Ядра атомов элементов, в которых имеется нечетное число нуклонов (1Н1, 13С6, 19Fe9, и т.д.), являются диполями, то есть магнитами с двумя полюсами – северным и южным. Современные МР-томографы настроены на ядра, точнее на протоны Н (ядра водорода содержат один протон), поэтому МР-томографическое изображение представляет картину пространственного распределения молекул воды, содержащих, как известно, атомы Н. Протоны находятся в постоянном вращении вокруг своей оси, вследствие чегосоздается определенное магнитное поле данного атома или молекулы, называемое спином. При МРТ-исследовании исследуемый орган помещается внутрь сильного магнита, и все протоны атомов водорода устанавливаются в направлении внешнего сильного магнитного поля, как стрелки компаса (рис. 13), при этом они начинают вращаться вокруг своей оси волчкообразно - такое вращение называется прецессией, а частоту этого вращения – частотой Лармора. Однако, в отличие от компасных стрелок, прецессирующие протоны не все ориентированы в одном направлении. Большая часть из них ориентирована на Северный полюс, и их называют «параллельные протоны», другие прецессируют в сторону Южного полюса, их называют «антипараллельные протоны». В результате прецессии и появления параллельных и антипараллельных протонов спин всех протонов видоизменяется и в тканях создается магнитный момент – «М», величина которого определяется избытком параллельных протонов и количеством всех протонов в единице объёма тканей, то есть плотностью протонов. Так как в тканях количество протонов велико (например, в 1мл воды их почти 1022), возникший «М» индуцирует электрический ток определённой величине в применых катушках, расположенных вне пациента.
Но для индуцирования полем М электрического тока, необходимо воздействие на него радиоволнами (радиоволны – это электромагнитные волны, содержащие и электрическое, и магнитное поле). Для этого через тело пациента пропускают радиочастотное поле в двух вариантах: более короткое, которое поворачивает протоны по часовой стрелке на 90о, и более продолжительное, поварачивающее протоны на 180о. После прекращения воздествия радиочастотных импульсов протоны возвращаются в исходное состояние (это называется релаксация), что сопровождается изменением магнитного момента ткани с индуцированием в приемной катушке электрического тока - МР-сигнала. Время, за которое протон возвращается в исходное состояние после воздействия продолжительного сигнала (поворот протонов на 180о), называется Т1, а после короткого (поворот протонов на 90 о))– Т2. МР-сигналы передаются на ЭВМ, которая строит сначала цифровую, а затем аналоговую картинку, на основании 3-х параметров: 1) плотность протонов, 2) время релаксации Т1, 3) время релаксации Т2. При этом, основной вклад в создание изображения вносит анализ Т1 и Т2. На Т1-изображении хорошо определяются анатомические структуры, на Т2 выявляется большее количество патологическтх очагов. На Т1 жировая ткань, головной и спинной мозг, паренхиматозные органы, сосудистые стенки, мышцы выглядят белыми, воздух, кальций, кости не дают сигналов, поэтому отображаются черным цветом. Всё наоборот на Т2 – (Т1 – негатив, Т2 – позитив).
В зависимости от положения пациента по отношению к постоянному магниту выделяют открытее и закрытие МРТ, а по напряженности магнитного поля, создаваемого аппаратом, различают - 0,1- 0,5 Тл – низкопольные,
- 0,5 – 1,0 Тл - среднепольные,
- 1,0 – 2,0 Тл – высокопольные,
- > 2,0 Тл – сверхвысокопольные установки МРТ.
Класс мощности МРТ определяет количество методик, которые можно выполнить на данном аппарате. Например, на низкопольных аппаратах выполняются, в основном, стандартные методики – подлучение изображений Т1 и Т2, МРТ-ангиография. На более мощных аппаратах выполняют жироподавление, спектроскопию, диффузионную МРТ, перфузионную МРТ, виртуальную эндоскопию.
При МРТ тоже применяют искусственное контрастирование, для чего применяют химические вещества содержащие ядра с нечетным числом протонов или нейтронов, например, соединения Fe; или парамагнетики, которые изменяют время релаксации атомов воды, усиливая тем самым контрастность изображения. Контрастные вещества для МРТ это омнискан, магневист.
