Zawartość
MRI oznacza obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego. W rzeczywistości właściwą nazwą dla tego badania jest obraz jądrowego rezonansu magnetycznego (NMRI), ale kiedy opracowywano tę technikę do użytku w służbie zdrowia, konotacja słowa „jądrowa” była uznawana za zbyt negatywną i została pominięta zaakceptowana nazwa.MRI opiera się na fizycznych i chemicznych zasadach jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR), techniki wykorzystywanej do uzyskiwania informacji o naturze cząsteczek.
Jak działa MRI
Na początek przyjrzyjmy się częściom aparatu MRI. Trzy podstawowe komponenty aparatu MRI to:
- Główny magnes
- Największa część MRI to magnes główny. Opracowanie pola magnetycznego o odpowiedniej sile do tworzenia obrazów MRI było wczesną przeszkodą do przezwyciężenia w rozwoju tej technologii.
- Magnesy gradientowe
- Plik magnesy gradientowe są częścią „precyzyjnego dostrajania” aparatu MRI. Pozwalają MRI skupić się na określonej części ciała. Magnesy gradientowe są również odpowiedzialne za „stukanie” w MRI.
- Cewka
- Obok obrazowanej części ciała jest cewka. Istnieją cewki na ramiona, kolana i inne części ciała. Cewka emituje częstotliwość radiową, która umożliwia wykonanie MRI.
Magnes główny
Magnes trwały (taki jak ten, którego używasz na drzwiach lodówki) wystarczająco silny, aby użyć go w MRI, byłby zbyt kosztowny w produkcji i zbyt kłopotliwy do przechowywania. Innym sposobem wykonania magnesu jest zwinięcie przewodu elektrycznego i przepuszczenie przez niego prądu. To tworzy pole magnetyczne w środku cewki. Aby wytworzyć wystarczająco silne pole magnetyczne do wykonania rezonansu magnetycznego, cewki drutu nie mogą mieć oporu; dlatego są kąpane w ciekłym helu w temperaturze 450 stopni Fahrenheita poniżej zera! Dzięki temu cewki wytwarzają pola magnetyczne o natężeniu od 1,5 do 3 Tesli (siła większości medycznych rezonansów magnetycznych), ponad 20000 razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi.
Magnesy gradientowe
W urządzeniu MRI zwanym magnesami gradientowymi znajdują się trzy mniejsze magnesy. Magnesy te są znacznie mniejsze niż magnes pierwotny (około 1/1000 mocy), ale umożliwiają bardzo precyzyjną zmianę pola magnetycznego. To właśnie te magnesy gradientowe pozwalają na tworzenie obrazowych „kawałków” ciała. Zmieniając magnesy gradientowe, pole magnetyczne może być skupione na wybranej części ciała.
Cewka
MRI wykorzystuje właściwości atomów wodoru do rozróżnienia różnych tkanek w ludzkim ciele. Ciało ludzkie składa się głównie z atomów wodoru (63%), inne powszechne pierwiastki to tlen (26%), węgiel (9%), azot (1%) oraz stosunkowo niewielkie ilości fosforu, wapnia i sodu. MRI wykorzystuje właściwość atomów zwaną „spinem”, aby rozróżnić różnice między tkankami, takimi jak mięśnie, tłuszcz i ścięgna.
Gdy pacjent znajduje się w aparacie MRI i magnes jest włączony, jądra atomów wodoru mają tendencję do obracania się w jednym z dwóch kierunków. Te jądra atomów wodoru mogą zmienić swoją orientację spinową lub precesję w przeciwną orientację. Aby obrócić w innym kierunku, cewka emituje częstotliwość radiową (RF), która powoduje to przejście (częstotliwość energii potrzebnej do tego przejścia jest specyficzna i nazywana częstotliwością Larmoura).
Sygnał, który jest używany do tworzenia obrazów MRI, pochodzi z energii uwalnianej przez cząsteczki przechodzące lub poprzedzające, ze stanu wysokiej energii do stanu niskoenergetycznego. Ta wymiana energii między stanami spinowymi nazywana jest rezonansem, stąd nazwa obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego.
Kładąc wszystko razem
Cewka służy również do wykrywania energii wydzielanej przez indukcję magnetyczną z precesji atomów. Komputer interpretuje dane i tworzy obrazy, które przedstawiają różne charakterystyki rezonansowe różnych typów tkanek. Widzimy to jako obraz odcieni szarości - niektóre tkanki ciała są ciemniejsze lub jaśniejsze, wszystko w zależności od powyższych procesów.
Pacjenci, którzy mają przejść MRI, zostaną poproszeni o kilka szczegółowych pytań w celu ustalenia, czy MRI jest bezpieczny dla tego pacjenta. Niektóre z problemów, które zostaną uwzględnione, obejmują:
- Metal w ciele
- Pacjenci z metalowymi implantami w ciele muszą powiadomić personel MRI przed poddaniem się badaniu MRI. Niektóre implanty metalowe są kompatybilne z MRI, w tym większość implantów ortopedycznych. Jednak niektóre implanty uniemożliwiają pacjentom kiedykolwiek wykonanie MRI, takie jak zaciski tętniaka w mózgu i metalowe implanty oka.
- Wszczepione urządzenia
- Pacjenci z rozrusznikami serca lub defibrylatorami wewnętrznymi muszą powiadomić personel MRI, ponieważ urządzenia te uniemożliwiają wykonanie badania MRI.
- Odzież / Biżuteria
- Przed przystąpieniem do badania MRI należy zdjąć wszelką metalową odzież lub biżuterię.
Metalowe przedmioty w pobliżu MRI mogą być niebezpieczne. W 2001 roku sześcioletni chłopiec zginął, gdy dziecko trafiło butlą z tlenem. Po włączeniu magnesu do rezonansu magnetycznego butla z tlenem została zassana do rezonansu magnetycznego, a dziecko zostało uderzone tym ciężkim przedmiotem. Z powodu tego potencjalnego problemu personel MRI jest niezwykle ostrożny w zapewnianiu bezpieczeństwa pacjentów.
Hałas
Pacjenci często skarżą się na „stukający” dźwięk generowany przez urządzenia do rezonansu magnetycznego. Ten szum pochodzi z magnesów gradientowych, które zostały opisane wcześniej. Te magnesy gradientowe są w rzeczywistości dość małe w porównaniu z pierwotnym magnesem MRI, ale są ważne, ponieważ pozwalają subtelnym zmianom pola magnetycznego najlepiej „widzieć” odpowiednią część ciała.
Przestrzeń
Niektórzy pacjenci cierpią na klaustrofobię i nie lubią wchodzić do aparatu MRI. Na szczęście dostępnych jest kilka opcji.
- MRI kończyn
- Nowe MRI nie wymagają leżenia w rurce. Przeciwnie, pacjenci po rezonansie magnetycznym kolana, kostki, stopy, łokcia lub nadgarstka mogą po prostu umieścić tę część ciała w urządzeniu MRI. Ten typ urządzenia nie działa w przypadku rezonansu magnetycznego ramion, kręgosłupa, bioder ani miednicy.
- Otwórz MRI
- Otwarte rezonanse MRI miały poważne problemy z jakością, ale technologia obrazu poprawiła się znacznie w ciągu ostatnich kilku lat. Chociaż wielu lekarzy nadal preferuje zamknięte MRI, to otwarte MRI może być odpowiednią alternatywą.
- Opanowanie
- Niektórzy pacjenci mają problemy z siedzeniem w bezruchu przez 45 minut potrzebnych do wykonania rezonansu magnetycznego, szczególnie przy stukaniu. Dlatego przed wykonaniem badania MRI może być właściwe zażywanie leków, aby zrelaksować się. Przed zaplanowaniem badania MRI należy omówić to z lekarzem.