Технолог Энди Эллисон из Биомедицинского томографичесого центра (Center for Biomedical Imaging) в свободное время делает томограммы овощей, фруктов, цветов и многого другого. Свои результаты он выкладывает в блог «Inside Insides».

Для работы Эллисон использует исследовательский (то есть не предназначенный для медицинского использования) томограф Philips 3 Tesla MRI, индукция магнитного поля которого, как следует из названия, не превышает трех тесла.

источник: icdn.lenta.ru

В основе МРТ лежит явление ядерного магнитного резонанса. Суть этого явления заключается в поглощении или излучении электромагнитной энергии веществом, содержащим ядра с ненулевым спином, во внешнем магнитном поле. Излучение и поглощение происходит на определенной частоте, которая называется частотой ядерного магнитного резонанса. За открытие этого явления в 1944 году Исаак Раби получил Нобелевскую премию по физике.

Причиной резонанса является переориентация магнитного момента ядер. Вектор магнитной индукции можно представлять себе как стрелку. В сильном магнитном поле она направлена по касательной к линиям этого поля. При этом два направления ориентации такой стрелки оказываются неравносильны — у состояния, при котором стрелка направлена против магнитного поля, энергия больше, чем у состояния, когда стрелка направлена по направлению поля.

источник: icdn.lenta.ru

Воздействие электромагнитного излучения резонансной частоты переводит ядра в «возбужденное» состояние, то есть они меняют свое направление на противоположное полю. Возвращение магнитного момента обратно сопровождается излучением.

При томографии изучаемый объект помещается в сильное (порядка нескольких тесла) магнитное поле. Объектами с ненулевым спином в этом случае выступают ядра водорода (суть протоны), входящие в состав молекул воды и многих органических веществ (например, жиров). Вода в том или ином виде присутствует почти во всех тканях организма. Дальше на образец воздействует градиентное магнитное поле, а также радиосигнал на резонансной частоте.

Электромагнитный отклик от атомов водорода — он приходит в радиодиапазоне — регистрируется приборами. Главной сложностью при МРТ, по сути, является извлечение информации о структуре объекта по данным радиоизлучения. Для этого приходится менять ориентацию внешнего поля. Это сопровождается характерными щелчками.

С появлением компьютеров такой анализ стал рутинной и довольно быстрой процедурой. В настоящее время в мире работает примерно 25 тысяч магнитно-резонансных томографов. Для создания необходимого магнитного поля большинство из них использует сверхпроводящие магниты, охлаждаемые гелием.

источник: icdn.lenta.ru