???Влияние высокой частоты на макроструктуру в ямр-устройствах.

При МРТ применяется РЧ-излучение. Оно может взаимодействовать как с тканями организма, так и с инородными телами в нем (например, металлическими имплантатами). Основной результат такого взаимодействия – нагревание. Чем выше частота РЧ-излучения, тем большее количество тепла будет выделяться, чем больше ионов содержится в ткани, тем больше энергии будет превращаться в тепло.??? См. также Опасные факторы и побочные эффекты МРТ (1,5 и 3 Тл)

Т1 и Т2-релаксация.

T1 иT2 релаксация это сложные процессы, зависящие в основном от

магнитного взаимодействий между молекулами, которые постоянно движутся и имеют собственное магнитное поле [45]. Это означает, что локальное магнитное поле, испытываемое протонами, будет колебатьсяиз-замагнитного взаимодействия между ближайшими молекулами.

После воздействия РЧ импульса поперечная намагниченность некоторое время прецессирует вокруг направления основного поля, поскольку в уравнении движения не учитываются эффекты релаксации. Механизм релаксации возвращает систему в её первоначальное равновесное состояние. Т.о. после воздействия РЧ импульса продольная составляющая намагниченности M z в направлении статического магнитного поля возвращается в со-

стояние равновесия M 0 в соответствии с постоянной времениT1 , а поперечная намагниченностьM xy возвращается в нулевое значение (спад сво-

бодной индукции или FID).

Продольная спин-решеточнаяT1 релаксация отражает взаимодействие резонирующих ядер с окружающими их ядрами и молекулами. ПриT1 ре-

лаксации в молекулярную решетку выделяется дополнительная энергия, полученная спинами из РЧ импульса. Для выделения энергии должен происходить энергетический обмен между группами спинов, затрагивающий продольную намагниченность и поэтому T1 релаксация наблюдается как воз-

врат вектора продольной намагниченности M z в равновесное состояниеM 0.T1 релаксация обычно экспоненциальная и описывается уравнением:

dM Z	=	M 0	− M Z		(23)
			T1
dt

Изменить продольную намагниченность можно применением резонансного поля B1 в плоскостиxy . Поэтому любые колебания магнитного поля,

имеющего составляющую, колеблющуюся на резонансной частоте в плоскости xy , могут вызвать переход спинов из одного состояния в другое. Зна-

чения времени T1 протонов для биологических тканей - от 500 до 2000 мс. Поперечнаяспин-спиноваяT2 релаксация описывает процесс возвраще-

ния вектора поперечной намагниченности M xy в равновесное состояние и зависит от обмена энергией между соседними спинами:

	dM xy	= −	M xy	(24)
	dt		T 2

Она отражает расфазирование векторов поперечной намагниченности разных ядер после воздействия РЧ импульсом, вызванное неоднородностями локальных полей в общем магнитном поле.  В идеальном случае основное поле B0 должно быть одинаковым для всех ядер, т.е. все спины будут иметь одинаковую частотуω0 прецессии векторов поперечной намагничен-

ности. Однако, в нем будут присутствовать колебания продольной компоненты локального основного поля и, следовательно, резонансных частот. Эти колебания вызываются как магнитным взаимодействием между ядрами, так и низкой однородностью основного поля. Если спины имеют мало отличающиеся резонансные частоты, то после воздействия РЧ импульса поперечная намагниченность одних спинов (у которых поле B > B0) будет пре-

цессировать быстрее, а у других спинов (у которых поле B < B0 ) прецессия

будет медленнее. Поэтому мы можем визуализировать этот эффект во вращающейся системе координат: величина вектора поперечной намагниченности будет у одних спинов уменьшаться быстрее, чем у других и происходит расфазирование спинов.

Дифференциальное уравнение, описывающее динамику макроскопической намагниченности во внешнем поле, может быть объединено с параметрами T1 иT2 релаксации в одно уравнение:

dM(t)	= M(t) × γBext(t) +	1	(M0	− M z )zˆ −	1	M xy	(25)
dt
	T1			T2

Это эмпирическое векторное уравнение Блоха. Параметры релаксации описывают возвращение к равновесию для поля, направленного вдоль оси

Z .