхо)
MSME - Multi Spin Multi Echo (ИП мульти-сиин-мульти-эхо)
GE - Gradient Echo (ИП градиентное эхо)
IR - Inversion Recovery (ИП инверсия-восстановление)
RARE - Rapid Acquisition with Relaxation Enhancement (ИП быстрого сканирования, аналогичен ИП FSE)
ROI- region of interest (зона интереса)
FOV- field of view (поле зрения)
FISP - Fast Imaging with Steady State Precession
PVM PRESS - ParaVision Methods Point Resolved Spectroscopy

ориентации их по направлению силовых линий электромагнитного поля. Наибольшее образование тепла происходит в тканях, содержащих значительное количество воды - в крови, лимфе, мышцах, тканях паренхиматозных органов. Нетепловой компонент проявляется в различных внутримолекулярных физикохимических и электрохимических изменениях и в структурных перестройках, возникающих под влиянием энергии микроволн в биоколлоидных системах. Он состоит в изменении осмотического давления, поверхностного натяжения и проницаемости клеточных мембран, коллоидного состояния цитоплазмы и межклеточной жидкости, поляризации элементов крови и ветвей белковых макромолекул, резонансном поглощении энергии поля отдельными макромолекулами, аминокислотами и др. Эти изменения при адекватной дозировке СВЧ-терапии отражают функциональное состояние клеток, тканей и органов.
Соотношение теплового и нетеплового эффектов определяется дозировкой воздействия - при малой мощности преобладает нетепловой, а при большой мощности - тепловой компонент. Для сантиметровых волн характерно большее отражение от поверхности тела (до 60%) и менее глубокое проникновение в ткань (в среднем на 5 - 6 см). Эти волны сравнительно не очень равномерно поглощаются разными слоями тканей, что может приводить к неконтролируемому перегреву некоторых участков.
Дециметровые волны более равномерно и глубоко (в среднем на 8 - 9 см) проникают в ткань, вследствие чего ДМВ-терапия применяется в лечебной практике более широко. Для дециметровой терапии применяют волны длиной 69, 65 и 33 см с частотами 433, 460 и 915 МГц соответственно.
При ДМВ-терапии большая часть поглощенной энергии превращается в тепло. В живых тканях повышение температуры идёт и за счёт активизации местных обменных процессов. Локальное воздействие ДМВ в и терапевтических дозах обычно не вызывает повышения температуры тела человека при том, что интенсивное радио-облучение может вызывать общее повышение температуры тела, вплоть до гибели с явлениями перегрева. Температура в тканях, богатых