Bài giảng thiết bị đo sinh hóa và sinh học

Chia sẻ: Vu Trong Bang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

0
27
lượt xem
3
download

Bài giảng thiết bị đo sinh hóa và sinh học

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dùng biến áp chỉnh l-u 1/2 chu kỳ - 3 pha, biến áp chỉnh l-u 2 nửa chu kỳ thành 6 pha, có thể làm biến áp 12 pha (100kV) bằng cách tổ hợp các pha lệch nhau. Để giảm nguy hiểm ng-ời ta sử dụng một số biện pháp sau: (1) Dùng áo bảo vệ , độ dày phụ thuộc vào vật liệu (2) Khoảng cách: Tăng khoảng cách giữa nguồn và ng-ời làm việc. (3) Thời gian: Hạn chế sử dụng vì lượng phóng xạ tích lại trong ng-ời sau thời gian mới thải ra hết....

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng thiết bị đo sinh hóa và sinh học

  1. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 61 Ch−¬ng IV. C¸c thiÕt bÞ ®o vµ th¨m dß néi t¹ng I . X q u an g vµ m ¸y X q u an g 1. Xquang vµ c¸c ®Æc tÝnh cña X quang: L−îng tö ®−îc ph¸t ra khi c¸c ®Þªn tö cã n¨ng l−îng cao ®Ëp vµo vËt chÊt. VÝ dô: Khi cã chuyÓn møc n¨ng l−îng sÏ ph¸t ra c¸c foton nh− sau: EKα=EK-EL; EKβ=EK-EM; ELα=EL-EM; EMβ=EL-EN §éng n¨ng cña ®Þªn tö ®−îc tÝnh nh− sau: Catèt ®èi ©m −=eUa = 1/2mv2=hf0 cùc m- träng l−îng cña e-=1.6.10-10g h- h»ng sè Plank h=6.625.10-7 VÝ dô nh− ®éng n¨ng ®ã ®−îc sinh ra nhê n¨ng l−îng ph¸t ra bëi mét cahode bÞ nung nãng: Ph¸t x¹ Q=C.I.t.Ua Anèt thø cÊp C –const I- dßng ®iÖn t- thêi gian U- ®iÖn thÕ trªn èng phãng C−êng ®é cña dßng ®iÖn thø cÊp : Ithø cÊp= k.Ie.Uz.f Ie- dßng electron z- nguyªn tö sè (sè thø tù cña nguyªn tö trong b¶ng tuÇn hoµn Mendeleep). §èi ©m cùc th−êng ®−îc lµm b»ng Molipden, Volfram, hoÆc lµ hîp kim cña hai kim lo¹i nµy v× nã cã Z cao vµ nhiÖt ®é nãng ch¶y cao (20000C). S¬ ®å phãng tia X ®−îc cho nh− h×nh vÏ. Phæ cña sãng X quang cã thÓ cã d¹ng nh− ë h×nh B−íc sãng vÏ: Sãng X quang kh«ng ®¬n s¾c mµ cã ®Æc tÝnh phæ. h×nh 1 §©y lµ phæ cña èng ph¸t x¹ tia X víi Anod lµ Volfram, n¨ng l−îng cña photon lu«n lu«n nhá h¬n ®iÖn ¸p cña èng t−¬ng øng. C¸c hiÖu øng cña X quang • HiÖu øng Thãmon (Lamber-Bler) Sù suy gi¶m cña c−êng ®é s¸ng hay cßn gäi lµ hiÖu øng cã tÝnh chÊt ph¶n ¸nh s¸ng Ix = I0e-µx X- kho¶ng c¸ch µ=f(σ)-hÖ sè suy gi¶m, hÖ sè hÊp thô GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  2. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 62 σ- hÖ sè hiÖu øng Thomson σ/ρ=0.4Z/A; Z- nguyªn tö sè A nguyªn tö gam ρ- träng l−îng riªng cña vËt liÖu • HiÖu øng Compton: Chïm tia X b¾n vµo electron b¾n ra c¸c b−íc sãng ng¾n ®i. VÝ dô ®iÖn ¸p 10kV-> electron ®i ®−îc 0.5mm. T¹o ra hiÖn t−îng nhiÖt dïng ®Ó ch÷a bÖnh. • HiÖu øng quang ®iÖn: Khi cã b−íc sãng t¨ng dßng e- t¹o thµnh dßng ®Þªn ch¹y trong tÕ bµo • HiÖu øng ion ho¸: Khi n¨ng l−îng chïm tia X lín h¬n 1.0022 MeV foton tù ion ho¸ thµnh poritron+ vµ megatron-. Khi nhËp l¹i thµnh 2 tia X, mçi tia cã c−êng ®é n¨ng l−îng 4-511KeV dïng ®Ó b¾n ph¸ nghiªn cøu h¹t c¬ b¶n. èng ph¸t tia: Ua P= [KW] 50kV 0.175 chôp r¨ng 70KV 0.5 chôp d¹ dµy 100KV 1.4 chôp phÇn mÒm vµ chiÕu diÖn 100KV 50, 100, 20 chôp c¸c bé phËn kh¸c h×nh 2. èng phãng tia X Dïng ®ièt chØnh l−u 100kV , do ®ã cÇn nèi nhiÒu ®ièt víi nhau. Tõ ®ã cã ®Þªn ¸p ng−îc ph©n phèi kh«ng ®Òu tr©n c¸ ®ièt g©y ra mÊt m¸t n¨ng l−îng. Dïng ®iÖn ¸p 3 pha nh− h×nh GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  3. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 63 Dïng biÕn ¸p chØnh l−u 1/2 chu kú -> 3 pha, biÕn ¸p chØnh l−u 2 nöa chu kú thµnh 6 pha, cã thÓ lµm biÕn ¸p 12 pha (>100kV) b»ng c¸ch tæ hîp c¸c pha lÖch nhau. §Ó gi¶m nguy hiÓm ng−êi ta sö dông mét sè biÖn ph¸p sau: (1) Dïng ¸o b¶o vÖ , ®é dµy phô thuéc vµo vËt liÖu (2) Kho¶ng c¸ch: T¨ng kho¶ng c¸ch gi÷a nguån vµ ng−êi lµm viÖc. (3) Thêi gian: H¹n chÕ sö dông v× l−îng phãng x¹ tÝch l¹i trong ng−êi sau thêi gian míi th¶i ra hÕt. 2. M¸y X quang trong th¨m dß vµ ®iÒu trÞ Chôp chiÕu X quang, ®−îc tiÕn hµnh nh− h×nh vÏ, ng−êi dïng film ®Æc biÖt nh¹y víi ¸nh s¸ng ViÖc hiÖn thÞ h×nh ¶nh dùa theo hiÖu øng Thomson . H×nh 3. cho ta s¬ ®å khèi cña m¸y X-quang kiÓu nµy h×nh 3. M¸y chiÕu Xquang Th«ng tin cã ®−îc tõ X quang ®−îc x¸c ®Þnh b»ng 2 hÖ sè: - §é ph©n gi¶i - HÖ sè t−¬ng ph¶n phô thuéc ®é chÝnh x¸c 3, M¸y X quang c¾t l¸t • Tomorgaphy: Trong mét h×nh ¶nh tia X th«ng th−êng tÊt c¶ c¸c líp m« gi¶i ngang bëi chïm tia X cã thÓ nhËn thÊy ®−îc. C¬ së cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ t¹o mét sù chuyÓn ®éng ®Þnh tr−íc lµm mê tÊt c¶ c¸c mÆt ph¼ng trõ mét mÆt ph¼ng cã thÓ nh×n thÊy. §iÒu nµy ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch dÞch chuyÓn èng tia X vµ phim trong thêi gian räi theo mét trôc ®Ó nh×n thÊy râ mÆt H×nh 4. Nguyªn t¾c chôp tomography GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  4. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 64 ph¼ng nµy. Sù chuyÓn ®éng nµy cã thÓ theo ®−êng trßn, ®−êng th¼ng hay xo¾n èc Cã 3 nguyªn t¾c : Tomography Subtraction Dodging • Ph−¬ng ph¸p bï trõ: Th«ng tin cã thÓ ®−îc chän lùa b»ng c¸ch c¾t bá ®i th«ng tin kh«ng mong muèn tõ ¶nh tia X chuÈn. §Ó thùc hiÖn ®iÒu nµy ta ph¶i cã 2 ¶nh -> sù kh¸c nhau gi÷a chóng t¹o nªn th«ng tin mong muèn • Ph−¬ng ph¸p Dodging: PhÐp räi tia X th−êng ®−a ra h×nh ¶nh kh«ng ®ång bé mµ phÇn lín h×nh ¶nh ®−îc thÓ hiÖn hoÆc kh«ng. §iÒu nµy chñ yÕu t¹o sù kh¸c nhau trong viÖc suy hao bøc x¹ trong vïng kh¸c nhau (chÊt c¬ b¶n cña c¸c líp). Cã hai kiÓu dodging ®−îc sö dông: kiÓu c¬ b¶n vµ kiÓu 2 - KiÓu c¬ b¶n: Bé läc ®−îc ®Æt trong chïm tia gi÷a èng tia X vµ bÖnh nh©n ®Ó b× nh÷ng tiªu hao - KiÓu 2: ViÖc xö lý th«ng tin ®· bøc x¹ ®· ®i qua ng−êi bÖnh (vÝ dô : ph−¬ng ph¸p èng phãng tia ®iÖn tö tivi h×nh 4. Kü thuËt chôp CT GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  5. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 65 2. Siªu ©m vµ m¸y siªu ©m 1, Siªu ©m trong th¨m dß kh«ng ph¸ vì 2, Siªu ©m trong th¨m dß: Kü thuËt siªu ©m ®−îc sö dông réng r·i trong phÐp ph©n tÝch , chuÈn ®o¸n phô khoa, bông, tim … h¬n n÷a lµ ph−¬ng ph¸p nµy hiÖu qu¶ cho viÖc chuÈn ®o¸n d−íi da. MÆc dï chuÈn ®o¸n siªu ©m lµ mét lÜnh vùc ph¸t triÓn nhanh còng cã h¹n chÕ. Mét phÇn lµ tõ sù sai sè h×nh häc cña viÖc hiÖn thÞ, mét vµi kho¶ng réng cña ¶nh bÞ bá qua khi hiÖn thÞ ¶nh quÐt, sù ph¶n x¹ m¹nh cña chïm tia siªu ©m tõ mÆt ph©n c¸ch gi÷a m« vµ kh«ng khÝ, hîc gi÷a m« x−¬ng ng¨n c¶n sù quÐt b×nh th−êng cña phæi vµ mét phÇn ë ruét a/ nguyªn lý vËt lý: Trong bÊt kú mét thiÕt bÞ siªu ©m chuÈn ®o¸n y häc, phÇn quan träng nhÊt lµ bé ph¸t/thu siªu ©m. Xung ®iÖn tõ m¸y ph¸t ®iÖn trong thiÕt bÞ GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  6. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 66 cung cÊp tíi hÖ truyÒn vµ biÕn ®æi thµnh ¸p suÊt c¬ häc trong thêi gian ng¾n. Sãng siªu ©m lµ ®Þnh h−íng b¬i vËy truyÒn tíi m« thµnh mét chïm. Tuy nhiªn khi nã di tíi bÒ mÆt gi÷a 2 kiÓu cña m« cã th«ng sè ©m kh¸c nhau th× mét phÇn n¨ng l−îng sÏ bÞ ph¶n x¹ vµ khóc x¹ kh¸c nhau h×nh 5. CÊu t¹o cña ®Çu dß m¸y siªu ©m NÕu bÒ mÆt vu«ng gãc víi chïm siªu ©m th× n¨ng l−îng ph¶n sÏ trë l¹i bé biÕn ®æi. Bé biÕn ®æi sÏ ®−îc ®−a tíi m¹ch bï suy hao s©uvµ m¹ch khuÕch ®¹i, sau ®ã sÏ ®−îc hiÖn thÞ trªn mµn h×nh hay ghi ra giÊy vv.. GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  7. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 67 §Çu truyÒn hay ®Çu do siªu ©m lµ mét bé phËn ®Ó ph¸t siªu ©m vµ thu tÝn hiÖu ph¶n håi trong thiÕt bÞ siªu ©m. Mét ®Çu truyÒn cã thÓ sö dông nh− mét ®Çu thu hoÆc mét ®Çu ph¸t tuú thuéc vµo c¸ch m¾c chóng nh− thÕ nµo. Cã c¸c lo¹i ®Çu dß nh− sau: • ®Çu dß ®¬n: chØ cã mét tia -> ®−îc dïng nhiÒu trong c«ng nghiÖp ®Ó ®o ®é s©u hoÆc ®Ó ®iÒu trÞ • ®Çu dß ph¼ng (linear array): ph¸t ra mét trïm tia song song • ®Çu dß rÎ qu¹t ( sector): Dïng m«t¬ ®Ó kÐo g−¬ng chuyÓn ®éng, h×nh 5b) thÓ hiÖn ®Çu dß kiÓu nµy , u− ®iÓm cña lo¹i nµy lµ ®iÓm ®Æt bÐ mµ gãc quan s¸t réng. • ®Çu dß quay (rotator) • ®Çu dß kiÓu ®iÖn tö: dïng nhiÒu chÊn tö vµ dïng nã ®Ó ®ãng c¾t c¸c chÊn tö b/ HiÖn thÞ mode A: Trong thiÕt bÞ ®¬n mode , viÖc ph¸t hiÖn vµ hiÖn thÞ cña tiÕng väng thùc hiÖn trªn v¹ch ngang suèt mµn h×nh hiÖn thÞ b¾t ®Çu t¹i thêi ®iÓm xung siªu ©m ph¸t ra. Mµn h×nh hiÖn thÞ x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch b»ng vÞ trÝ trôc ngang phï hîp víi ®é s©u cña m« vµ ph¸t hiÖn tiÕng väng ph¶n håi trong mÆt däc tØ lÖ víi biªn ®é ph¶n håi. KiÓu hiÖn thÞ nµy ®−îc sö dông chÝnh trong chuÈn ®ãan tim, n·o, .. Nã còng quan träng khi dïng ®Ó ph¸t hiÖn sù kh¸c nhau vÒ biªn ®é gi÷a c¸c phÇn ®· ph¶n x¹ trong mét vµi d¹ng phøc t¹p. ¦u ®iÓm chÝnh cña mode hiÖn thÞ nµy lµ tÝnh ®¬n gi¶n, hiÖn thÞ thêi gian thùc. Tuy nhiªn nã kh«ng thÓ hiÖn thÞ nh÷ng tiÕng vang kh¸c nh÷ng tiÕng vang x¶y ra ë ¶nh cÊu tróc vËt chÊt mode A lµ c¸c biªn ®é xung ph¶n x¹ cña sãng siªu ©m cña c¸c ®iÓm n»m trªn mét ®−êng tia siªu ©m ®i qua ( ¶nh mét chiÒu) trªn trôc truyÒn. Nã kh«ng ®−a ra th«ng tin 2 chiÒu, vµ biªn ®é cña tiÕng vang quyÕt ®Þnh bëi gãc t¸c ®éng, ®Çu truyÒn khã ®Þnh h−íng ngo¹i trõ khi sö dông cho ph©n tÝch tim v× c¸c th«ng sè chuyÓn ®éng cu¶ mét phÇn nµo ®ã cña tim cã thÓ sö dông cho c¸c ph©n tÝch mét phÇn nµo ®ã c¸c th«ng sè cña tim, m¾t vµ n÷ng phÇn cÊu tróc dÔ ghi nh− n·o gi÷a. GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  8. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 68 c/HiÖn thÞ mode B: Mode-B lµ hiÖn thÞ hai chiÒu c¶ m«. Trong hiÖn thÞ "Gray-Scale" c−êng ®é s¸ng biÕn ®æi víi biªn ®é tiÕng vang. Trong c¸c kiÓu cò nh− "Bistable" tÊt c¶ tiÕng vang ®−îc hiÖn thÞ víi cïng mét ®é s¸ng - HiÖn thÞ mode B tÜnh: Bëi viÖc biÕn ®æi sù lµm lÖch h−íng chiÒu th¼ng ®øng trong mode A thµnh ®iÓm s¸ng däc theo chïm truyÒn, mét ¶nh mode B 2 chiÒu cã thÓ thùc hiÖn nÕu ®−êng c¬ b¶n ®−îc lµm nghiªng vµ ®Þnh vÞ phï hîp víi vÞ trÝ vµ h−íng cña ®Çu truyÒn. Nã cã thÓ ®¹t ®−îc nÕu ®Çu truyÒn ®−îc ®Æt trªn 1 tay quÐt vµ c¸c ®iÓm ph¶n x¹ ®Æt trªn mµn h×nh nh− ®Çu truyÒn di chuyÓn trªn bÒ mÆt da. - HiÖn thÞ mode B thêi gian thùc: HiÖn thÞ modeB thêi gian thùc co chuÈn ®o¸n tim phæi cã thÓ ®¹t ®−îc b»ng mét vµi c¸ch kh¸c nhau. Nh− dÞch xung ban ®Çu däc theo d·y dµi cña ®Çu truyÒn vµ quÐt gåm hµng lo¹t ®−êng song song. C¸ch thøc hai bëi sù quÐt däc theo m¶ng cña ®Çu truyÒn ë tÇn sè lÆp l¹i cao. H×nh ¶nh 2 chiÒu thêi gian thùc cã theer thùc hiÖn bëi viÖc quÐt ®Çu truyÒn c¬ GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  9. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 69 khÝ hoÆc lµ bëi m« pháng ®iÖn sù quÐt trªn mét vïng nµo ®ã víi sù lÆp l¹i nhanh chãng. Víi mét tèc ®é quÐt ®ñ cao ®ªm l¹i mét ¶nh thêi gian thùc cña m«. d/ HiÖn thÞ "Time-motion" NÕu mét ®èi t−îng di chuyÓn, sù hiÖn thÞ ë mode A sÏ chØ lµ sù di chuyÓn t−¬ng øng cña tiÕng väng däc theo trôc däc. V× viÖc biÕn ®æi c¸c ®iÓm s¸ng vµ viÖc ®æi chç chËm cña chóng ë tèc ®é kh«ng ®æi, nªn mét sè c¸c ®−êng cong sÏ chØ ra sù di chuyÓn cña cÊu tróc. Nh÷ng ®−êng cong nµy cho phÐp ®o tèc ®é vµ biªn ®é cña tiÕng vang gi÷a c¸c ®−êng cong kh¸c nhau. KiÓu hiÖn thÞ nµy gäi lµ "Time- motion" vµ sö dông chÝnh trong chuÈn ®o¸n tim ¶nh TM lµ h×nh ¶nh chuyÓn ®éng cña tÊt c¶ c¸c ®iÓm cña vËt chÊt n»m trªn mét ®−êng tia siªu ©m ®i qua thay ®æi theo thêi gian . ë ®©y ta quan t©m ®Õn chuyÓn ®éng cña vËt chÊt chø kh«ng quan t©m ®Õn cÊu tróc cña vËt chÊt. 3. M¸y chôp c¾t l¸t céng h−ëng tõ; NMR: magnetic resonance tomography NMR: Nuclear magnetic resonance MRI: Magnetic Resonance Imaging a. Nguyªn lý cña céng h−ëng tõ h¹t nh©n vµ m¸y ph©n tÝch nång ®é vËt chÊt . §ã lµ hiÖu øng con quay- sù quay cña spin tõ khi tÇn sè kÝch thÝch b»ng tÇn sè tuÕ sai → vµ H⊥ spin . C¸c proton ngoµi chuyÓn ®éng quay (spin) cßn cã mét chuyÓn ®éng thø hai lµ ®¶o, quay xung quanh vect¬ tõ B¶ng ®Æc tr−ng mét sè chÊt trong m¸y MRT tr−êng B. ChÊt Spin γ/2π HiÖu øng con quay: B=2πf/γ 1 H 1/2 4.26 2 H 1 0.65 C13 1/2 1.07 15 N 1 0.31 GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng F19 1/2 4.01 31 P 1/2 1.72
  10. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 70 Trong ®ã: f – tÇn sè tuÕ sai cña spin γ - HÖ sè håi chuyÓn tõ cña h¹t nh©n sö dông ( hÖ sè quay tuÕ sai) hf=µiB/I h- h¾ng sè Plank µi- M«men tõ h¹t nh©n B- C−êng ®é tõ c¶m t¸c dông vµo; I - sè l−îng tö cña spin ( nã lµ béi sè nguyªn cña 0.5) f- tÊn sè kÝch thÝch ω=2πfB/(Ih)=γB ChuyÓn ®éng quay xung quanh tõ tr−êng cu¶ proton NÕu trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi tõ tr−êng B ta t¹o mét tõ tr−êng B’ cã cïng tÇn sè quay víi m«men tõ dipol. Khi vect¬ B’ quay ®ång bé víi m«ment tõ dipol µ th× sÏ g©y ra sù thay ®æi tõ tr−êng cao tÇn vµ sÏ xuÊt hiÖn m«ment t¸c ®éng lªn dipol µ lµm thay ®æi gãc ϕ B vµ µ. Khi cã sù c©n b»ng gi÷a tÇn sè quay ωcña m«ment tõ µ xung quanh B vµ tÇn sè quay cña vect¬ B’ sÏ sinh ra céng h−ëng. §ã chÝnh lµ hiÖn t−îng céng h−ëng tõ h¹t nh©n. NÕu sö dông xung kÝch thÝch th× ϕ=kT; T –thêi gian kÝch thÝch cña xung GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  11. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 71 H×nh 10. Sù suy gi¶m cña tõ tr−êng (a) TÝn hiÖu suy gi¶m víi h»ng sè thêi gian T2 ®Ó cã mÆt X-Y biªn ®é A= A0e-t/T2 (b) Sù bao trïm cña tõ tr−êng víi vÞ trÝ c©n b»ng víi trôc Z: A= A0e-t/T1et/T0 Tãm l¹i: nÕu ta biÓu diÔn tõ tr−êng proton b»ng c¸c vect¬ vµ tõ tr−êng bªn ngoµi b»ng vect¬ Z ta cã: - C¸c vet¬ ®èi chiÒu nhau sÏ triÖt tiªu nhau - ChØ cã c¸c vect¬ ®¶o quanh trôc Z. Trong ®ã c¸c vect¬ ®èi h−íng còng tù triÖt tiªu nhau, nh− vËy chØ cã tõ tr−êng h−íng däc. - NÕu ta ghi ®−îc tin hiÖu nµy ta cã thÓ ghi ®−îc hiÖn t−îng tõ ho¸ däc cña mÉu. Nh−ng qu¸ tr×nh tõ ho¸ däc nµy rÊt khã ®o v× nã trïng h−íng víi tõ tr−êng bªn ngoµi. Muèn ®o ®−îc ph¶i t×m c¸ch t¸ ®éng ®¶o h−íng c¸c vect¬ nµy. Nguyªn lý m¸y c¾t l¸t céng h−ëng tõ: Dùa trªn c¬ së c¬ thÓ con ng−êi chøa 75% lµ n−íc vµ øng dông viÖc ®o n¨ng l−îng céng h−ëng tõ ®Ó x¸c ®Þnh cÊu tróc cña c¸c bé phËn trong c¬ thÓ, ng−êi ta chÕ t¹o ra m¸y chôp ¶nh b»ng c¾t l¸t céng h−ëng tõ. Trong thiÕt bÞ nµy ®Ó ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu cÇn thiÕt ph¶i gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò sau: - §iÒu khiÓn to¹ ®é céng h−ëng tõ - §o c−êng ®é céng h−ëng tõ - Phôc håi h×nh ¶nh cña c¸c bé phËn ®−îc chuÈn ho¸ 1) §iÒu khiÓn to¹ ®é céng h−ëng tõ GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  12. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 72 §Çu tiªn cÇn ph¶i t¹o tõ tr−êng ®ñ m¹nh xuyªn qua ®èi t−îng cÇn nghiªn cøu. Cã thÓ lµ: - Nam ch©m ®iÖn- tõ tr−êng phô thuéc vµo nguån ®Þªn nªn kh«ng chÝnh x¸c - Nam ch©m vÜnh cöu – kÝch th−íc to khã chÕ t¹o - Nam ch©m siªu dÉn – lµm viÖc ë chÕ ®é Heli bèc h¬i (-2360C) do ®ã c«ng nghÖ chÕ t¹o t−¬ng ®èi phøc t¹p vµ thiÕt bÞ phô trî ph¶i hiÖn ®¹i. Nam ch©m ph¶i cã hai cuén d©y. Cã c−êng ®é tõ tr−êng 0.1- 0.2 Tesla. Ngoµi tõ tr−êng chÝnh ë trªn ph¶i cã tõ tr−êng phô chia c¾t ®èi t−îng thµnh c¸c vïng to¹ ®é x¸c ®Þnh. Tõ tr−êng phô ®−îc t¹o bëi cuén d©y phô quÊn theo c¸c vÞ trÝ víi sè vßng kh¸c nhau ®Ó t¹o ra c¸c vÞ trÝ céng h−ëng kh¸c nhau. H×nh vÏ bªn thÓ hiÖn cÊu t¹o cña cuén d©y t¹o tõ tr−êng H×nh vÏ cuén d©y t¹o Gradien tõ B»ng c¸ch thay ®æi dßng trong c¸c cuén d©y ta cã thÓ thay ®æi tõ tr−êng chÝnh vµ tõ ®ã cã thÓ thay ®æi chiÒu s©u cña líp c¾t. Dùa vµo sù bè trÝ cña c¸c cuén d©y ta cã thÓ t¹o ra c¸c h×nh ¶nh 2 chiÒu hoÆc 3 chiÒu. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ Em chÝnh lµx¸c ®inh ®é ®Ëm nh¹t cña h×nh ¶nh. 2) §o c−êng ®é céng h−ëng tõ: GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  13. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 73 §Ó t¹o tõ tr−êng xoay chiÒu cã tÇn sè quay phï hîp víi tÇn sè quay cña c¸c m«ment tõ cña c¸c h¹t nh©n nguyªn tö kh¸c nhau, ng−êi ta phst c¸c sãng RF cùc ng¾n, kh«ng liªn tôc vµo mÉu. Kh«ng ph¶i mäi sãng RF ®Òu kÝch thÝch ®−îc proton, mµ chØ cã sãng cïng víi tÇn sè quay ω cñac¸c proton mÉu, v× chØ khi ®ã c¸c proton míi tiÕp nhËn ®−îc c¸c n¨ng l−îng cña c¸c sãng RF ph¸t vµo. §ã chÝnh lµ hiÖn t−îng céng h−ëng tõ mong muèn. Cã hai tr¹ng th¸i x¶y ra: - Mét sè c¸c proton sÏ ®¹t tíi møc n¨ng l−îng cao vµ c¸c vect¬ cña chóng trë thµnh dèi song song víi tõ tr−êng Z, sè nµy sÏ l¹i triÖt tiªu bít mét sè vect¬ song song víi Z. - Sè cßn l¹i ®o ®−îc tiÕt nhËn n¨ng l−îng d¹ng sung, b¾t ®Çu ®¶o ®ång nhÞp víi xung RF chø kh«ng ph©n t¸n PH¶I-TR¸I, TR¦íC- SAU nh− tr−íc, hay nãi c¸ch kh¸c chóng ®¹t ®−îc møc ®ång pha, chóng cã cïng h−íng vÒ mét phÝa t¹i mét thêi ®iÓm. C¸c vect¬ cña proton nµy sÏ céng l¹i víi nhau vµ t¹o thµnh vect¬ tæng hîp theo h−íng ngang vu«ng gãc víi tõ tr−êng Z. Ng−êi ta gäi hiÖn t−îng nµy lµ hiÖn t−îng tõ ho¸ ngang (Transversal Magnentisation) H×nh vÏ. Xung RF t¹o nªn céng h−ëng c¸c proton. Vect¬ tõ ho¸ suy gi¶m, ®ång thêi xuÊt hiÖn vect¬ tõ ho¸ gang do hiÖn t−îng dodßng pha ®¶o c¸c proton. Vect¬ nµy kh«ng ®øng yªn mµ chuyÓn ®éng cïng chiÒu víi c¸c proton vµ cïng tÇn sè víi tÇn sè ®¶o cña chóng. Nh− vËy mét vect¬ tõ ®æi chiÒu liªn tôc sÏ t¹o ra 1 dßng ®iÖn cã tÇn sè chÝnh lµ tÇn sè ®¶o cña vect¬ tõ. §©y chÝnh lµ tÝn hiÖu hÖ thèng céng h−ëng tõ mong muèn ®Ó t¹o ¶nh. Khi t¾t sãng RF, c¸c prroton ®ang ®¶o theo h−íng ngang sÏ dÇn dÇn trë l¹i h−íng däc Z. Vect¬ tõ ho¸ ngang gi¶m dÇn vÒ ). C−êng ®é tÝn hiÖu thu ®−îc còng gi¶m vÒ 0. TÝn hiÖu nµy gäi lµ tÝn hiÖu suy gi¶m c¶m øng tù do FID ( Free induction Decay Signal). §©y chÝnh lµ tÝn hiÖu cÇn ®Ó t¸i t¹o ¶nh. §Þnh vÞ c¸c tÝn hiÖu nµy ®−îc dùa trªn tÝnh tr¹ng chªnh lÖch tõ lùc däc theo khung m¸y. §é dÇy cña cac b−íc chªnh tõ chÝnh lµ ®é dÇy cña líp c¾t. GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  14. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 74 DÓ chuyÓn tÝn hiÖu FID thµnh c¸c th«ng tin trong kh«ng gian, ng−êi ta dïng phÐp biÕn ®æi Fourier. C¸c biªn ®é cña phæ trong tr−êng hîp nguyªn tè H2. SÏ tû lÖ víi mËt ®é cña nguyªn tè ®ã n»m trong vïng c¾t. c)Phôc håi h×nh ¶nh cña m¸y §Ó phôc håi h×nh ¶nh ng−êi ta quan t©m ®Õn c¸c qu¸ tr×nh x¶y ra khi ph¸t sãng vµ khi t¾t sãng RF. Khi sãng RF t¾t, toµn bé hÖ thèng trë l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu, tr¹ng th¸i ch−a cã sãng RF kÝch thÝch. Ta gäi hiÖn t−îng nµy lµ qu¸ tr×nh th− duçi. Qu¸ tr×nh nµy gåm hai qu¸ tr×nh thµnh phÇn: - Qu¸ tr×nh tõ ho¸ ngang võa míi h×nh thµnh nay sÏ suy gi¶m dÇn co ®Õn khi mÊt h¼n, qu¸ tr×nh nµy gäi lµ th− duçi ngang. ( Transersal Relaxation) - Qu¸ tr×nh th− duçi däc lín dÇn cho ®Õn lóc ®¹t ®−îc gi¸ trÞ ban ®Çu (khi ch−a bÞ kÝch thÝch) gäi lµ th− duçi däc (Longitudinal Relaxation) H×nh vÏ. Qu¸ tr×nh th− duçi däc: Khi RF t¾t c¸c proton céng h−ëng ë h−íng ®èi song song nh¶ n¨ng l−îng vµ tiÕp nhau trë vÒ song song. Vect¬ tõ ho¸ däc t¨ng dÇn cho ®Õn khi ®¹t ®−îc gi¸ trÞ ban ®Çu. CÊu t¹o phÇn ®iÒu khiÓn m¸y céng h−ëng tõ nh− h×nh vÏ M¸y tÝnh Bé nhí Gradient Giao diÖn RF TÝn hiÖu Gx GY Gz Transmitter trung b×nh RF Bé nhËn Nam ch©m Amplifier Bé tiÒn khuÕch ®¹i GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng
  15. bµi gi¶ng thiÕt bÞ ®o sinh hãa vµ sinh häc 75 GV.NguyÔn thÞ Lan H−¬ng

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản