Magnetresonanssi

Magnetresonanssi on ilmiö sekä teknologia, jossa ydin- tai elektroniparit reagoivat ulkoiseen magneettikenttään ja radioaaltikenttään. Yleisimmin käytetään ydinsäteisiin perustuvaa protonien resonanssia. Asetettaessa aine voimakkaaseen pysyvään magneettikenttään B0 protonien spinit asettuvat osittain järjestykseen ja prekeeraavat Larmor-taajuudella. Näille ytimille annetaan radioaaltopulssi, jonka avulla magneettinen vektori voidaan kiertää pois tasapainosta. Pulssin jälkeen ydin palautuu takaisin tasapainoon—relaksaatio T1- ja T2-ajan mukaan—ja vapautuva signaali mitataan vastaanottimilla. Signaalin käsittelyyn käytetään gradientteja ja Fourier-muunnosta avaruus- ja tilatietojen saamiseksi.

NMR-spektroskopia hyödyntää ilmiötä kemiallisen koostumuksen ja ympäristön tutkimiseen; kullekin ydin(-n) ympärillä olevat kemialliset siirtymät sekä vuorovaikutukset antavat tunnistettavia signaalin piirteitä. MRI (magnetresonanssikuvaus) käyttää samaa ilmiötä kuvan tuottamiseen: tilan erottelu tapahtuu magneettikentän gradienttien avulla ja signaali rekonstruoidaan Fourierin menetelmin. MRI tarjoaa hyvän pehmeän kudoksen kontrastin ilman ionisoivaa säteilyä, mutta laitteet ovat suuria ja kalliita, ja tutkimusta voivat rajoittaa potilaan tila sekä implantaatiot.

Käyttökohteita ovat kliininen diagnostiikka, neurologia, ortopedia sekä sydän- ja verisuonitutkimukset, ja myös tutkimus lääketieteen sekä materiaalien ja kemian alalla. Turvallisuuteen liittyy voimakas magneettikenttä sekä radioaaltopulsseihin liittyvät riskit; potilaita arvioidaan jokaisessa tapauksessa sijoittelun, implanttien ja metalliesineiden suhteen.

---