- •Билет 1.
- •Билет 2.
- •Билет 3
- •1. Детекторы радиоактивного излучения. Радионуклиды, применяемые при визуализации.
- •2. Клинические применения рентгеновской компьютерной томографии.
- •Билет 4.
- •5 Билет
- •6 Билет
- •1. Устройство рентгеновской трубки. Из книги р.Т., используемая в рентгеновской диагностике, состоит из наполненного маслом кожуха с колбой, котрый представляет собой вакуумированный
- •2.1.1. Краткая характеристика рентгеновского излучения
- •2.1.2. Рентгенография и рентгеноскопия
- •Обзор аппаратуры
- •Градиентные катушки
- •Рч катушки
- •Фазочувствительный детектор
- •Билет 8. Рентгенодиагностические системы получения изображения
- •Билет 9.
- •Билет 10.
- •Улучшение временного разрешения
- •Билет 13
- •14 Билет
- •15 Билет
- •Принцип пэт
- •Билет 16
6 Билет
1. Устройство рентгеновской трубки. Из книги р.Т., используемая в рентгеновской диагностике, состоит из наполненного маслом кожуха с колбой, котрый представляет собой вакуумированный
сосуд из термостойкого стекла, внутри которого размещены накаливаемый катод и анод.
Катод накаливается за счет прохождения тока через вольфрамовую спираль электрического тока, в результате чего создается узконаправленный поток электронов, ускоряемых разностью потенциалов 25-150кВ и бомбардирующих анод. Электроны взаимодействуют с материалом анода, тормозятся и останавливаются. Большая часть энергии, передаваемой электронами аноду, обращается в тепловую, и только малая ее часть (меньше 1%) преобразуется в рентгеновское излучение. Некоторая часть этих лучей проходит через выходные окна колбы кожуха, а так же через пациента, чтобы создать рентгеновское изображение. Рентгеновские лучи, распространяющиеся в других направлениях, поглощаются кожухом трубки. Вся конструкция трубки устанавливается на штатив и снабжается коллиматором, так что размеры и направление рентгеновского пучка можно изменять по необходимости.
Конструкция катода прямого накала и электронно-оптической системы, которая направляет поток электронов к аноду, играет очень важную роль, поскольку нерезкость изображения может ограничиваться за счет сокращения размеров рентгеновского излучения от трубки определяется электронным током , проходящим на анод. Катод прямого накала представляет собой вольфрамовую спираль , которая устанавливается в никелевой капсуле. Эта капсула поддерживает нить накала и имеет такую форму, что создаваемое эл. поле фокусирует электроны в узкий пучок. Анод имеет скошенную поверхность , которая составляет тупой угол с направлением электронного пучка. В выходное окно поступают те рентгеновские лучи , которые идут приблизительно под прямым углом к направлению электронного, так что на поверхности приемника рентгеновское излучение имеет квадратное сечение, даже если поток электронов хорошо сколлимирован. Угол наклона поверхности анода выбирается исходя из назначения трубки и изменяется в зависимости от требований к размерам поля и фокального пятна, а так же к выходной мощности трубки. Для трубок общего назначения величина угла составляет около 17 градусов. Во многих случаях анод имеет скос под двумя различными углами, а также две нити накала для выбора либо узкого, либо широкого фокального пятна.
Анод изготавливают из вольфрама. Вольфрам имеет необходимые теплопроводность и теплоемкость, а также высокую температуру плавления. Важно, чтобы атомный номер материала анода был большим, поскольку выход тормозного излучения с анода увеличивается с атомным номером . а спектр рентгеновского излучения , создаваемый элементом с большим атомным номером , хорошо подходит для получения изображения более массивных частей тела. очень важно, чтобы анодный диск имел высокую теплоемкость. При больших размерах анода можно достичь более высокой скорости вращения и меньшего времени экспозиции, а большая теплоемкость , связанная с увеличением размера анода, позволяет достигать более коротких временных интервалов между экспозициями.
из инета
Генератором рентгеновых лучей является рентгеновская трубка. Современная электронная трубка конструируется по единому принципу и имеет следующее устройство. Основой является стеклянная колба в виде шара или цилиндра, в концевые отделы которой впаяны электроды: анод и катод. В трубке создается вакуум, что способствует вылету электронов из катода и быстрейшему их перемещению. Катод представляет собой спираль из вольфрамовой (тугоплавкой) нити, которая укрепляется на молибденовых стержнях и помещается в металлический колпак, направляющий поток электронов в виде узкого пучка в сторону анода. Анод делается из меди (быстрее отдает тепло и сравнительно легко охлаждается), имеет массивные размеры. Конец, обращенный к катоду, косо срезается под углом 45—70°. В центральной части скошенного анода имеется вольфрамовая пластинка, на которой находится фокус анода — участок 10—15 мм2, где в основном и образуются рентгеновы лучи. Процесс образования рентгеновых лучей. Нить накала рентгеновской трубки — вольфрамовая спираль катода при подведении к ней тока низкого напряжения (4—15 В, 3—5А) накаливается, образуя свободные электроны вокруг нити. Включение тока высокого напряжения создает на полюсах рентгеновской трубки разность потенциалов, в результате чего свободные электроны с большой скоростью устремляются к аноду в виде потока электронов — катодных лучей, которые, попав на фокус анода, резко тормозятся, вследствие чего часть кинетической энергии электронов превращается в энергию электромагнитных колебаний с очень малой длиной волны. Это и будет рентгеновское излучение (лучи торможения). По желанию врача и техника можно регулировать как количество рентгеновых лучей (интенсивность), так и качество их (жесткость). Повышая степень накала вольфрамовой нити катода можно добиться увеличения количества электронов, что обусловливает интенсивность рентгеновых лучей. Повышение напряжения, подаваемого к полюсам трубки, ведет к увеличению скорости полета электронов, что является основой проникающего качества лучей. Выше уже было отмечено, что фокус рентгеновской трубки — это тот участок на аноде, куда попадают электроны и где генерируются рентгеновы лучи. Величина фокуса влияет на качество рентгеновского изображения: чем меньше фокус, тем резче и структурней рисунок и наоборот, чем он больше, тем более расплывчатым становится изображение исследуемого объекта. Практикой доказано, чем острее фокус, тем быстрее трубка приходит в негодность — происходит расплавление вольфрамовой пластинки анода. Поэтому в современных аппаратах трубки конструируются с несколькими фокусами: малым и большим, или линейным в виде узкой полосы с коррекцией угла скошенности анода в 71°, что позволяет получать оптимальную резкость изображения при наибольшей электрической нагрузке на анод. Удачной конструкцией рентгеновской трубки является генератор с вращающимся анодом, что позволяет делать фокус незначительных размеров и удлинить тем самым срок эксплуатации аппарата. Из потока катодных лучей только около 1% энергии превращается в рентгеновы лучи, остальная энергия переходит в тепло, что приводит к перегреванию анода. Для целей охлаждения анода используются различные способы: водяное охлаждение, калорифер-но-воздушное, масляное охлаждение под давлением и комбинированные способы. Рентгеновская трубка помещается в специальный просвинцованный футляр или кожух с отверстием для выхода рентгеновского излучения из анода трубки. На пути выхода рентгеновского излучения из трубки устанавливаются фильтры из различных металлов, которые отсеивают мягкие лучи и делают более однородным излучение рентгеновского аппарата. Во многих конструкциях рентгеновских аппаратов в футляр наливается трансформаторное масло, которое со всех сторон обтекает рентгеновскую трубку. Все это: металлический футляр, масло, фильтры экранируют персонал кабинета и больных от воздействия рентгеновского облучения.

2. Основные импульсные последовательности для получения МРТ изображений.
Спин-эхо(90-180-эхо)
сигнал может быть получен с помощью спин-эхо последовательности. Преимуществом спин-эхо последовательности является то, что она вносит в сигнал зависимость от T2. Ввиду того, что некоторые ткани и патологическое образования имеют близкие по значению T1, но разные значения T2, использование отображающих последовательности, производящих изображения с зависимостями от T2, становится обоснованным.
Временная
диаграмма для спин-эхо отображающей
последовательности имеет графы для РЧ
импульсов, градиентов в магнитном поле
и сигнала. Срез-селектирующий
90o-импульс
применяется вместе со срез-селектирующим
градиентом. После
прохождения периода времени, равного
TE/2, следуют срез-селектирующий 180o-импульс
вместе со срез-селектирующим градиентом.
Фазо-кодирующий
градиент применяется между 90o-
и 180o-
импульсами.
Как
и в предыдущей отображающей
последовательности, фазо-кодирующий
градиент изменяется по 128 или 256 значениям
междуG
m и
-G
m. Фазо-кодирующий
градиент может применяться после
180o-импульса,
однако, если мы хотим уменьшить период
TE, импульс применяется между 90o-
и 180o-
РЧ импульсами. 
Частотно-кодирующий
градиент применяется после 180o-импульса,
во время регистрации эхо.
Регистрируемый сигнал является эхо.
Спад свободной индукции, который
наблюдается после каждого 90o-импульса,
никак не используется. Между 90o-
и 180o-
импульсами применяется один дополнительный
градиент.
Этот
градиент направлен так же, как и
частотно-кодирующий градиент. Он
расфазировывает спины так, что они
возвращаются в одну фазу в самом центре
эхо. Этот градиент оказывает такой
эффект, что к началу регистрации эхо
сигнал будет находиться на краю
k-пространства.
Вся последовательность повторяется каждые TR секунд до тех пор, пока не будут записаны все шаги фазового кодирования.
инверсия-восстановление
Рассмотрим последовательность инверсии-восстановления, в которой для регистрации намагниченности используется спин-эхо последовательность. РЧ импульсы - 180-90-180. Последовательность инверсии восстановления, в которой используется 90-FID регистрация сигнала, похожа, с тем исключением, что 90-FID заменяется на спин-эхо часть последовательности.
Временная
диаграмма для отображающей последовательности
инверсии-восстановления имеет графы
для РЧ импульсов, градиентов в магнитном
поле и сигнала.
Срез-селектирующий
180o-импульс
применяется вместе со срез-селектирующим
градиентом.
После
прохождения периода времени равного
TI, применяется спин-эхо последовательность. ![]()
Оставшаяся
часть последовательности эквивалентна
спин-эхо последовательности. Эта часть
спин-эхо регистрируется как намагниченность
во время TI после первого 180o-импульса.
(Вместо спин-эхо может быть использована
90-FID последовательность). Все РЧ импульсы
в последовательности спин-эхо являются
импульсами выбора среза. РЧ импульсы
применяются вместе с градиентами выбора
среза. Между 90o-
и 180o-
импульсами следует фазо-кодирующий
градиент. Фазо-кодирующий градиент
изменяется, принимая 128 или 256 значений
между G
m и
-G
m.
Фазо-кодирующий градиент не может быть применен после первого 180o-импульса, так как на этом этапе еще нет поперечной намагниченности, фазу которой надо было бы кодировать. Частотно-кодирующий градиент применяется за вторым 180o-импульсом, и в это время регистрируется эхо.
Эхо регистрируется как сигнал. После 90o-импульса FID не используется. Расфазирующий градиент следует между 90o- и 180o- импульсами для установки начала получения сигнала на край k-пространства, как это было описано в разделе спин-эхо томографии. Вся последовательность повторяется каждые TR секунд.
градиентное
эхо
У
всех ранее описываемых последовательностей
есть один существенный недостаток. Для
максимального сигнала им всем необходима
поперечная намагниченность, которая
бы приходила в свое равновесное состояние
вдоль оси Z до повторения последовательности.
При большом T1 это
может существенно удлинять время
отображающей последовательности. Если
же намагниченность восстанавливается
в равновесие не полностью, сигнал слабее,
чем если бы происходило полное
восстановление.
Если
намагниченность повернута на угол ,
меньший чем 90o,
ее компонент Mz приходит
в равновесие гораздо быстрее, но сигнал
будет слабее, поскольку он будет
пропорционален
Sin
.
Поэтому
приходится жертвовать сигналом ради
времени сканирования. В некоторых
случаях собирается и усредняется
несколько изображений для восстановления
потерянного сигнала.
Последовательность
градиентного эхо является применением
этих принципов. Здесь представлена ее
временная диаграмма.
В
отображающей последовательности
градиентное эхо на объект воздействует
срез-селектирующий РЧ импульс.
Этот
РЧ импульс обычно производит поворот
на угол между 10o и
90o.
Срез-селектирующий градиент применяется
вместе с РЧ импульсом. ![]()
Далее
следует фазо-кодирующий градиент.
Как
и в других последовательностях
фазо-кодирующий градиент меняется между
G
m и
-G
m по
128 или 256 значениям. ![]()
Рафазирующий
частотно-кодирующий градиент применяется
одновременно с фазо-кодирующим градиентом
для того, чтобы заставить спины находиться
в фазе в середине периода сбора
данных.
Этот
градиент противоположен по знаку,
включенному во время регистрации
сигнала, частотно-кодирующему градиенту.
Эхо получается во время включения
частотно-кодирующего градиента потому,
что этот градиент расфокусировывает
расфазировку, которая проявляется
вследствие расфазирующего градиента. ![]()
Период
времени, называемый временем эхо (echo
time - TE) определяется как время между
началом РЧ импульса и максимумом
сигнала.
Последовательность
повторяется каждые TR секунд. Период TR
может быть очень мал (десятки миллисекунд).
Билет 7.
Методы получения изображений в системах РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКи
(РЕНТГЕНОЛОГИЯ)
Практически во всех медицинских учреждениях широко используются аппараты для рентгенологического исследования. Рентгеновские установки просты, надежны, экономичны. Именно эти системы по-прежнему служат основой для диагностики травм скелета, болезней легких, почек и пищеварительного канала. Кроме того, рентгеновский метод играет важную роль при выполнении различных интервенционных вмешательств (как диагностических, так и лечебных).
