Естественные науки
Объясните, пожалуйста, простым языком принцип работы МРТ?
Почему только протоны водорода в теле человека откликаются на воздействие магнитного поля? А всё остальное - электроны, нейтроны, атомы других веществ, клеток - всё это никак не реагирует на воздействие?
Квантовую механику довольно трудно объяснять... Третий закон Кларка - "Любая достаточно развитая технология неотличима от магии." ;)
Если объяснять очень просто - у других частиц другие частоты и условия получения информации.
Но попробую объяснить ближе к тому, как получается картинка МРТ. Дело не в протонах. Томограф может быть настроен на ядра и других элементов, например, углерода, но обычно настроен на ядра атомов водорода, а это просто протоны. Ядра атомов элементов (не всех, но многих) выстраиваются в магнитном поле ориентированно. Оси вращения ядер (строго говоря, это в квантовой механике не совсем вращение, но похоже и называется в ней спином) будут при этом направлены вдоль силовых линий магнитного поля, но или в их направлении, или в противоположном, и их энергия при этом немного отличается. Если облучать атомы в таком состоянии радиоволнами определенной частоты (для разных ядер разной, в томографах обычно выбирается частота для воздействия на ядра атомов водорода - единичные протоны) то это направление будет меняться скачками, ядра с меньшей энергией будут поглощать энергию радиоволн. Хотя обычно количество ядер с одним направлением примерно равно количеству ядер с противоположным направлением, разница в среднем всего лишь в несколько ядер на миллион, но этого хватает для получения результата - всех ядер-то очень много. Когда облучение закончено, ядра начнут сами излучать радиоволны, переходя в прежнее состояние. Тут важно еще то, что по-разному связанные в разных молекулах ядра имеют несколько разные частоты колебаний и кроме того излучаемые такими ядрами радиоволны затухают с разной скоростью. Получив эти радиоволны на датчики и обработав полученные сигналы на компьютере с помощью весьма сложной математики, можно получить картинку, на которой разные ткани в просматриваемом сечении тела изображены разной степенью черноты. Что и было оценено полвека назад Нобелевской премией :)
Если объяснять очень просто - у других частиц другие частоты и условия получения информации.
Но попробую объяснить ближе к тому, как получается картинка МРТ. Дело не в протонах. Томограф может быть настроен на ядра и других элементов, например, углерода, но обычно настроен на ядра атомов водорода, а это просто протоны. Ядра атомов элементов (не всех, но многих) выстраиваются в магнитном поле ориентированно. Оси вращения ядер (строго говоря, это в квантовой механике не совсем вращение, но похоже и называется в ней спином) будут при этом направлены вдоль силовых линий магнитного поля, но или в их направлении, или в противоположном, и их энергия при этом немного отличается. Если облучать атомы в таком состоянии радиоволнами определенной частоты (для разных ядер разной, в томографах обычно выбирается частота для воздействия на ядра атомов водорода - единичные протоны) то это направление будет меняться скачками, ядра с меньшей энергией будут поглощать энергию радиоволн. Хотя обычно количество ядер с одним направлением примерно равно количеству ядер с противоположным направлением, разница в среднем всего лишь в несколько ядер на миллион, но этого хватает для получения результата - всех ядер-то очень много. Когда облучение закончено, ядра начнут сами излучать радиоволны, переходя в прежнее состояние. Тут важно еще то, что по-разному связанные в разных молекулах ядра имеют несколько разные частоты колебаний и кроме того излучаемые такими ядрами радиоволны затухают с разной скоростью. Получив эти радиоволны на датчики и обработав полученные сигналы на компьютере с помощью весьма сложной математики, можно получить картинку, на которой разные ткани в просматриваемом сечении тела изображены разной степенью черноты. Что и было оценено полвека назад Нобелевской премией :)
Елена ******
Хорошее объяснение. Но можно всё объяснить без всякой квантовой механики на уровне классической физики. МРТ базируется на явлении ЯМР. А ядерный магнитный резонанс, это обычный магнитный резонанс просто по частоте настроенный на частоты прецессии магнитных моментов ядер, а не электронов.
Принцип работы МРТ основан на особенностях его конструкции. Аппарат представляет собой туннель, который по сути является мощным магнитом. Во время работы в нем создается магнитное поле, оно взаимодействует с элементарными частицами в теле человека. Воздействуя на них, магнитный импульс «заставляет» протоны излучать энергию. Она, в свою очередь, улавливается высокочувствительными датчиками, которые трансформируют электромагнитные сигналы в графическое изображение. Высокая частота импульсов позволяет получать изображения тончайших «срезов» любого органа или структуры.
ссылка на источник: https://mrtpetrograd.ru
ссылка на источник: https://mrtpetrograd.ru
Потому что они самые лёгкие. Для углерода будет нужен уже
... город
А не аппарат. Чтобы достаточное поле создать.
... город
А не аппарат. Чтобы достаточное поле создать.
Магнитно-резонансная, или магнитная томография базируется на принципе магнитно-ядерного резонанса, когда атомы водорода в организме человека изменяют свое положение под воздействием мощного магнитного поля. Аппарат улавливает и регистрирует изменения, а затем строит на их основе трёхмерное изображение.
Исследование практически безвредно для организма, поэтому оно может быть разрешено даже беременным со второго триместра и детям.
Исследование практически безвредно для организма, поэтому оно может быть разрешено даже беременным со второго триместра и детям.
Протоны водорода в теле человека? Пойду-ка я в коридор и пригляжусь к себе внимательней
да тыб свое лицо видел на мрт вот это куда в разы интереснее всяких атомов и электронов
Похожие вопросы
- Объясните, пожалуйста, простым языком, почему в формуле кинетической энергии скорость в квадрате, а не просто скорость.
- Объясните пожалуйста простым языком электромагнитную теорию Максвелла
- Что такое частота Найквиста? Объясните пожалуйста простым языком)) )
- Объясните, пожалуйста, простым языком теорию струн и теорию суперструн.
- Почему магнитные линии не могут пересекатся? Объясните пожалуйста простым языком. Физика 8 класс.
- Объясните пожалуйста простым языком понятие "спин" и "цвет" кварков.
- Объясните пожалуйста простым языком, что такое 4 измерение
- объясните пожалуйста простым языком теорию струн
- Объясните, пожалуйста, что такое ядерный магнитный резонанс, магнитный момент. Не очень понимаю принцип работы МРТ
- Кто объяснит на простом языке, что такое Принцип неопределённости Гейзенбе́рга?