نقل المغنطة

يشير نقل المغنطة (MT) في الرنين المغناطيسي النووي (NMR) والتصوير بالرنين المغناطيسي ( MRI ) إلى نقل استقطاب اللف المغزلي النووي و/أو تماسك اللف المغزلي من مجموعة نوى إلى أخرى، وإلى التقنيات التي تستخدم هذه الظواهر. ^{[ 1 ]} يوجد بعض الغموض فيما يتعلق بالتعريف الدقيق لنقل المغنطة، إلا أن التعريف العام المذكور أعلاه يشمل جميع المفاهيم الأكثر تحديدًا. يمكن أن ترتبط النوى النشطة في الرنين المغناطيسي النووي، أي تلك التي لها لف مغزلي غير صفري، ببعضها البعض طاقيًا في ظل ظروف معينة. وقد تم توصيف آليات اقتران طاقة اللف المغزلي النووي على نطاق واسع، وهي موضحة في المقالات التالية: اقتران الزخم الزاوي ، والتفاعل المغناطيسي ثنائي القطب ، واقتران J ، والاقتران ثنائي القطب المتبقي ، وتأثير أوفرهاوزر النووي ، واسترخاء اللف المغزلي ، ونقل تشبع اللف المغزلي . وبدلاً من ذلك، تكون بعض النوى في النظام الكيميائي غير مستقرة وتتبادل بين بيئات غير متكافئة. يتم تقديم مثال أكثر تحديدًا لهذه الحالة في قسم نقل المغنطة بالتبادل الكيميائي .

في كلتا الحالتين، تستكشف تقنيات نقل المغنطة العلاقة الديناميكية بين مجموعتين أو أكثر من مجموعات النوى المتميزة، بقدر ما يمكن تحفيز وقياس تبادل الطاقة بين المجموعات في تجربة الرنين المغناطيسي النووي المثالية.

في التصوير بالرنين المغناطيسي النووي ( NMR) للعينات الجزيئية الكبيرة، مثل محاليل البروتين ، يوجد نوعان على الأقل من جزيئات الماء: الماء الحر (الماء السائب) والماء المرتبط (الماء المُمَيَّأ). تتمتع جزيئات الماء السائب بدرجات حرية ميكانيكية متعددة، وبالتالي فإن حركتها تُظهر سلوكًا متوسطًا إحصائيًا. وبسبب هذا التجانس، فإن معظم بروتونات الماء الحر لها ترددات رنين قريبة جدًا من متوسط ​​تردد لارمور لجميع هذه البروتونات. في طيف الرنين المغناطيسي النووي المُكتسب بشكل صحيح، يظهر هذا على شكل خط لورنتزي ضيق (عند 4.8 جزء في المليون، 20 درجة مئوية). كما أن جزيئات الماء السائب بعيدة نسبيًا عن المجال المغناطيسي الذي يُؤثر على الجزيئات الكبيرة، بحيث تتعرض بروتونات الماء الحر لمجال مغناطيسي أكثر تجانسًا، مما يؤدي إلى تباطؤ تلاشي التمغنط المستعرض وزيادة زمن الاسترخاء T2 _* ^. في المقابل، تُقيّد جزيئات الماء المرتبطة بالجسيمات ميكانيكيًا بفعل تفاعلاتها المكثفة مع الجزيئات الكبيرة المجاورة، وبالتالي لا يتم التخلص من عدم تجانس المجال المغناطيسي، مما يؤدي إلى خطوط رنين أوسع. ينتج عن ذلك تلاشي أسرع للمغنطة التي تُنتج إشارة الرنين المغناطيسي النووي، _وقيم T2 أقصر بكثير (<200 ميكروثانية). ولأن قيم T2 قصيرة جدًا، فإن _{إشارة الرنين} المغناطيسي النووي من بروتونات الماء المرتبط لا تُلاحظ عادةً في التصوير بالرنين المغناطيسي.

مع ذلك، فإن استخدام نبضة تشبع خارج الرنين لتشعيع البروتونات في مجموعة البروتونات المرتبطة (المُمَيَّأة) قد يُحدث تأثيرًا ملحوظًا على إشارة الرنين النووي المغناطيسي لمجموعة البروتونات الحرة (المتحركة). عندما تتشبع مجموعة من اللفات المغزلية، بحيث يقترب مقدار متجه المغنطة الكلي من الصفر، لا يتبقى أي استقطاب مغزلي لإنتاج إشارة رنين نووي مغناطيسي. يشير الاسترخاء الطولي إلى عودة الاستقطاب المغزلي الطولي، والذي يحدث بمعدل يُوصف بـ T1 _. في حين أن عدد جزيئات الماء المرتبطة قد لا يكون كافيًا لإنتاج إشارة قابلة للملاحظة، فإن تبادل جزيئات الماء بين مجموعة الماء المرتبطة والمجموعة الحرة يسمح بتوصيف مجموعة الماء المرتبطة، وقياس معدل تبادل الجزيئات بين المواقع الحرة والمرتبطة. غالبًا ما تُسمى هذه التجارب بنقل التشبع أو نقل تشبع التبادل الكيميائي (CEST) ، لأنه يُلاحظ انخفاض إشارة الماء الحر عند تشبع مجموعة الماء المرتبطة. بالنظر إلى هذه التقنيات من منظور معاكس، أي أن المغنطة (أي استقطاب اللف المغزلي) تنتقل من الماء الحر إلى جزيئات الماء المشبعة باللف المغزلي، يُمكن توحيد طرق التبادل الكيميائي مع التقنيات الأخرى التي تنقل المغنطة بين مجموعات النوى. وبما أن مدى اضمحلال الإشارة يعتمد على معدل التبادل بين الماء الحر وماء الترطيب، يُمكن استخدام تقنية نقل المغنطة (MT) لتوفير طريقة تباين بديلة بالإضافة إلى قياسات زمن _{الاسترخاء T1} و T2 وفروق _كثافة البروتونات.

يُعتقد أن MT هو مؤشر غير محدد للسلامة الهيكلية للأنسجة التي يتم تصويرها.

يُستخدم معدل نقل المغنطة (MTR)، وهو امتداد لتقنية MT، في علم الأشعة العصبية لتسليط الضوء على التشوهات في بنى الدماغ. (يُحسب معدل نقل المغنطة كالتالي: _{( Mo} - Mt ) / Mo ₎ .

يمكن رسم تعديل منهجي لإزاحة التردد الدقيقة لنبضة التشبع مقابل إشارة الماء الحر لتكوين "طيف Z". غالبًا ما يشار إلى هذه التقنية باسم "مطيافية Z".

• التصوير بالرنين المغناطيسي
• مطيافية الرنين المغناطيسي

• دور تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي غير التقليدية في اضطرابات إزالة الميالين
• نتائج التصوير بالرنين المغناطيسي في التصلب الجانبي الضموري باستخدام تسلسل نقل المغنطة بتقنية صدى الدوران
• وولف، إس دي؛ بالابان، آر إس (1989). "تباين نقل المغنطة (MTC) واسترخاء بروتونات الماء في الأنسجة في الجسم الحي". الرنين المغناطيسي في الطب . 10 (1): 135-144 .
• ميهتا، آر سي؛ بايك، جي بي؛ إنزمان، دي آر (1996). "التصوير بالرنين المغناطيسي لنقل المغنطة: مراجعة سريرية". مواضيع في التصوير بالرنين المغناطيسي . 8 (4): 214-30 .
• تانابي، جيه إل؛ حزقيال، إف؛ جاغست، دبليو جيه؛ وآخرون  . (1999). "نسبة نقل المغنطة لفرط كثافة المادة البيضاء في الخرف الوعائي الإقفاري تحت القشري". المجلة الأمريكية لعلم الأشعة العصبية . 20 (5): 839-844 .
• سيمز، م؛ ياغر، هـ ر؛ شميرر، ك؛ يسري، ت أ (2004). "مراجعة للتصوير العصبي بالرنين المغناطيسي الهيكلي" . مجلة علم الأعصاب وجراحة الأعصاب والطب النفسي . 75 : 1235-1244 . doi : 10.1136/jnnp.2003.032714 . PMC 1739217. PMID 15314108 .  
• ليباج، م؛ ماكماهون، ك؛ غالواي، ج. ج؛ دي دين، ي؛ باك، س. أ. ج؛ بالدوك، س (1881). "التصوير بنقل المغنطة لقياس جرعات هلام البوليمر". فيزياء الطب الحيوي 47 : 1881-1890 .