Отображение гиперполяризованных инертных газов

Отображением гиперполяризованных инертных газов является отображение ЯМР-сигнала от инертных газов, таких как 129Хе илиЗНе. Ксенон используется в качестве анестетика, единственным известным физиологическим эффектом Хе, который в своем роде облегчает отображение гиперполяризованного 129Хе. Ядро 129Хе имеет спин равный 1/2, его встречаемость в природе составляет 26,44%, гиромагнитное соотношение равно 11,8 МГц/Тл.

Гиперполяризованный 129Хе получается в результате многостадийного процесса. Вначале пары металла Rb возбуждаются оптическим способом лазерным лучом длинной волны 795 нм с круговой поляризацией. Возбужденный электрон Rb теряет энергию в результате обмена, спином, переходящего к ядру Хе во время Хе-ЯЬ столкновений.

В результате этого процесса суммарная ядерная намагниченность129Хе примерно в 105 превышает таковую в равновесном состоянии. Большая суммарная намагниченность означает больший возможный сигнал, и, следовательно, делает отображение газа возможным. Время Т1 129Хе в тканях составляет приблизительно от 15 до 40 с. Так как мы имеем дело с гиперполяризованным газом с большим значением Т1, весь сигнал будет утрачен после применения 90о-импульса. Поэтому, для сохранения сигнала на протяжения периода сбора, обычно применятся градиентное эхо с углом наклона 5о.

Здесь представлен пример спин-эхо изображения мозга крысы.

Картина С. Свенсона.

На это изображение наложено искусственно раскрашенное изображение размером 32х32 пиксела ЯМР-сигнала от 129Xe в мозге полученного после вдыхания гиперполяризованного 129Xe приблизительно в течение 40 с.

Картина С. Свенсона.

Это исследование показывает, что сигнал 129Xe увеличивался внутри мозга и что концентрация Xe снижалась в мозжечке.