Описание:Медицинская диагностика. Рентген, УЗИ, инфракрасное и микроволновое тепловидение. Оптоакустическая диагностика. Томографические методы: компьютерная (рентгеновская) томография, МРТ, ПЭТ, микроволновая, лазерная и ультразвуковая томография, квазистатическая электромагнитная томография. Терагностика. ЯМР спектроскопия в медицинской диагностике: метаболомика, геномные и протеомные исследования. Общее знакомство с комплексом магнитно-резонансной исследовательской аппаратуры МГУ.
Физические основы магнитного резонанса. Открытие Завойским эффекта парамагнитного резонанса. Магнитные моменты ядер и их прецессия в магнитном поле. Продольная (спин-решеточная) и поперечная (спин-спиновая) релаксация. Принципы формирования ЯМР сигналов. Спиновое и градиентное эхо.
Анализ движения вектора намагниченности под действием РЧ поля и релаксационных процессов. Уравнения Блоха. Вращающаяся система координат. Поведение спиновой системы под действием периодической последовательности РЧ импульсов. Понятие об МР-посрезовом сканировании.
Основные узлы и блоки томографа. Сверхпроводящий магнит. Программные средства томографа – компьютер, операционная система, управляющая программа. Принципы частотного и фазового кодирования. Аппаратная функция томографа и пространственное разрешение. Физические возможности сверхразрешения. Диагностическая информация, содержащаяся в МРТ-изображении.
Применение спектроскопии ЯМР высокого разрешения для анализа химической структуры вещества. Понятие о магнитно-неэквивалентных ядрах и спин-спиновом взаимодействии – химические сдвиги и мультиплетная структура спектра ЯМР. Локальная спектроскопия ЯМР. Получение сигнала ЯМР от малого объема образца со сложной химической структурой.
Биоспектротомография в изучении малых животных. Молекулярная визуализация. Целевая доставка препаратов в область патологии. Биомаркеры и парамагнитные визуализаторы. Нанокапсулированные препараты и МРТ наблюдение их эффектов при онкологии и ишемии головного мозга. Способы доставки лекарственных нанобиоконтейнеров и экстракция препарата на мишени под действием физических полей.
Биомедицинская ЯМР спектроскопия высокого разрешения. Метаболомика – диагностическая ЯМР спектроскопия биофлюидов человека и животных.
Биохимия белковых молекул. Двумерный и трехмерный ЯМР спектральный анализ Эрнста и Вютриха. Внутренняя динамика белковых комплексов. Роль лигандов в формировании амилоидных поражений мозга при болезнях Альцгеймера, Паркинсона, рассеянном склерозе.
Твердотельная ЯМР спектроскопия. Формирование спектров ЯМР твердых тел. Разрежение спектра вращением образцов под магическим углом. Спектральный анализ структуры биомолекул в наноконтейнерах.
История развития МРТ и ЯМР спектроскопии. Вклад российских ученых в науку магнитного резонанса, ЯМР спектроскопии и МРТ. Разработки ЦМТС МГУ. Современное состояние ЯМР-устройств и перспективы их развития. Высокопольные ЯМР спектрометры. Магнитно-резонансная томография в сильных и слабых магнитных полях. Низкопольные МРТ сканеры высокого разрешения на постоянных магнитах.