Основы теории ядерного магнетизма. Спин и
магнитный дипольный момент ядра. Классификация
ядер по наличию магнитного момента. Магнитные
свойства протона. Поведение протона в постоянном
магнитном поле. Векторная модель для описания
движения магнитного диполя в постоянном поле.
Уравнение Лармора. Экспериментальное наблюдение
ядерного магнитного резонанса (ЯМР).
Классическая и квантово-механическая трактовка
явления ЯМР. Резонансная частота и спектр ЯМР.
Применение спектроскопии ЯМР. Понятие о наиболее
важных спектральных параметрах.
ЯМР в макроскопическом объекте. Распределение
Больцмана для ядер с двумя спиновыми
состояниями. Макроскопическая намагниченность.
Метод векторных диаграмм для описания поведения
намагниченности. Времена релаксации Т1 и Т2.
Ширина спектральной линии. Понятие о
молекулярно-физических механизмах релаксации.
Биологическое значение времен релаксации.
Импульсная Фурье-спектроскопия ЯМР. Векторное
описание импульсного эксперимента. Связь угла
поворота вектора намагниченности с
длительностью импульса. Сигнал спада свободной
индукции (ССИ). Фурье-преобразование ССИ.
Компьютерное обеспечение современной
спектроскопии ЯМР. Накопление сигнала.
Селективность импульсов. Применение импульсов
специальной формы. Основные технические
параметры в импульсной Фурье-спектроскопии
(спектральная ширина, числовое разрешение,
длительность импульса, релаксационная задержка,
число прохождений). Понятие об импульсных
последовательностях. Последовательности для
измерения Т1 ('насыщение-восстановление',
'инверсия-восстановление') и Т2 ('спиновое
эхо', 'мульти-эхо').
Основные физические принципы МРТ. Линейный
градиент магнитного поля. Применение градиентов
для создания пространственного разрешения в МРТ.
Основные компоненты томографического
эксперимента (градиенты, импульсная
последовательность, регистрация сигнала).
Временные диаграммы эксперимента.
Селектирование. Классификация методов МРТ по
селектированию определенной области
пространства. Технические способы
селектирования.
Физико-технические основы МРТ. Линейное
сканирование. Частотное кодирование. Планарная
томография. Восстановление по проекциям. Фазовое
кодирование в линейном и планарном
экспериментах. Спин-подтягивающая томография.
Применение рефокусирующих градиентов.
Полный томографический эксперимент. Основные
этапы получения и обработки данных в планарной
томографии. Полная импульсная
последовательность для ЯМР-томографии.
Радиочастота (РЧ) последовательности в МРТ.
Методы спинового эха, Т1-визуализации,
градиентного эха. Основные экспериментальные
параметры эхо-последовательностей. Основные
принципы объемной томографии.
Контраст изображения в МРТ. Связь
интенсивности сигнала и контраста. Свойства
ткани, влияющие на контраст изображения.
Экспериментальные параметры, определяющие
контраст изображения на примере
эхо-последовательностей. Подбор окна. Т1, Т2 и p -
взвешенные изображения. Вычислительные методы
восстановления 'чистых' изображений.
Парамагнитные контрастные препараты.
Специальные методы МРТ. Понятие о
функциональной МРТ. Биофизические основы
визуализации процессов перфузии и диффузии.
Основы МР-ангиографии. Биохимически
ориентированные методы магнитно-резонансной
диагностики: ЯМР-спектроскопия in vivo, томография
по химическому сдвигу, метод метаболитных карт.
Литература
- Магнитный резонанс в медицине. Основной учебник
Европейского Форума по магнитному резонансу /
Под ред. П.А. Ринка. Oxford Blackwell Scientific Pablication. London;
Edinburg; Boston; Melbourn; Paris; Berlin; Vienna. 228 с.
Программу составил
В.Л.Ярных,
старший научный сотрудник
