Методы повышения временного разрешения в ЯМР-томографии быстропротекающих процессов в биологических системах

• Автор: Ильясов, Наиль Ахатович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 133 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ЯМР-
ТОМОГРАФИИ
1.1. Развитие методов ЯМР
1.2. Основные физические принципы ЯМР
1.3. Методы измерения времен релаксации
1.4. Пространственное разрешение в ЯМР-томографии
1.5. Характеристики изображения
1.6. Представление к-пространства
1.7. Артефакты в ЯМР-изображениях
1.8. Методы быстрого сканирования в ЯМР-томографии
1.9. Методы визуализации кровотока
1.10. Применение контрастных веществ
ГЛАВА 2. УСИЛЕНИЕ КОНТРАСТА, ^ИЗОБРАЖЕНИЯ С
ПОМОЩЬЮ ПАРАМАГНИТНЫХ ДОБАВОК. ВОЗМОЖНОСТИ ЯМР ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ В ДИАГНОСТИКЕ БИОЛОГИЧЕКИХ ТКАНЕЙ
2.1. Применение контрастирующих агентов и механизмы 63 контрастирования
2.2. Влияние контрастного агента на интенсивность сигнала
2.3. Применение ЯМР ксенона для исследования биологических тканей 72 ГЛАВА 3. УСКОРЕННОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ С 79 ПОМОЩЬЮ РЕГИСТРАЦИИ НЕПОЛНОГО НАБОРА ФАЗА-КОДИРУЮЩИХ СТРОК В к-ПРОСТРАНСТВЕ
3.1. Преимущества и недостатки методики замещения строк в К- 79 пространстве для среднего поля
3.2. Перфузия и необходимость ее измерения для решения 81 диагностических задач

3.3. Методики замещения строк в матрице k-пространства (keyhole)
3.4. Модельные расчеты, иллюстрирующие возможности методики 88 keyhole
3.5. Разработка программного пакета
3.6. Описание работы программы для персонального компьютера
3.7. Применение методики
3.8. Заключение
ГЛАВА 4. РЕГИСТРАЦИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ Ю
КРОВОТОКА В КРУПНЫХ СОСУДАХ
4.1. Методика FFFT - Fast FourierFlow Technique
4.2. ЭКГ - синхронизация
4.3. Математическое описание методики
4.4. Измерения скорости артериального кровотока
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Широко внедряемый в мировую практику метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) стал мощным диагностическим методом в медицине. Безвредный для здоровья человека, этот метод во многих случаях представляется единственным способом для идентификации характера патологий во внутренних органах, включая органы центральной нервной системы (головной, спинной мозг), органы брюшной полости, сердечно-сосудистую системы, суставы.
Развитие функциональной диагностики на основе магнитно-резонансной томографии и ЯМР-спектроскопии in vivo позволяют устанавливать не только состояние органов, но и биохимические процессы, происходящие в живом организме на молекулярном уровне. Это открывает значительные возможности в медицинской диагностике и принципиально новые подходы в лечении заболеваний.
Очевидно, что информативность ЯМР-спектроскопии и томографии при исследовании веществ и биологических объектов во многом определяется его спектральным и пространственным разрешением. Однако при достижении высокого спектрального или пространственного разрешения теряется чувствительность метода за счет уменьшения пиковой амплитуды сигнала. Поэтому для получения магнитно-резонансного изображения проводят накопление сигнала в течение нескольких или даже десятков минут. При этом возникают трудности при исследованиии больных пациентов, а исследование динамических процессов в живом организме становится практически невозможным.
При изучении кровотока скорость измерений должна быть сопоставимой со скоростью самого кровотока. В ЯМР томографии часто применяются контрастные агенты - парамагнитные релаксанты, которые

Рис. 11. Импульсная последовательность селективного возбуждения среза.
Форма выбираемого сечения определяется огибающей РЧ-импульсов и степенью насыщения, зависящей от параметра Т]. При реконструкции изображения по проекциям на первом этапе необходимо выделить нужное сечение, что достигается наложением градиента поля. Выделив интересующее нас сечение, необходимо затем получить пространственное разрешение вдоль осей х и у в этом сечении. В случае последовательности импульсов насыщение-восстановление и считывании ССИ при наличии х-градиента поля каждой содержащейся в ССИ частоте будет соответствовать своя координата по оси х. При этом преобразование Фурье сигнала ССИ можно считать проекцией интенсивности сигнала в данной плоскости на ось х. При комбинировании х- и у-градиентов во время считывания сигнала можно получить проекции под разными углами. Периодически повторяя последовательность импульсов селективного возбуждения, выделяя с помощью г-градиента интересующее нас сечение, а затем считывая ССИ при наложении комбинации из х- и у-градиентов, меняющихся при каждом измерении, можно получить серию проекций в плоскости, что позволит