Получение ямр-томограмм путем двумерного (двойного) Фурье-преобразования (частотно – фазовый метод).
Наиболее простым способом получения послойных и трехмерных изображений практически оказался (как уже отмечалось) способ частотно-фазового кодирования, когда частотное кодирование обеспечивают по одному направлению, а по второму и третьему направлению включение двух других импульсных градиентов обеспечивает фазовое кодирование компонент излучаемых частот резонанса.
Рис. 4. Типичная последовательность подачи ВЧ импульсов и градиентных токов для накопления МР томограммы
Существенным является то, что радиоволны описываются комплексными функциями, т.е. функциями двух аргументов. Причем, один аргумент это частота, второй аргумент это фаза, что и позволяет при накоплении комплексной матрицы передавать двухмерное изображение.
Принцип частотно-фазового кодирования слоя можно пояснить с помощью одновременного рассмотрения двух рисунков (Рис. 4,5).
Рис. 5 Принцип частотно-фазового кодирования ЯМР сигналов излучаемых слоем после его возбуждения
Для выделения плоского слоя возбуждающие радиоимпульсы подают одновременно с импульсным градиентом dB/dz. В результате лишь в плоском объеме условия резонанса выполнены и находящиеся в нем протоны имеет способность после возбуждения излучать ЯМР-сигнал. Далее уже в пределах выделенного слоя градиентами dB/dx и dB/dy реализуют кодирование по двум направлениям.
Для иллюстрации на рис. 5 исследуемый слой условно разбит на отдельные объемные секции, частоты излучения от которых либо ниже, либо выше частоты излучения центрального объема.
Кодирование выделенного слоя обеспечивается по горизонтали с помощью градиентного импульса, который накладывают на область исследования в период излучения ЯМР эхо сигнала (частотное кодирование). По вертикальному направлению обеспечивают фазовое кодирование с помощью периодического изменения по амплитуде импульсного градиента. Этот градиент накладывают на образец между подачей 90-градусного и 180-градусного импульса резонансного возбуждения.
На рисунке по горизонтальной оси обеспечивают частотное кодирование с помощью импульсного градиента dB/dx, включаемого в период регистрации ЯМР эхо-сигнала. При этом излучаемые компоненты сигналов будут иметь разные частоты. Причем разности частот излучения будут тем больше, чем больше координата Хi области излучения.
По второму направлению Y-оси обеспечивают фазовое кодирование. Градиентные импульсы фазового кодирования циклически (1<i<N) изменяют по амплитуде AidB/dy для каждого из последующего цикла возбуждение - регистрация и прикладывают до регистрации излучения ЯМР-сигналов.
При этом компоненты ЯМР-сигналов приобретают фазовые сдвиги, которые зависят от координат второго Y-направления. Накапливаемая при этом числовая матрица содержит все необходимое для получения после двойного Фурье-преобразования искомого изображения.
Для обеспечения требуемой точности передачи пространственных координат в МР-томографии (например, с искажениями не более 1 %) требуется обеспечить линейность на соответствующем уровне используемых магнитных градиентов. Это достигается с помощью тщательного вычисления формы токовых рамок (или петель), их изготовления и их жесткого закрепления вокруг центра магнитной системы томографа.
Конструкция градиентных обмоток должна обеспечивать в исследуемой области отсутствие на соответствующем уровне составляющих как квадратичных d2B/dL2, так и более высоких по порядку зависимостей поля от расстояния. Следует отметить, что в соответствии с законом Фарадея, если через проводник в магнитном поле пропускают импульс тока, то проводник выталкивается из поля.
Следовательно, наложение импульсных магнитных градиентов в МР томографах сопровождается неизбежным акустическим шумом, который для комфорта пациента необходимо минимизировать. Для уменьшения акустического излучения используют как жесткую фиксацию токовых рамок, так и их юстировку симметрично относительно центра магнита.
Симметричное расположение необходимо для минимизации вибраций, поскольку градиентные токи имеют противоположное направление для разных рамок и, соответственно, выталкиваются в противоположные стороны от центра магнита.