Огляд МР томографа
Чутливість МРТ пропорційна величині магнітної індукції поля. Чим вище індукція, тим краще чутливість. У ранніх моделях томографів використовувалися постійні або електромагніти. Це обмежувало не тільки величину магнітної індукції (зазвичай менше 0.6 Тл), а й гомогенність поля. В сучасних томографах використовуються магніти, що дозволяють створювати поле 1.5 або 3 Тл. Сильне поле створюється за допомогою соленоїдів, що складаються з надпровідного проводу, який дозволяє створювати високостабільного поле. Поле направлено вздовж осі соленоїда. Інші конфігурації котушок також можуть використовуватися, наприклад, С-образна форма або два плоских магніту з простором між ними. Такі форми дозволяють мати доступ до обстежуваного.
Для електромагнітів в МРТ використовується обмотка з надпровідних сплавів. Щоб сплав став надпровідним, його охолоджують до температури -269оС. Для охолодження проводу поміщені в спеціальні контейнери з нержавіючої сталі, заповнені рідким гелієм. При охолодженні до потрібної температури, опір провідників стає рівним нулю, дозволяючи створювати дуже стабільний постійний магніт. Надпровідний матеріал зазвичай знаходиться всередині мідної матриці, що забезпечує міцність і провідність в випадком порушень в надпровідниках.
Конструкція котушки електромагніта оптимізована для забезпечення високогомогенного магнітного поля в певному обсязі. Цей обсяг знаходиться всередині котушки і називається Diameter Spherical Volume (DSV). Магнітне поле, створюване зовні котушки, представляє потенційну небезпеку, тому в сучасних томографах використовуються зовнішні котушки для придушення зовнішнього поля основного електромагніту.
Гомогенність магнітного поля - регулювальні котушки
Для отримання показників гомогенності магнітного поля, необхідних для візуалізації, необхідно більш точно налаштувати магнітне поле всередині DSV. Для цього всередині тунелю томографа використовується або невеликі металеві шматочки (пасивна настройка), або набір котушок (активна настройка), або обидва варіанти.
градієнтні котушки
Градієнтне магнітне поле необхідно для просторового кодування сигналу МР уздовж трьох ортогональних осей: X, Y і Z. На практиці градиентное поле створюється за допомогою трьох котушок, розташованих усередині регулювальних котушок в тунелі томографа. Котушки намотані на циліндричній каркасі. Кожна котушка підключена до підсилювача. Характеристики підсилювача і котушки підбираються таким чином, щоб за мінімально можливий час створювалося поле максимально можливого градієнта, що дозволяє отримувати зображення з високою роздільною здатністю.
Дизайн котушки залежить від напрямку градієнта магнітного поля. Градієнт уздовж осі Z може бути отриманий між двох витків дроту, за якими струм тече в різних напрямках (Maxwell pair). Уздовж осей X і Y градієнт створюється за допомогою котушок Голі (Golay coils) сідловидної форми.
Радіочастотна (РЧ) котушка
Радіочастотні імпульси, перпендикулярні до поля B0 впливають на магнітні моменти, прецессирует з ларморовской частотою, рівній частоті РЧ-поля. Частота поля зазвичай лежить в діапазоні мегагерц. Котушки, які генерують РЧ-імпульси, можуть також використовуватися для реєстрації сигналу МР. Також, для реєстрації МР сигналу, можуть використовуватися окремі котушки, розташовані ближче до пацієнта.
Конструкція РЧ-котушки (rf coil design)
Конструкція РЧ-котушки оптимізована для створення якомога більш інтенсивного і гомогенного поля. Це дозволяє максимізувати сигнал МР. Оскільки РЧ-імульси повинні бути перпендикулярні циліндричного тунелю томографа, соленоїд не може використовуватися. Зазвичай застосовують котушку в формі «пташина клітка (birdcage)».
Приймаюча котушка (receive coils)
Чутливість приймаючої котушки залежить від того, як об'єкт дослідження заповнює простір котушки. Тому, використання передавальної котушки в якості приймальні, не завжди є оптимальним вибором. Приймаюча котушка, з меншим полем зору, сконцентрованому на певній частині тіла, дозволяє збільшити дозвіл зображення і співвідношення сигналу до шуму. Для цього використовуються котушки, що повторюють форму обстежуваних частин тіла. Наприклад, можуть використовуватися котушки спеціальної форми для голови, коліна, плеча, грудей (у тому числі для біопсії з візуальним контролем - image-guided biopsy), ендоректальний котушки для візуалізації внутрішніх структур або універсальні котушки для візуалізації структур в області серця, черевної порожнини або таза.