Исследование пространственных искажений у ряда ЯМР — томографов, используемых в медицинской практике

Техническое оснащение медицинской диагностики постоянно претерпевает изменения, которые связаны с общим прогрессом в технологии получения информации об окружающем мире. Особенно ощутимы продвижения за последние десятилетия произошли в медицинской интроскопии — в разделе диагностики, связанной с использованием методов и устройств для исследования внутренних органов пациентов, которые не могут быть проанализированы визуально. Возможности такого анализа появились в связи с использованием для получения изображений различных физических явлений и прежде всего тепловых, электромагнитных и ультразвуковых. Новые возможности в визуализации органов и систем живых организмов открывает магнито — резонансная томография (МР — Томография), в основе которой лежит явление магнитного резонанса (ЯМР) [1,2].

Накопленный к настоящему времени опыт свидетельствует о несомненных достоинствах этого диагностического метода. В частности, обеспечение высокого разрешения и высококонтрастного изображения практически всех тканей и систем человеческого организма, возможность визуализации труднодоступных областей человеческого тела, например, задней черепной ямки головы, наблюдать которые неинвазивными методами до внедрения МР-томографов вообще не удавалось [7]. МР — томография позволяет поставить диагноз многих заболеваний на более ранних стадиях их развития, чем другие методы. Здесь не используются источники ионизирующего излучения и поэтому МР — томография практически безопасна для обследуемых пациентов.

Настоящая работа посвящена исследовании пространственных искажений изза неоднородностей магнитного поля или нелинейностей кодирующих полей в МРТ. Целями данной работы являются :

— Разработка поверочного устройства для контроля пространственных искажений в МР — томографах.

— Экспериментальное исследование точности передачи пространственных координат ряда медицинских МР — томографов.

АВТОРСКИЕ ПРАВА.

Авторские права на материал представленный в настоящей работе, имеют Роберт Цели и Неронов Юрий Ильич. Использование материала третьими лицами для публикации без согласия авторов не разрешается. (Статья 18, 150 ГК РФ).

5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Разработано поверочное устройство, которое содержит одинаковые по размерам ампулы кругового сечения и имеет наполнение, имитирующее ткани живого организма. Ампулы расставлены в виде матрицы — девять рядов по девять ампул (81 ампула). Устройство предназначено для контроля пространственных искажений с погрешностью 0,2 мм в области 430×430 мм, возникающих при передаче пространственных координат MPтомографов.

2. Исследован томограф Victra фирмы General Electric со средним полем сверхпроводящего магнита (В = 0,5 Тл). В центральной зоне искажения отсутствуют. Для нижнего ряда ампул (с отклонением от центра магнитной системы на 200 мм и более) радиусы продольного направления для ряда ампул были зарегистрированы уменьшенными на 20%, а для крайних боковых ампул радиусы увеличились на 40%. Кроме этого, регистрируется наклон линии расположения для верхнего ряда из девяти ампул на угол 3,5°.

3. Исследован томограф Magnetom Impact фирмы Siemens с высоким магнитным полем (В = 1 Тл). Установлено, что в центральной зоне искажения отсутствуют. При отклонении от центра магнитной системы на 200 мм и более регистрируется ряд пространственных искажений. Например, для самых крайних ампул на первом ряду поверочного устройства радиусы продольного направления увеличились на 16% и сечения ампул выглядят эллипсоидальными. Радиусы для крайних ампул (Ai9, А99) последнего ряда уменьшились на 8,3%. На изображениях этого томографа хорошо заметно искажение в виде изгиба линии расположения для крайних радов из девяти ампул.

4, Исследован томограф Magnetom Vision фирмы Siemens с высоким магнитным полем (В = 1,5 Тл). В этом случае основное ноле магнита имеет наиболее высокую однородность, чем у других аппаратов города Регистрируются пространственные искажения, которые обусловлены нелинейностью кодирующих магнитных градиентов. Для самых крайних ампул (удаленных от центра магнита на 2Ю мм) регистрируется увеличение радиусов ампул на 20%. Расстояния между центрами этих крайних ампул на томограмме увеличены на.

5% по сравнению с аналогичными расстояниями для ампул центрального рада.

5. Исследовано два томографа MAGNETON OPEN фирмы SIEMENS. Для этих аппаратов основное магнитное поле обеспечивается электромагнитами. Центральная область магнита имеет высокую однородность. Для крайних ампул поверочного устройства регистрируются искажения, которые более значительны, чем при использовании сверхпроводящих соленовдов.

По направлению «МР-Томография» автором опубликованы или направлены в редакцию следующие работы:

1. Неронов Ю. И., Цели Р., Шпак Р., «Динамика расхода жидкого гелия при потере рефрижераторных свойств охладителя магнита томографа». Материалы научной конференции ЦНИРРИ, «Актуальные вопросы медицинской радиологии.» г. Санкт Петербург 17 — 18 июня 1998 г, с. 100.

2. Иванов В. А., Неронов Ю. И., Цели Р., Шпак Р., «Разработка дополнительного рабочего места оператора МР или Ктомографа». Материалы Международной Научно — Технической Конференции,.

Конверсия приборостроение медицинская техника «г. Владимир 6−8 октября 1999 г, с. 46.

3. Иванов В. А., Неронов Ю. И., Цели Р., Шпак Р., «Исследование расхода жидкого гелия при потере рефрижераторных свойств охладителя магнита томографа». Материалы Международной Научно — Технической Конференции, «Конверсия приборостроение медицинская техника «г. Владимир — 8 октября 1999 г, с. 48.

4. Неронов Ю. И., Иванов В. А., Парамонов П. П., Цели Р., Шпак Р.

Исследование погрешности передачи линейного размера в магнитно-резонансной томографии". Журнал Российской Академии Наук «Научное приборостроение». Изд. Института приборостроения РАН (Принято к опубликованию).