🧲 Фізика МРТ / ЯМР — Рівняння Блоха

🧲 Що демонструє

Цей симулятор моделює ядерний магнітний резонанс (ЯМР) — фізичну основу МРТ — за допомогою рівнянь Блоха. Результуючий вектор намагніченості M = (Mx, My, Mz) початково вирівняний уздовж статичного поля B₀ (вісь z). РЧ-імпульс перекидає M у поперечну площину, де він прецесує з частотою Лармора та затухає через два незалежних процеси: T1 (спін-ґратковий, поздовжнє відновлення) і T2 (спін-спіновий, поперечний розпад). Затухаючий поперечний сигнал — це вільне затухання індукції (FID).

Як користуватися

• Натисніть 90° РЧ-імпульс, щоб перекинути M у поперечну площину — спостерігайте FID-сигнал.
• Натисніть 180° Інверсія для повного інверсійного відновлення — Mz прямує до −1, потім відновлюється за T1.
• Оберіть Пресети тканин для завантаження реалістичних T1/T2 для води, жиру, м'язу, сірої/білої речовини та ліквору при 1.5 Тл.
• Змінюйте B₀, щоб побачити, як напруженість поля впливає на частоту Лармора (γ·B₀, де γ = 42.577 МГц/Тл для водню).

Цікавий факт

МРТ незалежно розробили Пол Лотербур та Пітер Менсфілд у 1970-х роках; обидва отримали Нобелівську премію з медицини у 2003 році. На відміну від КТ або рентгену, МРТ не використовує іонізуюче випромінювання — лише радіочастотні імпульси та магнітні поля. Клінічний МРТ-магніт на 1.5 Тл приблизно у 30 000 разів потужніший за магнітне поле Землі. Різні тканини мають характерні часи T1 та T2, що дозволяє МРТ створювати контраст між сірою речовиною, білою речовиною, ліквором та патологією — без жодної краплі контрастної речовини для багатьох послідовностей.