Магнитно-резонансная томография тепловых эффектов в модельных средах (1103556), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Если, в другом вариантеполагать, что ЯМР-активны только орто-молекулы, и неактивны пара-молекулы, то сигнал Sдолжен расти медленнее и, главное, нелинейно. Заключение о линейности или нелинейностироста S подверглось в диссертации экспериментальной проверки.Во второй части описывается эксперимент по сравнению числа ЯМР-активныхпротонов раствора HDO 50% и с опорным веществом – дистиллированной водой. На 0.5 ТлМР-томографе выполнено прецизионное сравнительное измерение интегральной амплитудыЯМР-сигнала от образцов чистой воды и 50/50 ее смеси с тяжелой водой с помощью двухметодов - ЯМР спектроскопии и МРТ-сканирования по протонной плотности. В качествеисследуемых образцов использовались три пробы 50% HDO, различающиеся поконцентрации на величину ошибки меньше 0.1% и две пробы дистиллированной воды.Тяжелая вода D2О с молярной массой 20.04 грамм/моль содержится в обычной воде смолярной массй 18.04 грамм/моль в пропорции 1: 6400.
Приготовление раствора с равнымколичеством молекул H2О проводилось разбавлением исходного 90%-ного раствора D2О.Окончательный результат – отрицательный: с погрешностью не хуже 5%,проявлений спиновой изомерии не зарегистрировано. Это свидетельствует о том, что вжидкой воде существуют неспаренные спины 1Н. Предположительно, они образуются врезультате автоионизации молекулы Н2О при распаде её на ионы Н3О+ и ОН-.19Выводы1.
Аппаратурно реализованы режимы внутреннего нагрева модельных образцов (яичногобелка, растительного масла и воды) лазерным излучением с λ=1.07 мкм при одновременномпирометрическом контроле температуры поверхности. Сравнением Т1-взвешенных МРТизображений температурных полей с данными пирометрических измерений в рамкахдиффузионной модели распространения тепла найдена общая закономерность роста временирелаксации Т1 с характерным значением 6,5 мс/°С, совпадающим с литературными данными.Обнаружен нелинейный характер нагрева в центре зоны.
Высказано предположение овозможности возникновения в таких условиях опасных для медицинского применениянеконтролируемых температурных выбросов.2. Из сравнительных измерений Т1-релаксометрических карт модельных образцов вмагнитных полях 0.5 и 7 Тл установлено десятикратное увеличение быстродействия МРТметодик в сильном поле для достижения одинаковых по качеству контрастов.3. Показанавозможностьиспользованиявусловияхсильныхмагнитныхполейметаллосодержащих проводников в качестве элементов электронагревателей. Разработаны иопробованы в магнитных полях 0.5 и 7 Тл устройства для создания и регистрации тепловыхполей, приспособленные для работы в оптимальных для МРТ-сканирования режимах.4.
Выявлены пространственно-временные закономерности формирования артефактов МРизображений, исходящих от металлических проводников в условиях протекания в них токов(0.1 – 2 А). Реализованы методики уменьшения артефактов за счет компенсациииндуцируемого токами магнитного поля путем бинарной намотки проволоки. Предложенспособ нагрева подачей тока синфазно со считывающим импульсом РЧ катушки МРтомографа. Предложены и реализованы программные методы улучшения качества МРизображений и увеличения точности измерений с помощью оптимизации импульсныхпоследовательностей RARE_SE, true_FISP и PVM_PRESS.5. Впервые температурные зависимости химического сдвига исследованы в модельныхэкспериментах. В магнитном поле 7 Тл для растительного масла на фоне артефактоввыделеналинейнаятемпературнаязависимостьрезонанснойчастотыпротоновсразрешением 0.02 ppm/°C, близким к результатам идеальных МРТ-измерений.6.
Предложен и реализован эксперимент по установлению источника ЯМР-сигнала вжидкой воде. Методом сравнительных измерений интегральной амплитуды ЯМР-сигнала отчистой воды и 50/50 ее смеси с тяжелой водой в магнитном поле 0.5 Тл в томографическом испектроскопическом режимах с погрешностью 5% проявлений спиновой изомерии не20зарегистрировано. Высказано предположение о том, что источниками сигнала ЯМР в водеявляются продукты самоионизации молекулы Н2О - ионы Н3О+ и ОН-, обладающиенеспаренными протонами.Публикации по теме диссертации1.А.А.
Волков, В.Н. Никифоров, Ю.А. Пирогов, А.В. Иванов, А.С. Прохоров,Регистрация температурного поля методом магнитно-резонансной томографии,Медицинская физика, 2011, №1 (49), стр. 75-81.2.А.А. Волков, П.О. Капралов, В.И. Тихонов, А.А. Волков, О происхождении сигналаЯМР в жидкой воде, Известия РАН, серия физическая, 2011, том 75, №12. Стр. 1776–177.3.А.А. Волков, С.К. Какагельдыев, А.С.
Прохоров, Ю.А. Пирогов, Традиционныеметоды нагрева в применении к магнитно-резонансной термометрии, Радиоэлектроника:электронный журнал, 2012,URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan12/12/text.html.4.А.А. Волков, С.К. Какагельдыев, А.С. Прохоров, Ю.А. Пирогов, МРТ-методырегистрации температурных полей в применении к гипертермии, Медицинская физика,2011, №1 (51).5.А.А.
Волков, Н.В. Анисимов, В.Н. Никифоров, Ю.А. Пирогов, А.С. Прохоров, ПоискЯМР-сигнала от спиновых изомеров воды в смеси H2O-D2O, Биофизика 2012, в печати.6А.А. Волков, Ю.А. Пирогов, В.Н. Никифоров, Магнитно-резонансная термометрияметодом Т1-релаксометрии, 3-й Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии«Медицинская физика – 2010», 21-25 июня, Москва, 2010 г. Сборник материалов, том 1.7.А.А. Волков, Ю.А. Пирогов, С.К. Какагельдыев, Магнитно-резонанснаятермометрия, Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодыхучёных «Ломоносов-2011», 11-15 апреля, Москва, 2011 г. Сборник материалов.8.А.А. Волков, В.Н.
Никифоров, Ю.А. Пирогов, Магнитно-резонансная термометрия вмодельных средах, Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодыхучёных «Ломоносов-2010», 12-15 апреля, Москва, 2010 г. Сборник материалов.9.А.А. Волков, Ю.А. Пирогов, В.Н. Никифоров, Магнитно-резонансная термометриямодельных объектов, 8 Всероссийская школа-семинар «Физика и применение микроволн»,23-28 мая, Звенигород, 2011 г.
Сборник тезисов, стр. 5.10.А.А. Волков, С.К. Какагельдыев, А.С. Прохоров, В.Н. Никифоров, Ю.А. Пирогов,Традиционные методы нагрева в применении к магнитно-резонансной гипертермии, Научнопрактическая конференция «Инновационный проект 2011», 11 октября, Москва 2011 г.Электронный сборник материалов.2111.А.А. Волков, П.О. Капралов, С. К. Какагельдыев, Ю.А. Пирогов, Традиционныеметоды нагрева в применении к магнитно-резонансной гипертермии, 8-ая Зимняямолодежная школа-конференция «Магнитный резонанс и его приложения Spinus 2011», 27ноября – 3 декабря 2011 г. Санкт-Петербург. Сборник материалов.12.С.К.
Какагельдыев, А.А. Волков, Ю.А. Пирогов, Методы регистрациитемпературных полей в применении к магнитно-резонансной термометрии,Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных«Ломоносов-2012», 9-13 апреля, Москва, 2012 г. Сборник материалов.Цитированная литература1.
R.A. Jones, K Kvaerness, P.A. Rinck, T.E. Southon. Магнитный резонанс в медицине,ред. П.А. Ринк, издание 3, 1993.2. V. Rieke, K.B. Pauly. MR Thermometry, J. Magn. Reson. Imaging, 2008. V. 27(2). P.376–390.3. N. Bloembergen, E.M. Purcell, R.V. Pound, Relaxation Effects in Nuclear Magnetic ResonanceAbsorption, Phys. Rev. V.
73, N 7, 1948, P. 679..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
