Hogyan működik az MRI gép az ortopédiához

Az MRI jelentése mágneses rezonancia képalkotás. Aktuálisan a vizsgálat helyes neve egy nukleáris mágneses rezonancia kép (NMRI), de amikor a technikát az egészségügyben fejlesztették ki, a "nukleáris" szó konnotációja túlzottan negatívnak tűnt, és kihagyott. az elfogadott nevet.

Az MRI a magmágneses rezonancia (NMR) fizikai és kémiai elvein alapul, amely a molekulák természetére vonatkozó információk megszerzésére szolgál.

Hogyan működik az MRI

Először nézzük meg az MRI-készülék részeit. Az MRI-gép három alapvető összetevője:

• Az elsődleges mágnes
  • Az MRI legnagyobb része a elsődleges mágnes. A mágneses tér kifejlesztése az MRI-képek létrehozásához egy korai akadályt jelentett a technológia fejlesztése során.
• A gradiens mágnesek
  • A gradiens mágnesek az MRI-készülék „finomhangoló” része. Ezek lehetővé teszik, hogy az MRI a test egy bizonyos részére összpontosítson. A gradiens mágnesek szintén felelősek az MRI-ben a "zajcsillapításért".
• A tekercs
  • A képalkotó testrész mellett van a tekercs. Vannak tekercsek vállra, térdre és más testrészekre. A tekercs olyan rádiófrekvenciát bocsát ki, amely lehetővé teszi az MRI-t.

Az elsődleges mágnes

Egy állandó mágnes (mint például a hűtőszekrény ajtaján használt), amely elég erős ahhoz, hogy egy MRI-t használhasson, túl költséges lenne, és túl nehézkes tárolni. A másik módja annak, hogy a mágnest elektromos huzal tekercselésére és a vezetéken keresztüli áramra futtassa. Ez mágneses mezőt hoz létre a tekercs közepén. Annak érdekében, hogy az MRI végrehajtásához elég erős mágneses mező jöjjön létre, a huzal tekercsének nem kell ellenállnia; ezért folyékony héliumban fürdik 450 Fahrenheit hőmérsékleten nulla alatt! Ez lehetővé teszi, hogy a tekercsek 1,5-3 Tesla (a legtöbb orvosi MRI erőssége) mágneses mezőit fejlesszék, több mint 20.000-szer erősebbek, mint a föld mágneses mezője.

A gradiens mágnesek

Három kisebb mágnes van egy MRI-gépen, amelyeket gradiens mágneseknek neveznek. Ezek a mágnesek sokkal kisebbek, mint az elsődleges mágnesek (körülbelül 1/1000 erősek), de lehetővé teszik a mágneses mező nagyon pontos módosítását. Ezek a gradiens mágnesek lehetővé teszik a test "szeletek" létrehozását. A gradiens mágnesek megváltoztatásával a mágneses mező kifejezetten a test egy kiválasztott részére koncentrálható.

A tekercs

Az MRI a hidrogénatomok tulajdonságait használja, hogy megkülönböztesse az emberi test különböző szöveteit. Az emberi test elsősorban hidrogénatomokból áll (63%), más közös elemek az oxigén (26%), a szén (9%), a nitrogén (1%) és a viszonylag kis mennyiségű foszfor, kalcium és nátrium. Az MRI az „atomok” nevű tulajdonságát használja, hogy megkülönböztesse a különbségeket az olyan szövetek között, mint az izom, a zsír és az ín.

Egy MRI-gépben lévő beteg és a mágnes be van kapcsolva, a hidrogénatomok magjai hajlamosak a két irányba fonódni. Ezek a hidrogénatom magok átirányíthatják a centrifugálási irányukat, vagy a precesszióval ellentétes irányba. Annak érdekében, hogy a másik irányt a tekercs olyan rádiófrekvenciát (RF) bocsát ki, amely ezt az átmenetet okozza (az átmenethez szükséges energia gyakorisága, és Larmour frekvencia).

Az MRI-képek létrehozásakor használt jel a molekulák által a nagy energiájukból az alacsony energiájú állapotba való átmenet vagy felszabadítás által felszabaduló energiából származik. Ezt az energiacserét a spinállapotok között rezonanciának nevezik, és így a mágneses rezonancia képalkotásnak.

Mindent együtt

A tekercs a mágneses indukció által az atomok előkészítéséből származó energia kimutatására is szolgál. A számítógép értelmezi az adatokat és olyan képeket hoz létre, amelyek a különböző szövettípusok különböző rezonancia-jellemzőit mutatják. Ezt a szürke árnyalatú képnek tekintjük - néhány testszövet a sötétebb vagy világosabb, mindez a fenti folyamatoktól függően.

Azoknak a betegeknek, akiknek MRI-t terveznek, konkrét kérdéseket kell feltenni, hogy meghatározzák, hogy az MRI biztonságos-e az adott beteg számára. A megcélzott kérdések közül néhány:

• Fém a testben
  • A testben lévő fém implantátummal rendelkező betegeknek az MRI-teszt előtt kell figyelmeztetniük az MRI-személyzetet. Egyes fém implantátumok kompatibilisek az MRI-vel, beleértve a legtöbb ortopédiai implantátumot is. Egyes implantátumok azonban megakadályozzák, hogy a betegek bármikor rendelkezzenek MRI-vel, mint például az agyi aneurizmás klipek és a fém szem implantátumok.
• Implantált eszközök
  • A pacemakerekkel vagy belső defibrillátorokkal rendelkező betegeknek figyelmeztetniük kell az MRI személyzetet, mivel ezek az eszközök megakadályozzák az MRI teszt használatát.
• Ruházat / ékszer
  • Bármilyen fém ruhát vagy ékszert el kell távolítani az MRI vizsgálat előtt.

Az MRI közelében lévő fémtárgyak veszélyesek lehetnek. 2001-ben egy hat éves fiút megöltek, amikor egy oxigéntartály megütötte a gyermeket. Amikor az MRI-mágnes be volt kapcsolva, az oxigéntartályt befogták az MRI-be, és a gyereket ez a nehéz tárgy sújtotta. E potenciális probléma miatt az MRI személyzet rendkívül óvatos a betegek biztonságának biztosításában.

A zaj

A betegek gyakran panaszkodnak az MRI-gépek által okozott „zavaró” zajra. Ez a zaj a korábban leírt gradiens mágnesekből származik. Ezek a gradiens mágnesek valójában meglehetősen kicsiek az elsődleges MRI-mágneshez képest, de fontosak a mágneses tér finom módosításainak lehetővé tétele érdekében, hogy a legjobban „látják” a test megfelelő részét.

Az űr

Néhány beteg klustrofób és nem szeret egy MRI-gépbe jutni. Szerencsére számos lehetőség áll rendelkezésre.

• Végtag MRI-k
  • Az új MRI-k nem teszik szükségessé, hogy egy csőben tartózkodjanak. Inkább a térd, a boka, a láb, a könyök vagy a csukló MRI-jével rendelkező betegek egyszerűen elhelyezhetik a testrészt az MRI-gépen. Ez a típusú gép nem működik a vállak, a gerinc, a csípő vagy a medence mRI-jén.
• Nyissa meg az MRI-ket
  • A nyílt MRI-k jelentős minőségi problémákat mutattak, de a képtechnika az elmúlt években meglehetősen javult. Míg a legtöbb orvos még mindig előnyben részesíti a zárt MRI-ket, a nyitott MRI lehet megfelelő alternatíva.
• Nyugtatás
  • Néhány páciensnek nehézségei vannak az MRI befejezéséhez szükséges 45 percig, különösen a csengő zajjal. Ezért célszerű lehet gyógyszert szedni az MRI vizsgálat előtt. Beszélje meg orvosával az MRI vizsgálat ütemezése előtt.