Tartalom
- Hogyan működik az MRI
- Az Elsődleges Mágnes
- A gradiens mágnesek
- A tekercs
- Összedobva az egészet
- A zaj
- Az űr
Az MRI a nukleáris mágneses rezonancia (NMR) fizikai és kémiai elvein alapszik, ez a technika a molekulák természetével kapcsolatos információk megszerzésére szolgál.
Hogyan működik az MRI
Első lépésként nézzük meg az MRI-készülék alkatrészeit. Az MRI-készülék három alapeleme:
- Az elsődleges mágnes
- Az MRI legnagyobb része a elsődleges mágnes. Az MRI képek létrehozásához megfelelő erősségű mágneses mező kifejlesztése korai akadályt jelentett ennek a technológiának a fejlesztésében.
- A gradiens mágnesek
- A gradiens mágnesek az MRI gép "finomhangoló" része. Lehetővé teszik az MRI számára, hogy a test egy meghatározott részére koncentráljon. A gradiens mágnesek felelősek az MRI "csengő zajáért" is.
- A tekercs
- A képen látható testrész mellett van a tekercs. Tekercsek készülnek a vállak, a térdek és más testrészek számára. A tekercs rádiófrekvenciát bocsát ki, amely lehetővé teszi az MRI-t.
Az Elsődleges Mágnes
Az állandó mágnes (például a hűtőszekrény ajtajánál használt), amely elég erős ahhoz, hogy MRI-ben használhassa, túl költséges lenne előállítani, és túl nehézkes tárolni. A mágnes előállításának másik módja az elektromos vezeték tekercselése és az áram vezetése a vezetéken keresztül. Ez mágneses teret hoz létre a tekercs közepén belül. Az MRI elvégzéséhez elég erős mágneses mező létrehozásához a huzaltekercseknek nem szabad ellenállniuk; ezért folyékony héliumban fürdik, nulla alatti 450 Fahrenheit fokos hőmérsékleten! Ez lehetővé teszi, hogy a tekercsek 1,5-3 Tesla (a legtöbb orvosi MRI erőssége) mágneses mezőt fejlesszenek ki, több mint 20 000-szer erősebbek, mint a föld mágneses tere.
A gradiens mágnesek
Az MRI-készülékben három kisebb mágnes található, az úgynevezett gradiens mágnes. Ezek a mágnesek sokkal kisebbek, mint az elsődleges mágnesek (kb. 1/1000 olyan erősek), de lehetővé teszik a mágneses mező nagyon pontos megváltoztatását. Ezek a gradiens mágnesek teszik lehetővé a test kép "szeleteinek" létrehozását. A gradiens mágnesek megváltoztatásával a mágneses mező specifikusan a test egy kiválasztott részére fókuszálható.
A tekercs
Az MRI a hidrogénatomok tulajdonságait felhasználva különbséget tesz az emberi test különböző szövetei között. Az emberi test elsősorban hidrogénatomokból (63%) áll, további általános elemek az oxigén (26%), a szén (9%), a nitrogén (1%), és viszonylag kis mennyiségű foszfor, kalcium és nátrium. Az MRI az atomok "spin" tulajdonságát használja az olyan szövetek közötti különbségek megkülönböztetésére, mint az izom, a zsír és az ín.
MRI-készülékben lévő páciens és bekapcsolt mágnes esetén a hidrogénatomok két irányban forognak. Ezek a hidrogénatomok átfordíthatják spin-orientációjukat vagy precesszájukat az ellenkező irányba. A másik irány megpörgetése érdekében a tekercs rádiófrekvenciát (RF) bocsát ki, amely ezt az átmenetet okozza (az átmenethez szükséges energia frekvenciája specifikus, és Larmour frekvenciának hívják).
Az MRI képek készítéséhez használt jel az átmenő vagy precesszáló molekulák által felszabadított energiából származik, magas energiájukból alacsony energiájú állapotukba. Ezt az energiacserét a spinállapotok között rezonanciának nevezzük, így a mágneses rezonancia képalkotásnak nevezzük.
Összedobva az egészet
A tekercs az atomok megmunkálásából származó mágneses indukció által leadott energia detektálására is szolgál. A számítógép értelmezi az adatokat, és képeket készít, amelyek a különböző szövettípusok eltérő rezonanciajellemzőit mutatják. Ezt a szürke árnyalatok képének tekintjük - egyes testszövetek sötétebbek vagy világosabbak, a fenti folyamatoktól függően.
Azoknak a betegeknek, akiknek tervezik az MRI-t, néhány konkrét kérdést tesznek fel annak megállapítására, hogy az MRI biztonságos-e az adott beteg számára. Néhány kérdés, amellyel foglalkozni fog, a következők:
- Fém a testben
- Azoknál a betegeknél, akiknek fém implantátuma van a testben, figyelmeztetniük kell az MRI személyzetét, mielőtt MRI tesztet végeznének. Néhány fémimplantátum kompatibilis az MRI-vel, beleértve a legtöbb ortopéd implantátumot is. Egyes implantátumok azonban megakadályozzák a betegeket abban, hogy valaha is MRI-t kapjanak, például aneurizma-klipek az agyban és a fémes szemimplantátumok.
- Beültetett eszközök
- A pacemakerrel vagy belső defibrillátorral rendelkező betegeknek figyelmeztetniük kell az MRI személyzetét, mivel ezek az eszközök megakadályozzák az MRI teszt alkalmazását.
- Ruházat / ékszer
- Bármely fémruhát vagy ékszert el kell távolítani, mielőtt MRI-vizsgálatot végeznének.
Az MRI közelében lévő fémtárgyak veszélyesek lehetnek. 2001-ben egy hatéves kisfiút megöltek, amikor egy oxigéntartály elütötte a gyereket. Az MRI mágnes bekapcsolásakor az oxigéntartályt beszívták az MRI-be, és a gyermeket megütötte ez a nehéz tárgy. E potenciális probléma miatt az MRI személyzete rendkívül óvatos a betegek biztonságának biztosításában.
A zaj
A betegek gyakran panaszkodnak az MRI-gépek által okozott „csattanó” zajra. Ez a zaj a korábban leírt gradiens mágnesekből származik. Ezek a gradiens mágnesek valójában meglehetősen kicsiek az elsődleges MRI mágneshez képest, de fontosak abban, hogy a mágneses mező finom változásai a test megfelelő részét legjobban "lássák".
Az űr
Egyes betegek klausztrofóbiák, és nem szeretik bejutni az MRI-gépbe. Szerencsére számos lehetőség áll rendelkezésre.
- Extrém MRI-k
- Az új MRI-vizsgálatok nem igénylik, hogy egy csőben feküdjön. Inkább a térd, a boka, a láb, a könyök vagy a csukló MRI-jével rendelkező betegek egyszerűen elhelyezhetik ezt a testrészt az MRI-készülékben. Ez a géptípus nem működik a váll, a gerinc, a csípő vagy a medence MRI esetén.
- Nyissa meg az MRI-t
- A nyílt MRI-knek jelentős minőségi problémáik voltak, de a képtechnika meglehetősen sokat fejlődött az elmúlt években. Míg sok orvos továbbra is a zárt MRI-t részesíti előnyben, a nyitott MRI megfelelő alternatíva lehet.
- Nyugtatás
- Néhány betegnek problémája van az MRI teljesítéséhez szükséges 45 perc mozdulatlansága, különösen a csengő zajjal. Ezért célszerű lehet gyógyszert szedni a pihenésre az MRI-vizsgálat előtt. Az MRI vizsgálat ütemezése előtt ezt beszélje meg orvosával.