Tuumamagnetresonantstomograafia: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
1. rida:
[[Image:Modern 3T MRI.JPG|thumb|300px|Meditsiiniline magnetresonantstomograaf]]
'''(Tuuma)magnetresonantstomograafia ((T)MRT)''' ([[inglise keel]]es ''(nuclear)'' ''magnetic resonance imaging''; lühend ''(N)MRI'') on peamiselt tuntud kui meetod kujutiste tekitamiseks elusate [[organism]]ide läbipaistmatute elundite sisemusest ning vee hulga kindlakstegemiseks [[geoloogia|geoloogilistes]] [[struktuur|struktuurides]] [[magnetmoment|magnetmomenti]] omavate aatomite ning tugeva [[magnetväli|magnetvälja]] abil. Seetõttu kasutatakse meetodit põhiliselt elus[[kude]]de [[patoloogia|patoloogiliste]] või [[füsioloogia|füsioloogiliste]] muutuste [[Visualiseerimine|visualiseerimiseks]] ning selleks, et hinnata näiteks [[kivim]]ite [[läbilaskvus]]t [[süsivesinik]]e suhtes. Laialdasemas kasutuses on võimalik uurida muidki magnetmomendiga aatomeid sisaldavaid aineid.
== Ajalugu ==
11. rida ⟶ 9. rida:
1950-ndatel aastatel toimus valdkonnas hüppeline areng, mil nähtust kasutati laialdaselt erinevate [[Orgaanilised ühendid|orgaaniliste ühendite]] analüüsiks ning dokumenteerimiseks. 1971. aasta septembris leiutas [[Paul Lauterbur|P. C. Lauterbur]] [[Herman Carr|H.Carri]] ühedimensionaalset TMR-i edasi arendades TMRT, mille teooria ning esimesed katsepildid avaldas ta 1973. aasta märtsis. Füüsik-matemaatik [[Peter Mansfield|P.Mansfield]] aitas 1970-ndate aastate lõpus välja arendada matemaatilise tehnika, mille abil muutus TMRT hulga kiiremaks. Esimene uuring elava inimese peal viidi läbi 1977. aastal, esimene kasvaja tuvastati MRT abil 1980. aastal.
[[Tuumamagnetresonantsspektroskoopia]]t, mis on ajalooliselt magnetresonantstomograafia meetodite aluseks, kasutatakse laialdaselt ainete struktuuri uurimiseks. Selle meetodi arendamise eest sai [[šveitslased|šveitslane]] [[Richard Ernst]] [[1991]] [[Nobeli füüsikaauhind|Nobeli füüsikaauhinna]] ja [[šveitslased|šveitslane]] [[Kurt Wüthrich]] [[2002]] [[Nobeli keemiaauhind|Nobeli keemiaauhinna]]. [[2003]]. aasta lõpu seisuga oli maailmas kasutusel umbes 22 000 MRT-aparaati. Aastal 2003 tehti maailmas umbes 60 miljonit MRT-uuringut. Ühe uuringu maksumus on umbes 500 [[euro]]t.<ref>[http://www.teslasociety.com/mri.htm A Short History of the Magnetic Resonance Imaging (MRI)] - MRT lühiajalugu (vaadatud: 30.detsember 2014)</ref>
== Lihtsustatud seletus meditsiini valdkonnas ==
20. rida ⟶ 18. rida:
Ergastusimpulsside lõppedes [[Relaksatsioon|relakseeruvad]] tuumade magnetmomentide suunad tagasi algsesse tasakaalulisse olekusse, mille käigus kiirgavad nad teatud raadiosagedusliku energiat, mida patsiendi ümber mähitud [[pool]]id registreerivad. Vastavaid signaale töötleb [[arvuti]], mis [[genereerima|genereerib]] teatud matemaatiliste [[Algoritm|algoritmide]] abil vastava koe detailse kujutise.
Kliinilises praktikas kasutatakse MRT-d patoloogilise koe (näiteks [[ajukasvaja]]) eristamiseks normaalsest koest. <ref>[http://www.howequipmentworks.com/physics/medical_imaging/mri/magnetic_resonance_imaging.html How MRI works?] - Lihtne MRT tööpõhimõtte seletus (inglise keeles) (vaadatud: 30.detsember 2014)</ref>
== Teaduslik seletus ==
26. rida ⟶ 24. rida:
=== Fourier' teisendusega TMR ===
[[File:Fid.jpg|thumb|FT-TMR-i FID signaali idealiseeritud nädis (indutseeritud pinge vs. aeg), mis annab Fourier' teisendusel pinge vs. sageduse graafikul ühe piigi.]]
Tänapäeval kasutatakse parema MRT signaali saamiseks [[Pidevkiirguse spektroskoopia|pidevkiirguse spektroskoopilise]] (CWS) meetodi asemel [[Fourier' teisendus|Fourier' teisendusega]] TMR (FT-TMR) meetodeid, mille põhimõtteks on tugevas magnetväljas (B<sub>0</sub>) olevate aatomituumade [[periood|perioodiline]] mõjutamine lühikeste raadiosageduslike impulssidega (1-10 μs), mis tekitavad esialgse magnetväljaga risti oleva lisamagnetvälja B<sub>1</sub>. Viimase toimel orienteeruvad magnetmomenti omavad tuumad magnetväljas ümber (asustavad kõrgema(id) [[energiatase|energiataseme]](id)) ning pärast impulsi lõppemist lähevad tuumad teatud aja jooksul [[Pretsessioon|pretsesseerudes]] tagasi algolekusse (B<sub>0</sub> magnetväljaga samasse sihti) – tuumad relakseeruvad. Algolekusse naasmine tekitab vastaval [[Larmori sagedus|Larmori sagedusel]] (ω = - γ B<sub>0</sub>, kus γ on on [[güromagnetiline suhe]] [Hz/T]) [[Fluktuatsioon|fluktueeruva]] magnetvälja, mis [[Induktsioon|indutseerib]] ümbritsevas MRT aparaadi mõõtemähises (poolis) ajas kahaneva amplituudiga pinge – [[vabainduktsioonsumbumine|vabainduktsioonsumbumise]] (ingl k. FID, ''free induction decay'') – teisisõnu mõõdetakse B<sub>1</sub>-ga samas suunas relakseerumise tulemusel toimuvat magnetvälja muutust ajas, mida kuvatakse pärast Fourier' teisendust TMR [[spekter|spektri]] sagedusteljel piigina. <ref name=MRT>[http://www.uni-leipzig.de/~energy/pdf/freuse4.pdf Lepzig University - Nuclear Magnetic Resonance] - Leipzig'i Ülikooli õppematerjal MRT kohta (vaadatud: 30.detsember 2014)</ref><ref=ivo>[http://tera.chem.ut.ee/~ivo/ak2/NMR.pdf Analüütiline keemia II]- tuumamagnetresonantsspektroskoopia (vaadatud: 30.detsember 2014)</ref>
=== Relaksatsioon ja resolutsioon ===
33. rida ⟶ 31. rida:
[[Pikirelaksatsioon|Pikirelaksatsiooni]] aega T<sub>1 </sub>nimetatakse ka [[spinn-võre relaksatsiooniaeg|spinn-võre relaksatsiooniajaks]] ning see iseloomustab relaksatsioonimehhanisme, milles tuumade spinnid annavad ümbritsevale keskkonnale energiat ära, saavutades [[Termiline energia|termiliselt]] tasakaalulise jaotuse. Pikirelaksatsiooni nimetus tuleneb faktist, et vastavad mehhanismid üritavad spinnivektorite suunda muuta paralleelseks magnetvälja suunaga. Tüüpiliselt, mida tugevam on magnetväli, seda lühem on ka uurimise all oleva tuuma T<sub>1</sub>.
[[Põikrelaksatsioon|Põikrelaksatsiooni]] aega T<sub>2 </sub>nimetatakse ka [[spinn-spinn relaksatsioon|spinn-spinn relaksatsiooniajaks]] või [[Faas (elekter)|faas]]<nowiki/>i[[Koherentsus|koherentsuse]] kadumise ajaks ning see iseloomustab magnetvälja suunaga risti toimuvaid relaksatsiooni mehhanisme. Pärast B<sub>1 </sub>impulssi on tuumad esialgselt ühes suunas orienteeritud ning jätkavad pretsesseerumist ümber B<sub>0</sub> telje. Samas kaotavad lühikese aja möödudes tuumade spinnide faasid koherentsuse – mõningate tuumade spinni faasid jäävad teistest maha – see põhjustab B<sub>0</sub>-ga risti oleva summaarse magnetmomendi hääbumise faaside ühtlase jaotumise tõttu ajas, mida iseloomustabki T<sub>2</sub>. Tuuma põikmagnetmomendi amplituud langeb T<sub>2</sub> jooksul 37 protsendile.<ref name=relax>[https://www.ucl.ac.uk/nmr/NMR_lecture_notes/L5_3SH_web_shortened.pdf London's Global University - Nuclear Magnetic resonance - relaxation] - MRT relaksatsiooni seletus (vaadatud: 30.detsember 2014)</ref><ref name=relax2>[http://www.drcmr.dk/mr Danish Research Center for Magnetic Resonance - A classical explanation of Magnetic Resonance and relaxation] - Taani Magnetresonantsi Teaduskeskuse materjal "Magnetresonantsi ja relaksatsiooni klassikaline seletus" (vaadatud: 30.detsember 2014)</ref>
T<sub>2</sub><sup>* </sup>on praktikas mõõdetav FID relaksatsiooniaeg, mis arvestab ka magnetvälja ebahomogeensust. Nii T<sub>2</sub>-te kui ka T<sub>2</sub><sup>*</sup>-te on võimalik mõõta [[Hahn]]'i kajakatses, misjuhul [[Eksponeeritus|eksponeeritakse]] proovi kahe järjestikuse RF impulsiga, millest esimene pöörab tuuma spinni 90 kraadi B<sub>0</sub> telje suhtes ning teine 180 kraadi B<sub>0</sub>-ga risti oleval tasandil (n-ö „peegeldab“ spinnivektoreid). Nendele kahele impulsile järgneb lühiajaline spinnivektorite koherentsus (maksimumis samasuunalisus), mida nimetataks kajaks. Muutes impulsside vahelist aega pikemaks, võib täheldada kaja amplituudi [[Eksponentsiaalne kahanemine|eksponentsiaalset vähenemist]], millest avaldub T<sub>2</sub>. Kuigi reaalsed FID signaalid hääbuvad ajas väga kiiresti, kasutatakse praktikas n-ö „kadunud signaali“ taastamiseks eelpool mainitud kaja meetodit.
102. rida ⟶ 100. rida:
* sagedus sõltub kaugusest keskpunktist (k<sub>x</sub> = 0, k<sub>y</sub> = 0) – mida kaugemal asetseb k-ruumi punkt keskpunktist, seda kõrgema sagedusega planaarlaine tekitab ta reaalses ruumis ning mida rohkem kõrgemate sagedustega laineid, seda detailsem pilt [[reaalne ruum|reaalses ruumis]] (võrdväärne rohkete järkudega kahedimensionaalse Fourier' seeriaga);
* nurk reaalse ruumi x-telje suhtes sõltub k<sub>y</sub> väärtusest – kuna k-ruum koosneb peamiselt kompleksarvudest, võib seda pidada [[Analoogia|analoogseks]] tüüpilise kompleksarvude ruumiga, seega kuna k<sub>x</sub> esindab [[reaalarvuline väärtus|reaalarvulisi väärtusi]] ning k<sub>y</sub> [[imaginaarväärtus|imaginaarseid väärtusi]], avaldub vastav nurk järgnevalt: θ = arctan(k<sub>y</sub>/k<sub>x</sub>);
* resolutsioon sõltub k<sub>x</sub><sup>max</sup> ja k<sub>y</sub><sup>max</sup> väärtustest. <ref=k-filt>[http://www.revisemri.com/tools/kspace/ Reverse MRI - K-space tool] - interaktiivne k-ruumi muutev tööriist (võrdlusena k-ruum ja teisendusel saadav kuvand) (vaadatud: 30detsember 2014)</ref>
=== 3D MRT ===
154. rida ⟶ 152. rida:
Pilt:MR Knee.jpg|MRT pilt põlvest. Selgelt on eristatavad ka pehmed koed.
Pilt:MRI head side.jpg|MRT pilt peast
Pilt:NPH_MRI_275.gif|MRT läbilõige inimese peast
</gallery>
199. rida ⟶ 198. rida:
[[Kategooria:Geofüüsika]]
[[Kategooria:Radioloogia]]
==Viited==
{{viited}}
<!-- interwiki -->
| |||