Wie wirkt sich ein stärkerer Magnet auf die MRT-Bildqualität aus?

Inwiefern ist ein stärkerer Magnet besser für die Magnetresonanztomographie? Ich habe das gelesen:

Die Feldstärke des Magneten beeinflusst die Qualität des MR-Bildes in Bezug auf chemische Verschiebungsartefakte, das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Bewegungsempfindlichkeit und Suszeptibilitätsartefakte.

aber ich verstehe nicht warum. Ich nehme an, die Dephasierung ist schneller und reduziert die transversale Nettomagnetisierung schneller. Gilt das auch für die Netto-Längsmagnetisierung? Wie würde dies die Bewegungsempfindlichkeit und das SNR reduzieren?

Das ist keine schlechte Frage für die Biologie - ich habe sie gerade beantwortet, als Sie sie geschlossen haben. Beachten Sie, dass die kurze Antwort darauf lautet, dass stärkere Magnetfelder es der Maschine ermöglichen, zwischen dem biologischen Zustand der Atome zu unterscheiden, die sie lesen. Viele Biologen verwenden MRT und andere physikalische Methoden, um die Biologie zu untersuchen. Wo kommen all diese Proteinstrukturen her?
Übrigens Mark, wenn Sie die Kontrolle als Poster der Frage wiederherstellen möchten, erstellen Sie hier auf Physics.SE ein Konto und verknüpfen Sie es mit Ihrem Biologiekonto. Und willkommen an Bord.

Antworten (1)

Das magnetische Moment der Kerne, das vom MRI-Instrument gelesen wird, hat eine stärkere Kohärenz, wenn der Magnet stärker ist - die Energiedifferenz zwischen dem angeregten und dem Grundzustand des Kernspins des Atoms ist größer.

Dies verlängert zwar die Relaxationszeit, wie Sie sagen, aber der wirklich wichtige Effekt ist, dass die Auflösung des MRT-Instruments größer wird. Die Unterscheidung zwischen Kernspins von Protonen in Krebsgewebe und gesundem Gewebe ist sehr gering - aber glücklicherweise vorhanden. Die meisten medizinischen Anwendungen benötigen so viel Auflösung wie möglich, da es eine enorme Menge an Protonen in Wasser oder Phosphor gibt, über die die Maschine differenzieren muss - meistens, wenn das "Signal" im Vergleich zu biologischen Atomen im nativen Zustand winzig ist, ist dies auch die MRT Sehen.

@DrSAR Ich bin irgendwie verwirrt von Ihrem Kommentar. Nicht sicher, was Sie sagen.

1) Die MRT ist eine der gebräuchlicheren Methoden zur Erkennung von Krebs. Vielleicht könnten Sie deutlicher sagen, warum Sie nicht glauben, dass NMR (ich verwende diesen Begriff austauschbar mit MRT) den physiologischen Zustand von Geweben unterscheiden kann? Darüber wird seit den 1980er Jahren ziemlich viel diskutiert.

Dieses Zitat hat den redaktionellen Prozess von Wikipedia gut bestanden:

Die MRT bietet einen guten Kontrast zwischen den verschiedenen Weichteilen des Körpers, was sie im Vergleich zu anderen medizinischen Bildgebungsverfahren wie Computertomographie (CT) oder Röntgen besonders nützlich bei der Bildgebung des Gehirns, der Muskeln, des Herzens und von Krebs macht. Im Gegensatz zu CT-Scans oder herkömmlichen Röntgenstrahlen verwendet die MRT keine ionisierende Strahlung.

2) MRT benötigt keine Protonen, jeder Kern mit einem Spin = 1/2 ist ein anständiges Ziel für ein Experiment. Auch hier ist P31 eines der beliebtesten Ziele, da es eine hohe natürliche Häufigkeit aufweist, aber O17 und C13 sind heute auch durch die meisten Maschinen (und ihre hochintensiven Magnetfelder) zugänglich. Es können auch exotischere Drehungen (3/2 5/2 usw.) verwendet werden, aber die Empfindlichkeit und Analyse des zurückgegebenen Signals sind komplizierter. So viele verschiedene Arten von Atomen können und werden in MRT-Experimenten verwendet.

Entschuldigung, aber es gibt mehrere Fehler oder zumindest irreführende Aussagen: Die Unterscheidung von Krebs von gesundem Gewebe basierend auf Relaxationszeiten oder spektraler Auflösung (nicht klar, was Sie vorschlagen) ist bestenfalls nicht so einfach, meistens unmöglich. Es gibt auch keine Protonen in Phosphor und Atome werden nicht danach klassifiziert, ob sie biologisch sind oder nicht.
Das Hauptmagnetfeld eines MRT-Geräts führt NICHT zu einer höheren Auflösung. Die Auflösung ergibt sich aus den Gradientenfeldstärken und der Zeit, wie lange man das Signal auslesen kann, bevor es abklingt (hauptsächlich T 2 ∗ ). Daher größer B 0 bedeutet mehr Signal, aber meistens auch kürzer T 2 ∗ . Zwar ist heute die höchste Auflösung bei den höchsten Halbbildern erreichbar, dies ist jedoch ein Nebeneffekt, der sich aus dem höheren SNR ergibt. Es ist also indirekt gekoppelt B 0 .
Die durch MR gescannten Atomkerne müssen nicht Wasserstoff sein, und nicht alle Wasserstoffatome sprechen auf MR an. MR liest auf das sogenannte kernmagnetische Moment (Spin). Dies ist am stärksten, wenn der Spin 1/2 beträgt, wie es bei 1H 31P 19F 13C der Fall ist. Theoretisch können Sie mit einem ausreichend starken Magneten eine Resonanz mit jedem Kern erzeugen. Es wurde eine medizinische MR für Eisen sowie für Kohlenstoff und Phosphor durchgeführt.
Ich verweise alle neugierigen Personen, die sich die frühen Arbeiten über Krebs und Relaxationszeiten von Wasser ansehen möchten, auf diese Veröffentlichung von 1975 „Nuclear Magnetic Resonance Investigations of Human Neoplastic and Abnormal Nonneoplastic Tissues“ oder die Zehntausende von Veröffentlichungen, die danach erschienen sind.
Wie wirkt sich ein stärkerer Magnet auf die MRT-Bildqualität aus?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v