Kako MRI uređaj radi za ortopediju

Magnetska rezonancija

MRI označava snimanje magnetske rezonancije . U stvarnosti, pravo ime za ovo istraživanje je slika nuklearne magnetske rezonancije (NMRI), no kad se tehnika razvija za uporabu u zdravstvenoj zaštiti, konotacija riječi "nuklearna" bila je previše negativna i bila je izostavljena prihvaćeno ime.

MRI se temelji na fizičkim i kemijskim načelima nuklearne magnetske rezonancije (NMR), tehnikom koja se koristi za dobivanje informacija o prirodi molekula.

Kako MRI radi

Za početak, pogledajmo dijelove MRI stroja. Tri osnovne komponente MRI stroja su:

Primarni magnet

Trajni magnet (poput onoga što koristite na vratima hladnjaka) dovoljno snažan da se koristi u MRI bi bio previše skup za proizvodnju i prevelik za pohranu.

Drugi način da napravimo magnet jest svitak električne žice i strujanje kroz žicu. To stvara magnetsko polje unutar središta svitka. Da bi se stvorilo dovoljno snažno magnetsko polje za izvođenje MRI, svici od žice ne smiju imati otpor; stoga su okupani u tekućem heliju na temperaturi od 450 stupnjeva celzijusa ispod nule!

To omogućava spiralama da razvijaju magnetska polja od 1,5 do 3 Tesle (snaga većine medicinskih MRI), više od 20,000 puta jača od Zemljinog magnetskog polja.

Magneti za gradijent

Postoje tri manja magneta unutar MRI stroja nazvanog magnetima gradijenta. Ti magneti su znatno manji od primarnog magneta (oko 1/1000 kao jaki), ali dopuštaju da se magnetsko polje precizno promijeni. To su magnetni gradijent koji omogućuju stvaranje "slikovnih" slika tijela. Promjenom magneta gradijenta, magnetsko polje može biti posebno usmjereno na odabrani dio tijela.

Zavojnica

MRI koristi svojstva atoma vodika za razlikovanje različitih tkiva unutar ljudskog tijela. Ljudsko tijelo sastoji se prvenstveno od atoma vodika (63%), a ostali zajednički elementi su kisik (26%), ugljik (9%), dušik (1%) i relativno male količine fosfora, kalcija i natrija. MRI koristi svojstvo atoma nazvanih "spin" kako bi se razlikovale razlike između tkiva poput mišića, masti i tetive.

S pacijentom u MRI stroju i magnetom uključenim, jezgre atoma vodika obično se okreću u jednom od dva smjera. Te jezgre atoma vodika mogu prebaciti svoju orijentaciju spina, ili precess, u suprotnu orijentaciju.

Kako bi se vrtjelo u drugom smjeru, zavojnica emitira radiofrekvenciju (RF) koja uzrokuje ovaj prijelaz (frekvencija energije koja je potrebna da bi se taj prijelaz bio specifičan i naziva Larmorna frekvencija).

Signal koji se koristi za stvaranje MRI slika proizlazi iz energije koju oslobađaju molekule koje prelaze ili precesiraju, od njihove visoke energije do niske energije. Ova razmjena energije između stanja spina naziva se rezonancija, a time i naziv magnetska rezonancija .

Stavljajući sve zajedno

Coil također funkcionira za otkrivanje energije koja se daje magnetskom indukcijom od precesiranja atoma.

Računalo interpretira podatke i stvara slike koje prikazuju različite rezonantne karakteristike različitih tipova tkiva. Ovo vidimo kao sliku nijansi sive - neka tjelesna tkiva pojavljuju se tamnija ili lakša, sve ovisno o gore navedenim procesima.

Pacijenti koji su podvrgnuti MRI-u bit će postavljeni određena pitanja kako bi se utvrdilo je li MRI sigurna za tog bolesnika. Neki od pitanja koja će se riješiti uključuju:

Metalni predmeti u blizini MRI mogu biti opasni. Godine 2001., šestogodišnji dječak poginuo je kad je tank za kisik pogodio dijete. Kada je magnetski magnet bio uključen, spremnik kisika bio je usisan u MRI, a dijete je udario ovaj teški predmet. Zbog tog potencijalnog problema, osoblje MRI je izuzetno oprezno u osiguranju sigurnosti pacijenata.

Buka

Pacijenti se često žale na šumljanu buku koju uzrokuju MRI strojevi. Ova buka dolazi iz gradijentnih magneta koji su prethodno opisani. Ovi gradijentni magneti su zapravo prilično mali u usporedbi s primarnim magnetskim magnetom, no važni su za dopuštanje suptilnih promjena u magnetskom polju kako bi najbolje "vidjeli" odgovarajući dio tijela.

Svemir

Neki pacijenti su klaustrofobni i ne vole da dobiju MRI uređaj . Srećom, postoji nekoliko opcija dostupnih.