Ydinmagneettisen resonanssin tieteellinen tekniikka
Ydinmagneettisen resonanssin tieteellinen tekniikka

Ursan esitelmä: Teemu Öhman – Kuun synty, kehitys ja tutkimuksen tulevaisuus (Saattaa 2024)

Ursan esitelmä: Teemu Öhman – Kuun synty, kehitys ja tutkimuksen tulevaisuus (Saattaa 2024)
Anonim

Ydinmagneettinen resonanssi (NMR), erittäin korkean taajuuden radioaaltojen selektiivinen absorptio tietyillä atomeilla, jotka altistetaan asianmukaisesti vahvalle paikallaan olevalle magneettikentälle. Fyysikot Felix Bloch ja Edward M. Purcell havaitsivat tämän ilmiön ensimmäisen kerran vuonna 1946 toisistaan ​​riippumatta. Ytimet, joissa ainakin yksi protoni tai yksi neutroni on parittomat, toimivat kuin pienet magneetit ja voimakas magneettikenttä kohdistaa voiman, joka saa ne estämään samalla tavalla kuin pyörivät yläakselit jäljittävät kartion muotoisia pintoja preesoidessaan maan gravitaatiokentässä. Kun esikäsittelevien ydinmagneettien luonnollinen taajuus vastaa materiaalia iskevän heikon ulkoisen radioaallon taajuutta, energia absorboituu radioaallosta. Tämä selektiivinen absorptio, jota kutsutaan resonanssiksi, voidaan tuottaa joko virittämällä ydinmagneettien luonnollinen taajuus kiinteän taajuuden heikon radioaallon taajuuteen tai virittämällä heikon radioaallon taajuus ydinmagneettien taajuuteen (määritettynä voimakas vakio ulkoinen magneettikenttä). Katso myös magneettikuvaus.

säteily: Ydinmagneettisen resonanssin (NMR) kuvaus

Tämä menetelmä, jota kutsutaan myös magneettikuvauskuvaukseksi (MRI), sisältää korkeataajuisten radioaaltojen säteilyn potilaan

Ydinmagneettisella resonanssilla mitataan ydinmagneettisia momentteja, tiettyjen ydinten ominaista magneettista käyttäytymistä. Koska näitä arvoja muuttaa merkittävästi välitön kemiallinen ympäristö, NMR-mittaukset tarjoavat kuitenkin tietoa erilaisten kiintoaineiden ja nesteiden molekyylirakenteesta.

1980-luvun alkupuolelle mennessä ydinmagneettisen resonanssin tekniikoita oli alettu käyttää lääketieteessä kehon pehmytkudosten visualisoimiseen. Tämä NMR-sovellus, jota kutsutaan magneettikuvauskuvaukseksi (MRI), antoi vaaratonta, ei-invasiivista tapaa tuottaa visuaalisia kuvia kehon ohuista viipaleista mittaamalla tavallisten vetyydämien ydinmagneettiset momentit kehon vedessä ja lipideissä (rasvoissa).. NMR-kuvat osoittavat suurta herkkyyttä erotettaessa normaalit kudokset ja sairaat tai vaurioituneet kudokset. 1980-luvun lopulla MRI oli osoittautunut parempana kuin useimmat muut kuvantamismenetelmät aivojen, sydämen, maksan, munuaisten, pernan, haiman, rintojen ja muiden elinten kuvien tuottamisessa. MRI tarjoaa suhteellisen korkean kontrastin, vaihtelevan sävyiset kuvat, jotka voivat näyttää multippeliskleroosista johtuvia kasvaimia, veren nälkäisiä kudoksia ja hermosoluja. Tekniikka ei aiheuta tunnettuja terveysriskejä, mutta sitä ei voida käyttää henkilöihin, joiden sydämentahdistimet tai tietyt muut metallia sisältävät välineet ovat kehossaan.