Контрастирование переносом намагниченности

Контрастирование переносом намагниченности является новым методом повышения контраста между тканями физическими способами более, нежели химическими. Для того чтобы этот метод был эффективен, необходимо наличие в отображаемом анатомическом объекте, как минимум, двух спиновых систем, которые могли бы обмениваться энергией между собой, причем T2одной системы должно быть намного короче, чем другой.

Импульсная последовательность очень похожа на описанную ранее в этой главе отображающую последовательность преднасыщения жира.

применяется с частотой, приблизительно, 1 кГц от центральной частоты. За преднасыщающим импульсом следует градиентное-эхо или спин-эхо последовательность.

Двумя спиновыми системами могут являться белок и вода. Белок имеет очень короткое T2 по отношению T2 воды. Из-за обратной зависимости между T2 и шириной спектральной линии, ЯМР-спектр этих двух спиновых систем будет нести очень широкий пик от белка и очень узкий пик от воды.

Сигнал от белка не будет заметен на изображении, так как его широкая спектральная линия растягивает сигнал по всему изображению. Применение преднасыщающего

в 1 кГц от центра этих пиков может избирательно преднасытить белковую спиновую систему, но не воду. Любые молекулы воды, находящиеся в контакте с белком способны обмениваться намагниченностью с белком. Поэтому преднасыщение белка будет влиять на сигнал от воды и на контраст между водой, находящейся и ненаходящейся в контакте с белком.

Перенос намагниченности легко понять если представить водную и белковую спиновые системы как энергетические резервуары.

На рисунке представлены белковый резервуар, соединенный с водным резервуаром,

Water Protein Water

Энергия может быть помещена в любой из энергетических резервуаров, она возвращается на решетку или окружающие молекулы через спин-решеточную релаксацию.

Энергия помещенная только в белковый резервуар частотно-избирательным преднасыщающим импульсом будет влиять на энергию спиновой системы воды, соединенной с ним.

Если импульсная последовательность используется для исследования намагниченности двух водных спиновых систем, пока система белка, связанная с водой, содержит энергию, она будет создавать интенсивность изображения, как если бы использовалось короткое TR. Несоединенная водная система будет создавать интенсивность изображения, как если бы использовалось длинное TR. Теперь между двумя типами воды будет различия по контрасту, даже если значения ^ двух типов воды равны.