Časopis podružnice srpskog lekarskog društva u leskovcu

Energija spina u spoljašnjem magnetnom po -

lju, kao i kod makroskopskog magnetnog mo -

me  n ta, zavisi od ugla koji spin zaklapa sa pol-

jem. Pošto svakom uglu odgovara odredjena

ene rgija to su i moguća energetska stanja nukle -

u snog sp i na podeljena na diskretne, dobro defin-

isane ni voe. Energetska razlika medju susednim

ni vo i ma zavisi od prirode spinova i jačine (in d-

ukcije) spoljašnjeg magnetnog polja. Što je jače

polje, to je i razlika veća.

Spinski prelazi

Pod uticajem elektromagnetnih talasa spinovi

iz jednog energetskog nivoa mogu da predju u

drugi energetski nivo, ali samo ako je energija

kva nta (elektromagnetnog talasa) jednaka ener-

getskoj razlici medju nivoima.

Iz uslova jednakost energija, koji se naziva i

rezonantni uslov, sledi da u datom polju prelaz

mogu da izazovu samo elektromagnetni talasi

od redjene frekvencije. Kada se energije poklo -

pe, onda spin ima jednaku verovatnoću da će da

se nadje u nekom od dozvoljenih stanja; dakle,

dolazi do rezonancije.

Pošto je broj spinova u nižem energetskom

ni  vou veći od broja spinova u višem energets -

kom nivou, ukupan rezultat je da prilikom re zo-

 nancije dolazi do apsorpcije radio talasa (ra di o -

frekvenog signala).

Apsorbovana energija elektromagnetnog ta -

la sa (radiofrekventnog signala – RF) neće ostati

u pobudjenom nukleusu za dugo, već će se iz

po budjenog nukleusa osloboditi višak energije u

vidu novog elektromagnetnog talasa. Pobudjeni

nu kleus se vraća u svoje prvobitno stanje emi tu -

ju ći radiofrekventni signal (elektromagnetni ta -

las). Kažemo da taj nukeus u svojoj okolini od -

je kuje. Signal koji se emituje u okolinu je odjek.

Odjeci se detektuju, analiziraju i obradjuju i uz

po 

moć kompjutera pretvaraju u sliku (tomo-

gram, sken ili presek).

Princip rada magnetne rezonance

Rad MR zasniva se na kretanju protona iz je -

z gra vodonika koji sadrži spin (mehanički mo -

me nt i magnetni moment).

1,2,4,9,18-20

Ljudsko telo se sastoji od 63% atoma vodo -

nika. Koriste se ato  mi vodonika u molekulima

vode i lipida.

Kada nukleusi vodonika (

1

H

1

) vode i lipida

ni su u magnetnom polju, ponašaju se kao slobo -

d ni magneti, nasumice orjentisani (slika 4).

2

Slika 4. Nukleusi vodonika (

1

H

1

) vode i lipida kada nisu u

magnetnom polju ponašaju se kao slobodni magneti,

nasumice su orjentisani

2

U magnetnom polju jezgra vodonika počinju

da se ponašaju kao čigra (spoljašnje magnetno

po lje Zemlje ne može potpuno da orijentiše či g -

ru već je navodi na procesiono kretanje). U sp o  l-

jašnjem magnetnom polju spin je u procesiji

(rotira kao žiroskop, tj. kao čigra) oko pravca

po  lja nagnutog pod odredjenim uglom (slika 2 i

sl ika 5) i nalazi se u karakterističnoj frekvenciji

po znatoj  kao  Larmer-ova  frekvencija.  Pre ce si o -

na frekvencija jednaka je rezonantnoj frekvenci-

ji.

Energija spina u spoljašnjem magnetnom po -

lju, zavisi od ugla koji spin zaklapa sa magnet-

nim poljem, gde svakom uglu odgovara odedje-

na energija. Energetska stanja spina su podelje-

na na diskretne, dobro definisane nivoe. Spin

nu 

k 

leusa može da se nadje u dva energetska

nivoa – spin gore (paralelan magnetnom polju) i

spin dole (antiparalelan magnetnom polju). Spin

gore je manjeg energetskog nivoa od spin dole.

Dakle, kada se u tunelu MR aparata bolesnik

iz loži snažnom magnetnom polju postaje nam-

ag netisan. Pri tome protoni ne miruju, nego ro ti-

 raju oko smera magnetnog polja u kojem se na -

la ze (slično kao što se magnetna igla kompasa

ok reće u Zemljinom magnetnom polju). Uče s ta -

lo st tog rotiranja je Larmer-ova frekvencija, koja

48

APOLLINEM MEDICUM ET AESCULAPIUM

Vol. 12  -  Broj 1

januar-mart/2014.

---

je proporcionalna jačini spoljašnjeg magnetnog

polja.

Slika 5. Nukleusi vodonika se u spoljašnjem magnetnom

polju procesiono kreću. Javljaju se dva energetska nivoa –

spin gore i spin dole

2

Jačina namagnetisanosti tela bolesnika zavisi

od broja protona unutar volumena tkiva, odnos-

no od gustine protona. Veliki broj protona uz ro -

ku je jaku magnetnu indukciju koja stvara ele k tr -

i čnu struju u radiofrekventnim kalemovima sm -

e š tenim oko dela tela koji se izlaže magnetnom

po lju.

Spinovi iz jednog energetskog nivoa mogu da

predju u drugi pod uticajem elektromagnetnih

ta lasa (radiofrekvencije - RF), pod uslovom da

je energija elektromagnetnog talasa jednaka en -

er getskoj razlici medju nivoima. Samo spinovi

nukleusa koji procesiraju apsorbuju energiju ko -

ja uzrokuje da se spin nukleusa okrene za 180°

(slika 6).

Jačina MR signala zavisi od jačine magne t -

nog polja. Što je magnetno polje jače, to je MR

signal jači i bolji. Tkiva koja imaju jači magne-

tizam (sadže više protona) dat će jači MR signal

i slika će biti svetlija i obrnuto, tkiva sa manjom

magnetizacijom daju tamniju sliku. Tako nastaje

kontrastna rezolucija dobijene MR slike, odnos-

no mogućnost da se pojedina tkiva razlikuju za -

vi sno od jačine namagnetisanosti koju poseduju

i stvorenog električnog signala na namotajima

smeštenim oko delova tela koji se snimaju.

Apsorbovana energija elektromagnetnog ta -

la sa (radiofrekventni signal - RF) neće ostati u

po budjenom nukleusu za dugo, već će se oslo-

bo diti višak energije u vidu novog elektromag-

ne tnog talasa. Pobudjeni nukleus se vraća u svo -

je prvobitno stanje emitujući radiofrekventni si -

g nal (elektromagnetni talas) u svoju okolinu, pa

se kaže da nukleus odjekuje. Ovi RF signali se

detektuju, analiziraju i obradjuju i uz pomoć ko -

m jutera i daju u vidu slike (slika 7). 

Slika 6. Spinovi nukelusa pod uticajem radio frekventnog

signala (RF) prelaze iz jednog energetskog nivoa u drugi

energetski nivo 2

Slika 7. Apsorbovana energija radiofrekventnog signala

(RF) oslobadja se kao višak energije u vidu elektromag-

netnog talasa, dok se pobudjeni nukleus vraća u svoje

prvobitno stanje, dok se oslobodjena energija, u vidu elek-

tromagnetnog talasa, emituje u okolinu, pa se kaže da

nukleus odjekuje

Gustina protona je jedan od činioca koji utiču

na osvetljenost i kontrastnost slike.

Postoji još nekoliko parametara koji utiču na

odnos signala koje emituju pojedini delovi tela.

Najvažniji od njih su vremena kada se registruje

ele ktrični impuls u namotaju, kao i vreme iz me -

dju dve indukcije RF talasima (protoni tkiva

pro laze kroz dva različita vremena relaksacije)

(slika 8 i slika 9):

- Т1- vreme u kojem glavno magnetno polje

vraća većinu svog maksimuma;

- Т2 - vreme u kojem se većine protona (63%)

vraća nakon prestanka indukcije RF signala

nazad u glavno magnetno polje.

januar-mart/2014.

Vol. 12  -  Broj 1

49

APOLLINEM MEDICUM ET AESCULAPIUM

---