pa rafina u čvrstom stanju,
dok je Feliks Bloh
pri kazao rad NMR u vodonikovim jezgrima dva
kubna santimetra (2 cm
3
) vode. Za ovo otkriće
Edvard Parcel i Feliks Bloh su 1952. godine
dobili Nobelovu nagradu za fiziku.
Pol Kristian Loterbur (engleski: Paul Chris ti -
an Lauterbur) i ser Piter Mensfild (engleski: Sir
Peter Mansfield) su prvi, nezavisno jedan od
dru gog, MR primenili u dijagnostičke svrhe kod
ljudi i za to otkriće su 2003. godine podelili No -
be lovu nagradu za fiziologiju i medicinu.
9,16,17
Od 1950. do 1970. godine NMR je neprekid-
no razvijana i korišćena samo za hemijske i fi zi -
č ke analize. Prvi MR snimci su načinjeni i ob -
jav ljeni 1973. Prvi MR tomogram živog miša
ob javljen je januara 1974. Prva studija MR na
čo
veku objavljena je 1977. godine. Prvi MR
apa rat za komercijalne svrhe dizajniran je 1980.
godine, koji nikada nije prodat. Kod ovog apara-
ta za jedan presek (tomogram) čekalo se 5 min-
uta. Karakteristike ovog aparata su poboljšane,
pa se za jedan presek čekalo 5 sekundi (1986).
MR angiografija u primeni je od 1988. kojom su
se po prvi put mogli vizualizovati krvni sudovi i
sr ce i protok krvi kroz njih bez primene kontras -
t nog sredstva.
Američko udruženje radiologa je 1983. pre d-
ložilo da se iz naziva, nuklearna magnetna rezo-
nanca, izostavi naziv nuklearna. Tako je NMR
dobila novi naziv - magnetna rezonantna tomo-
grafija (MRT) ili samo, magnetna rezonanca
(MR). To je učinjeno da bi se otklonile negativ -
ne predrasude prema jonizujućem zračenju i
strah od radijacije tokom radiološkog pregleda,
rada nuklearnih elektrana, eksplozije atomske
bom be, već vidjenih slika od bačene atomske
bombe na Hirošimu (6. avgust 1945.) i Nagasaki
(9. avgust 1945.), nuklearne katastrofe na ostrvu
Tri Milje (1979), Černobilj (1986) i nuklearnih
ka ta strofa novijeg datuma Fukušima (2011) i sl.
9
Kod nas, u našoj sredini, prvi opis rada i pri -
me ne MR u dijagnostičke svrhe dao je profesor
radiologije Medicinskog fakulteta Univeziteta u
Nišu dr Radomir Babić u radovima: "Kom pju te -
ri
zovana medicinska slika. Naučni podmladak
1982; 14 (3-4): 123-130." 18, "Nuklearno mag-
netska rezonancija. Acta medica Medianae
1983; 22(1): 121-124" 19 i "Mogućnosti pri me -
ne NMR u medicini. Naučni podmladak 1983;
14 (1-2): 111-115" 20,21. U štampanju i reali za -
ci ji ovih radova prof. dr Radomira Babića po -
ma gao je tada student, danas doktor, patolog Mi -
lorad Pavlović, tada glavni i odgovorni urednih
studentskog časopisa Naučni podmladak – sve s-
ka za medicinu, a danas glavni i odgovorni ured-
nik časopisa Okružne podružnice SLD u Les -
kovcu Apollineum medicum et aesculapium.
Tesla (T)
Jačina magnetnog polja MR aparata izražava
se jedinicom tesla (T).
9,22,23
Oznaka jedinice – T,
kao i kod svih drugih SI jedinica koje su nazva -
ne po imenima poznatih naučnika, piše se ve li -
kim slovom, dok se naziv piše malim početnim
slovom – tesla, osim ako se ne nalazi na početku
rečenice. Tesla je SI izvedena jedinica za mag-
netnu rezonancu (gustinu magnetnog fluksa).
Jedinica je nazvana u čast Nikole Tesle, koji je
otkrio obrtno magnetno polje (1882. Bu
di
m
-
pešta, Austrougarska Carevina).
23-27
U čast Ni ko -
le Tesle jedinica za magnetnu indukciju nalazi se
na papirnatoj novčanici od 100 dinara Narodne
banke Srbije.
9,23
Tesla je:
Veza izmedju tesle i gausa je:
1 tesla = 10.000 gaus
U prirodi magnetno polje od 0,2 T je slabo
magnetno polje, od 0,2-0,6 T je srednje magnet-
no polje, a od 1,0-1,5 T je visoko magnetno
polje.
Prema jačini magnetskog polja MR aparati se
dele na:
- MR aparate niske jačine magnetnog polja -
do 0,5 T
- MR aparate srednje jačine magnetnog polja -
od 0,5 T do 1 T
- MR aparate visoke jačine magnetnog polja -
preko 1 T (mogu biti 1,5 T, 2 T, 3 T,....7 T, 8,5
T..).
46
APOLLINEM MEDICUM ET AESCULAPIUM
Vol. 12 - Broj 1
januar-mart/2014.
U dijagnostičke svrhe koriste se MR aparati
od 0,1 T do 4 T, najčešće od 0,5 T do 1,5 T, dok
se MR aparati preko 4 T koriste u eksperimen-
talne svrhe.
Radi uporedjenja ističemo da je Zemljino
ma gnetno polje 50 µT (0,000 005 T), dok MR
aparat od 1,5 T ima magnetno polje 30.000 jače
od magnetnog polja Zemlje.
Fizički principi magnetne rezonance
Nukleo magnetna rezonanca (danas: magnet-
na rezonanca) bazira na tri momenta:
- Nuklearni – radi se o spinovima atomskog
jezgra;
- Magnetni – homogeno magnetno polje sa
magnetnim prelazima spinova nukleusa;
- Rezonantni – elektromagnetnim talasom spin
nukleusa se dovodi u rezonancu.
9,18-20
Osnovi interakcije
Nukleus vodonika (
1
H
1
), tj. proton, poseduje
ugaoni (mehanički) moment i magnetni mo me -
nt, koji zajedno predstavljaju spin (slika 2), ma -
da se spin protona (nukeleusa) odnosi na njegov
mehanički (ugaoni) moment.
1,2,4,5,9
Medjutim, na -
ziv spin se često koristi za česticu kao celinu, tj.
za kombinaciju magnetnog i mehaničkog mo -
me n ta. Spin jezgra atoma je zbir spinova proto -
na i neutrona koji ulaze u njegov sastav. Me ha -
ni čki moment i magnetni moment atoma jezgra
je univerzalna osobina hemijskih elemenata.
Spin atoma jezgra, i njemu pridruženi magnetni
moment, su osobina protona i neutrona, poput
mase ili naelektrisanja.
Slika 2. Proton vodonika poseduje spin (µ + I), tj. ugaoni
mo ment (I) i magnetni moment (µ). Kada se jezgro vo do -
ni ka nadje u magnetnom polju obrtni moment deluje na
pro ton vodonika i uzrokuje spin u magnetnom polju (zbog
kvantne prirode) i orjentiše ga samo u smeru polja (para-
lelno) ili suprotno magnetnom polu (antiparalelno)
Atomska jezgra sa parnim brojem protona i
pa r nim brojem neutrona nemaju magnetni mo -
me nt, kao što su helijum (
4
He), ugljenim (
12
C),
kiseonik (
16
О) i dr. Medjutim, za svaki element
sa parnim rednim brojem (parnim redom proto -
na) može se naći stabilan izotop sa neparnim
ma senim brojem (sa neparnim brojem neutrona)
iz kojeg se MR signal može detektovati, na pri -
mer izotopi
3
He,
13
C,
17
О i dr.
Nuklearni spin u spoljašnjem
magnetnom polju
Van magnetnog polja energija izolovanog nu -
k leusnog spina ne zavisi od njegove orijentacije.
To je hipotetička pretpostavka jer su nukleusni
spinovi okruženi elektronima, koji predstavljaju
ma le magnete. Oko elektrona se prostire magne -
t no polje koje potiče od sopstvenog spina i od
nje
govog orbitalnog kretanja. Magnetna polja
ele ktrona moga se zanemariti (slika 3).
U odsustvu spoljašnjeg magnetnog polja nu -
kle arni spin je praktično nevidljiv. Unet u mag-
netno polje, nuklearni spin se orijentiše, poput
ma gnetne igle kompasa u magnetnom polju Ze -
m lje. Zbog kvantne prirode moguće su samo di -
s kretne orjentacije spinova čiji je broj definisan
spi nskim kvantnim brojem.
Slika 3. Protona vodonika (
1
H
1
) okružen je jednim elek-
tronom. Oko elektrona se prostire magnetno polje koje
potiče od sopstvenog spina i od njegovog orbitalnog kre-
tanja. Magnetna polja elektrona moga se zanemariti.
Spin poseduje mehanički moment, dakle po -
na ša se kao čigra. Po analogiji, kao što Zemljino
gravitaciono polje ne može da obori čigru dok se
ok reće već je navodi na procesiono kretanje, ta -
ko i spoljašnje magnetno polje ne može u potpu -
no sti da orijentiše spin već ga navodi na proce-
si o no kretanje (slika 2). Dakle, u spoljašnjem
ma
g
netnom polju spin precesuje oko pravca
polja na gnutog pod odredjenim uglom. Pri tome
je pro
c
esiona frekvencija jednaka rezonantnoj
fre k venciji.
januar-mart/2014.
Vol. 12 - Broj 1
47
APOLLINEM MEDICUM ET AESCULAPIUM