Inżynier i Fizyk Medyczny 5/2015 vol. 4
247
radiologia
/
radiology
artykuł naukowy
/
scientific paper
wykorzystywany jest atom węgla
13
C ze względu na długi czas
relaksacji T
1
. Może on być wbudowany w szereg różnych związ-
ków chemicznych biorących udział w przemianach metabolicz-
nych w organizmie żywym.
Proces hiperpolaryzacji polega na umieszczeniu związku
kontrastującego w silnym polu magnetycznym, w którym pola-
ryzacja jest przenoszona z elektronów na nukleony z użyciem
zmiennego pola elektromagnetycznego o częstotliwości mi-
krofalowej. Próbka do hiperpolaryzatora wprowadzana jest
poprzez serię zaworów (Fot. 2), które gwarantują utrzymanie
helowej atmosfery ochronnej układu.
pirogronianu został zaprojektowany tak, aby trwał ~20 minut.
Po tym czasie hiperpolaryzator wraca do stanu początkowego.
Aby próbka mogła zostać podana
in-vivo
, należy ją ogrzać i roz-
cieńczyć. W tym celu ze strzykawki (Rys. 4A, Fot. 3), pod dużym
ciśnieniem przepuszczane jest przez próbkę gorące medium dy-
solucyjne o początkowej temperaturze 130
o
C. Próbka odbierana
jest w odbiorniku (Rys. 4C), w którym następuje proces filtracji
i kontroli jakości. Po zakończeniu procesu polaryzacji i dysolucji
związek kontrastujący jest gotowy do podania pacjentowi.
Fot. 2
Element hiperpolaryzato-
ra, do którego wprowadzany jest
hiperpolaryzacyjny związek kon-
trastujący. Strzałką zaznaczono
element, który uszczelnia komorę
hiperpolaryzatora przy braku
związku kontrastującego w ko-
morze hiperpolaryzatora.
W procesie hiperpolaryzacji stosowane jest zmienne pole
elektromagnetyczne w zakresie promieniowania mikrofalo-
wego, którego energia jest zbliżona do różnicy energetycznej
elektronu i nukleonu. Dlatego, aby proces hiperpolaryzacji prze-
biegał skutecznie, zalecane jest wykonanie regularnych testów
„przemiatania” częstotliwościowego (Rys. 1) w celu znalezienia
optymalnej częstotliwości, w której proces będzie zachodził
z największą efektywnością, tj. najszybciej i prowadząc do naj-
większej polaryzacji.
Proces hiperpolaryzacji zachodzi w warunkach kriogenicz-
nych, w których procesy dyfuzji i relaksacji, odgrywające istotną
rolę w procesie DNP, są ograniczone [4]. W związku z tym po-
laryzacja związków kontrastujących trwa zwykle ok. 2 godzin.
Dopiero po takim czasie można otrzymać związek kontrastujący
użyteczny w badaniach
in-vivo
(Rys. 2).
Wprowadzenie związku kontrastującego do hiperpolaryza-
tora wiąże się z dostarczeniem do komory kriogenicznej ciepła
(Rys. 3), które następnie jest dysypowane. Aby ograniczyć efek-
ty cieplne w komorze hiperpolaryzatora, proces opuszczania
Rys. 1
Krzywa „przemiatania” częstotliwościowego procesu hiperpolaryzacji
Rys. 2
Krzywa narastania polaryzacji w funkcji czasu
Rys. 3
Wykres temperatury w komorze polaryzacji. Pionową linią przerywaną ozna-
czono moment rozpoczęcia wprowadzenia próbki do komory hiperpolaryzatora
