V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Relaxační časy
Po vypnutí vysokofrekvenčního budícího pole vychýlená jádra magnetickém poli relaxují vracejí spirálové
dráze zpět původního rovnovážného stavu směru (který zde označíme jako osu "z"), což přijímací
cívce pozoruje jako volné doznívání indukovaného signálu.
Dalším efektem, ovlivňujícím jemnou strukturu NMR spektra, vzájemná interakce jader sousedních
atomů zprostředkovaná valenčními elektrony.
Aby bylo možné detekovat NMR signály separátně lokálně jednotlivých míst vyšetřovaného objektu (organismu
či tkáně) pomocí něho vytvořit zobrazení, třeba zajistit prostorově-geometrické kódování souřadnic ve
vyšetřovaném objektu. Jsou často výrazně odlišné pro zdravou nádorovou tkáň. Vznikla tak metoda NMR zobrazení (NMRI Nuclear Magnetic Resonance Imaging; slovo
"nuclear" často vypouští používá zkratka MRI) obr.RNDr. doba doznívání) je
ovlivněna interakcí jaderných spinů okolními atomy vzájemnou interakcí mezi jadernými spiny.10.
Doba doznívání rezonančního signálu charakterizuje dvěma relaxačními časy T2. Všechna jádra jednoho isotopu,
vložená téhož magnetického pole, sama sobě měla rezonovat při stejné frekvenci. Vyšleme-li do
vzorku, umístěného tomto mírně nehomogenním gradientním magnetickém poli vysokofrekvenční impuls
určité frekvence bude signál magnetické rezonance vysílat atomovými jádry jen tenké vrstvy vzorku souřadnici
z, pro kterou splněna rezonanční podmínka g. definuje jako čas, který poklesne transverzální magnetizace MXY e-
krát. Jsou-li však atomy těchto
jader součástí chemických sloučenin, liší rozložení elektronů jejich okolí tyto elektrony způsobují
elektromagnetické stínění jader. Změnou frekvence vysokofrekvenčních excitačních
impulsů, nebo intenzity podélného gradientního pole Bz, mění poloha vrstvy, níž vytváří signál
magnetické rezonance.letech umožnil použití signálu NMR pro vytvoření obrazu hustoty protonů ve
vyšetřovaném objektu.4. Tato změna
efektivního magnetického pole způsobuje spektru NMR signálu tzv.
http://astronuklfyzika. Zachycuje rychlost, s
jakou vychýlené jádro při relaxaci odevzdává energii okolnímu prostředí, přičemž podélná magnetizace směru osy se
k původní hodnotě vrací podle exponenciálního zákona: Mo(1 e-t/T1) Definuje jako doba, kterou
podélná magnetizace při relaxaci dosáhne (1-e)-násobku původní hodnoty Mo, přičemž signál poklesne 63%
(pokud byla provedena excitace magnetického momentu jádra 90°). Relaxační časy jsou výsledkem vzájemného působení rezonujících jader jejich okolí charakterizují
chemické vlastnosti strukturu vyšetřované tkáně. Efektivní magnetické pole působící jádro pak již není Bo, ale Bo. důsledku těchto interakcí pozoruje rozštěpení rezonančních
maxim studovaných jader 2-4 linie vzdálené cca 20Hz dochází multiplicitě signálu. Relaxační doba T1,
nazývaná někdy spin-mřížková, představuje základní časovou konstantu relaxace magnetických momentů jader
z vychýlené polohy rovnovážné polohy, určené směrem permanentního magnetického pole. Rychlost této relaxace (tj.2008 12:15:17]
. polem způsobí,
že skutečná hodnota magnetického pole Bo+Bz(z) bude záviset souřadnici B(z).
NMR zobrazení
Metoda MNR sloužila původně jako analytická metoda složení struktury vzorků. Vojtěch Ullmann: Radioisotopová scintigrafie
vzorkem umístěným magnetickém poli při zpětné relaxaci magnetických momentů jader. Frekvence, při níž
nastává rezonanční maximum, určuje druh jádra (nejvyšší pro vodík zmíněných 42,6MHz pro 1Tesla),
intenzita rezonančního maxima určuje koncentraci příslušných atomů vzorku.
Všimněme nejprve podélného gradientního pole Bz(z) směru Jeho superpozice hlavním mag. Tato gradientní magnetická pole směru každé osy x,y,z
se vytvářejí příslušnou dvojicí gradientních cívek. Pokrok elektronice a
počítačové technice 70. Moderní NMR spektrometry jsou řízeny počítačem, přičemž indukovaný
NMR signál analyzován použitím Fourierovy transformace.4c. 80. chemický posun frekvence.3.B(z)/2π.
Detailní analýzou frekvencí, intenzit multiplicit NMR spektru lze tedy získat informace chemickém složení a
struktuře organických anorganických látek.cz/Scintigrafie. signálu NMR je
tak zakódována informace okolních atomech molekulách informace chemickém složení struktuře látky. Relaxační doba T2, zvaná někdy spin-
spinová, vyjadřuje časovou konstantu, kterou důsledku vzájemné interakce spinů magnetických
momentů sousedních jader, vedoucí defázování precesního pohybu magnetických momentů, klesá magnetizace
v příčném směru x-y: MXY =MXYo e-t/T2. Tímto způsobem zachytí informace závislosti prstorového rozložení hustoty jader směru
osy dosaženo elektronicko-geometrického kódování této souřadnice z.(1-σ), kde
stínící faktor popisující intenzitu stínění, jemně závisí chemickém složení analyzované látky. Toho lze dosáhnout tím, hlavní konstantní homogenní pole superponujeme
přídavné gradientní magnetické pole směru osy x,y,z.htm (43 50) [15
