Kuinka magneettikuvakone toimii ortopediassa

Sisältö

• Kuinka MRI toimii
• Ensisijainen magneetti
• Kaltevuusmagneetit
• Käämi
• Yhdistämällä kaikki yhdessä
• Ääni
• Avaruus

MRI tarkoittaa magneettikuvaus. Tosiasiassa tämän tutkimuksen oikea nimi on ydinmagneettinen resonanssikuva (NMRI), mutta kun tekniikkaa kehitettiin käytettäväksi terveydenhuollossa, sanan "ydin" merkitys tuntui liian negatiiviselta ja jätettiin pois hyväksytty nimi.

MRI perustuu ydinmagneettisen resonanssin (NMR) fysikaalisiin ja kemiallisiin periaatteisiin, tekniikkaan, jota käytetään tiedon saamiseen molekyylien luonteesta.

Kuinka MRI toimii

Aloitetaan katsomaan MRI-koneen osia. MRI-koneen kolme peruskomponenttia ovat:

• Ensisijainen magneetti
  • Suurin osa magneettikuvasta on ensisijainen magneetti. Riittävän voimakkaan magneettikentän kehittäminen MRI-kuvien luomiseksi oli varhainen este tämän tekniikan kehityksessä.
• Kaltevuusmagneetit
  • kaltevuusmagneetit ovat MRI-koneen "hienosäätö" osa. Ne antavat MRI: n keskittyä tiettyyn kehon osaan. Gradienttimagneetit ovat myös vastuussa magneettikuvassa esiintyvästä "kohinan melusta".
• Käämi
  • Kuvaamasi kehosi osan vieressä on kela. On keloja, jotka on tehty hartioille, polville ja muille ruumiinosille. Käämi lähettää radiotaajuuden, joka tekee MRI: n mahdolliseksi.

Ensisijainen magneetti

Kestomagneetti (kuten sellainen, jota käytät jääkaapin ovessa), joka on tarpeeksi tehokas käytettäväksi magneettikuvassa, olisi liian kallista tuottaa ja liian hankala varastoida. Toinen tapa tehdä magneetti on kelata sähköjohto ja kuljettaa virta langan läpi. Tämä luo magneettikentän kelan keskelle. Riittävän voimakkaan magneettikentän luomiseksi MRI: n suorittamiseksi langan keloilla ei saa olla vastusta; siksi ne kylpetään nestemäisessä heliumissa lämpötilassa 450 Fahrenheit-astetta alle nollan! Tämän avulla kelat voivat kehittää magneettikenttiä 1,5-3 Teslaa (useimpien lääketieteellisten magneettikuvien vahvuus), yli 20000 kertaa voimakkaampi kuin maan magneettikenttä.

Kaltevuusmagneetit

Magneettikuvauskoneessa on kolme pienempää magneettia, joita kutsutaan kaltevuusmagneeteiksi. Nämä magneetit ovat paljon pienempiä kuin ensisijainen magneetti (noin 1/1000 yhtä vahvaa), mutta ne mahdollistavat magneettikentän muuttamisen erittäin tarkasti. Juuri nämä kaltevuusmagneetit mahdollistavat kehon kuvan "viipaleiden" luomisen. Muuttamalla gradienttimagneetteja magneettikenttä voidaan kohdistaa erityisesti valittuun kehon osaan.

Käämi

MRI käyttää vetyatomien ominaisuuksia erottaakseen ihmiskehon eri kudokset. Ihmiskeho koostuu pääasiassa vetyatomista (63%), muita yleisiä alkuaineita ovat happi (26%), hiili (9%), typpi (1%) ja suhteellisen pienet määrät fosforia, kalsiumia ja natriumia. MRI käyttää atomien ominaisuutta, jota kutsutaan "spiniksi" erottaakseen kudosten, kuten lihaksen, rasvan ja jänteen, erot.

Potilaan ollessa magneettikuvauslaitteessa ja magneetti päällä, vetyatomien ytimet pyrkivät pyörimään yhteen kahdesta suunnasta. Nämä vetyatomiytimet voivat siirtää spin-orientaationsa tai edeltäjänsä vastakkaiseen suuntaan. Kierrä toiseen suuntaan kela lähettää radiotaajuuden (RF), joka aiheuttaa tämän muutoksen (tämän siirtymän edellyttämä energian taajuus on spesifinen ja sitä kutsutaan Larmour-taajuudeksi).

Magneettikuvakuvien luomisessa käytetty signaali on peräisin siirtyvien tai edeltävien molekyylien vapauttamasta energiasta niiden korkean energian tilasta matalan energian tilaan. Tätä energianvaihtoa spin-tilojen välillä kutsutaan resonanssiksi ja siten nimellä magneettikuvaus.

Yhdistämällä kaikki yhdessä

Käämi toimii myös havaitsemaan atomien edeltämisen magneettisen induktion tuottaman energian. Tietokone tulkitsee tiedot ja luo kuvia, jotka näyttävät eri kudostyyppien erilaiset resonanssiominaisuudet. Näemme tämän kuvan harmaan sävyistä - jotkut kehon kudokset näyttävät tummemmilta tai vaaleammilta, kaikki riippuen yllä olevista prosesseista.

Potilaille, joille on määrä tehdä magneettikuvaus, kysytään joitain erityiskysymyksiä sen selvittämiseksi, onko magneettikuvaus turvallinen kyseiselle potilaalle. Joitakin käsiteltäviä asioita ovat:

• Metalli rungossa
  • Potilaiden, joilla on metalli-implantteja kehossa, on ilmoitettava MRI-henkilökunnalle ennen MRI-testin suorittamista. Jotkut metalli-implantit ovat yhteensopivia MRI: n kanssa, mukaan lukien useimmat ortopediset implantit. Jotkut implantit estävät potilaita saamasta MRI: tä, kuten aneurysman leikkeet aivoissa ja metalliset silmäimplantit.
• Istutetut laitteet
  • Potilaiden, joilla on sydämentahdistimia tai sisäisiä defibrillaattoreita, on varoitettava MRI-henkilökuntaa, koska nämä laitteet estävät MRI-testin käytön.
• Vaatteet / korut
  • Kaikki metallivaatteet tai korut tulee poistaa ennen MRI-tutkimuksen suorittamista.

Magneettikuvan lähellä olevat metalliesineet voivat olla vaarallisia. Vuonna 2001 kuusi vuotta vanha poika tapettiin, kun happisäiliö iski lasta. Kun magneettikuvausmagneetti kytkettiin päälle, happisäiliö imettiin magneettikuvaan ja tämä raskas esine iski lasta. Tämän potentiaalisen ongelman takia MRI-henkilökunta varmistaa potilaiden turvallisuuden erittäin huolellisesti.

Ääni

Potilaat valittavat usein magneettikuvauskoneiden aiheuttamasta `` kohinan '' melusta. Tämä melu tulee aikaisemmin kuvatuista gradienttimagneeteista. Nämä gradienttimagneetit ovat itse asiassa melko pieniä verrattuna ensisijaiseen magneettikuvausmagneettiin, mutta ne ovat tärkeitä, jotta magneettikentän hienovarainen muutos voi parhaiten 'nähdä' sopivan ruumiinosan.

Avaruus

Jotkut potilaat ovat klaustrofobisia eivätkä pidä MRI-koneeseen pääsystä. Onneksi käytettävissä on useita vaihtoehtoja.

• Äärimmäisyyden magneettikuvaus
  • Uudet MRI: t eivät edellytä sinun olevan makaa putkessa. Potilaat, joilla on polven, nilkan, jalan, kyynärpään tai ranteen MRI, voivat pikemminkin sijoittaa kyseisen ruumiinosan MRI-koneeseen. Tämän tyyppinen kone ei toimi hartioiden, selkärangan, lantion tai lantion magneettikuvalle.
• Avaa MRI
  • Avoimilla magneettikuvilla oli merkittäviä laatuongelmia, mutta kuvatekniikka on parantunut melko vähän viime vuosien aikana. Vaikka monet lääkärit suosivat edelleen suljettuja MRI-tutkimuksia, avoin MRI voi olla sopiva vaihtoehto.
• Sedaatio
  • Joillakin potilailla on vaikeuksia istua paikallaan 45 minuutin ajan, joka tarvitaan MRI: n suorittamiseen, etenkin kohinan kanssa. Siksi voi olla tarkoituksenmukaista ottaa lääkitys rentoutumiseen ennen MRI-tutkimuksen tekemistä. Keskustele tästä lääkärisi kanssa ennen MRI-tutkimuksen aikataulua.