Miten MRI-kone toimii ortopedialla

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

MRI perustuu ydinmagneettisen resonanssin (NMR) fysikaalisiin ja kemiallisiin periaatteisiin, joita käytetään tiedon saamiseksi molekyylien luonteesta.

Miten MRI toimii

Aloita katsomalla MRI-laitteen osat. MRI-laitteen kolme perusosaa ovat:

• Ensisijainen magneetti
  • Suurin osa MRI: stä on ensisijainen magneetti. Magneettikentän kehittäminen riittävän vahvaksi MRI-kuvien luomiseksi oli varhainen este tämän teknologian kehittämisessä.
• Gradienttimagneetit
  • gradienttimagneetit ovat MRI-laitteen "hienosäätö" -osa. Ne mahdollistavat MRI: n keskittymisen tiettyyn kehon osaan. Gradienttimagneetit ovat myös vastuussa MRI: n "tukkeutumisesta".
• Kela
  • Kuvassa olevan kehon osan vieressä on kela. On keloja, jotka on tehty hartioille, polvilleen ja muille ruumiinosille. Käämi lähettää radiotaajuuden, joka tekee MRI: stä mahdolliseksi.

Ensisijainen magneetti

Pysyvä magneetti (kuten sellainen, jota käytät jääkaapin ovessa) on riittävän tehokas käytettäväksi magneettikuvauksessa olisi liian kallista tuottaa ja liian hankala säilyttää. Toinen tapa tehdä magneetti on sähköjohdon kelaaminen ja virta johdon läpi. Tämä luo magneettikentän kelan keskelle. Jotta saadaan aikaan tarpeeksi vahva magneettikenttä MRI: n suorittamiseksi, langan keloilla ei saa olla vastusta; siksi heidät kylvetään nestemäisessä heliumissa, jonka lämpötila on 450 ° Fahrenheit alle nollan! Tämä antaa keloille mahdollisuuden kehittää magneettikenttiä 1,5 - 3 Teslaa (useimpien lääketieteellisten MRI: iden vahvuus), jotka ovat yli 20 000 kertaa vahvempia kuin maan magneettikenttä.

Gradient-magneetit

MRI-koneessa on kolme pienempää magneettia, joita kutsutaan gradienttimagneeteiksi. Nämä magneetit ovat paljon pienempiä kuin primäärimagneetti (noin 1/1000 vahvana), mutta ne sallivat magneettikentän muuttamisen hyvin tarkasti. Näiden gradienttimagneettien avulla luodaan kehon kuva "viipaleiksi". Muuttamalla gradienttimagneetteja magneettikenttä voidaan tarkentaa erityisesti kehon valittuun osaan.

Coil

MRI käyttää vetyatomien ominaisuuksia erottaakseen ihmiskehossa olevat eri kudokset. Ihmiskeho koostuu pääasiassa vetyatomeista (63%), muita yhteisiä elementtejä ovat happi (26%), hiili (9%), typpi (1%) ja suhteellisen pieni määrä fosforia, kalsiumia ja natriumia. MRI käyttää atomien nimitystä "spin" erottaakseen eroja kudosten, kuten lihaksen, rasvan ja jänteen, välillä.

Kun potilas on MRI-koneessa ja magneetti on kytketty päälle, vetyatomien ytimet pyrkivät pyörimään jollakin kahdesta suunnasta. Nämä vetyatomin ytimet voivat siirtää pyörimissuuntaansa tai esijännitystä vastakkaiseen suuntaan. Jotta voit kääntyä toiseen suuntaan, kela lähettää radiotaajuuden (RF), joka aiheuttaa tämän siirtymän (tämän siirtymän edellyttämä energian taajuus on erityinen ja sitä kutsutaan Larmour-taajuudeksi).

MRI-kuvien luomisessa käytettävä signaali on peräisin energiasta, joka vapautuu molekyyleistä, jotka siirtyvät tai ennakoivat korkealta energialtaan matalan energian tilaansa. Tätä energianvaihtoa spin-tilojen välillä kutsutaan resonanssiksi ja siten nimeksi magneettikuvaukseksi.

Kaikki yhdessä

Käämi toimii myös havaitsemaan magneettisen induktion aiheuttama energia atomien esihuollosta. Tietokone tulkitsee tiedot ja luo kuvia, jotka näyttävät eri kudostyyppien eri resonanssiominaisuudet. Näemme tämän harmaasävyinä - jotkut kehon kudokset näyttävät tummemmilta tai kevyemmiltä, ​​kaikki riippuen edellä mainituista prosesseista.

Potilaita, joille on tarkoitus tehdä MRI, pyydetään esittämään joitakin erityisiä kysymyksiä selvittääkseen, onko MRI turvallinen kyseiselle potilaalle. Joitakin käsiteltäviä kysymyksiä ovat:

• Metalli kehossa
  • Potilaiden, joilla on kehon metalli-implantteja, täytyy ilmoittaa MRI-henkilökunnalle ennen MRI-testin suorittamista. Jotkut metallimplantit ovat yhteensopivia MRI: n kanssa, mukaan lukien useimmat ortopediset implantit. Jotkut implantit estävät kuitenkin potilaita saamasta MRI: tä, kuten aneurysmiliittimiä aivoissa ja metallisia silmäimplantteja.
• Implantoidut laitteet
  • Potilaiden, joilla on sydämentahdistin tai sisäinen defibrillaattori, tulee varoittaa MRI-henkilöstöä, koska nämä laitteet estävät MRI-testin käytön.
• Vaatteet / Korut
  • Kaikki metalliset vaatteet tai korut on poistettava ennen magneettikuvauksen tutkimusta.

MRI: n läheisyydessä olevat metalliesineet voivat olla vaarallisia. Vuonna 2001 kuusi-vuotias poika tapettiin, kun happisäiliö iski lapsen. Kun MRI-magneetti oli kytketty päälle, happisäiliö imettiin MRI: hen, ja tämä raskas esine löi lapsen. Tämän mahdollisen ongelman takia MRI-henkilökunta on erittäin varovainen potilaiden turvallisuuden varmistamiseksi.

Ääni

Potilaat valittavat usein MRI-koneiden aiheuttamasta meluisuudesta. Tämä kohina on peräisin aiemmin kuvattuja gradienttimagneetteja. Nämä gradienttimagneetit ovat itse asiassa melko pieniä verrattuna ensisijaiseen MRI-magneettiin, mutta ne ovat tärkeitä, jotta magneettikentän hienot muutokset voivat parhaiten ”nähdä” kehon oikean osan.

Avaruus

Jotkut potilaat ovat klaustrofobisia eivätkä halua päästä MRI-koneeseen. Onneksi on olemassa useita vaihtoehtoja.

• Raajojen MRI: t
  • Uudet MRI: t eivät vaadi, että olisit putken sisällä. Pikemminkin potilaat, joilla on polvi-, nilkka-, jalka-, kyynärpää- tai ranne-magneettikuvaus, voivat yksinkertaisesti sijoittaa tämän ruumiinosan MRI-koneeseen. Tämän tyyppinen kone ei toimi olkapäiden, selkärangan, lantion tai lantion MRI: ssä.
• Avaa MRI: t
  • Avoimilla MRI: llä oli merkittäviä laatuongelmia, mutta kuvantekniikka on parantunut melko vähän viime vuosina. Vaikka monet lääkärit ovat edelleen edullisia suljettuja MRI: itä, avoin MRI voi olla sopiva vaihtoehto.
• sedaatio
  • Joillakin potilailla on vaikeuksia istua vielä 45 minuutin ajan MRI: n loppuun saattamiseksi, varsinkin kun se on tukeva. Siksi saattaa olla tarkoituksenmukaista ottaa lääkettä rentoutumaan ennen MRI-tutkimuksen suorittamista. Keskustele asiasta lääkärisi kanssa ennen MRI-tutkimuksen ajoitusta.