MRI چیست؟

ام آر آی (MRI) یک وسیله ی تصویربرداری پزشکی است که برای تشخیص و تصویربرداری سه بعدی پزشکی از آن استفاده میشود. در این روش می توان تصاویری با جزییات کامل از بافت ها و اندام بدن را بدون اشعه بدست آورد.

دستگاه MRI از یک تونل با خاصیت آهنربایی ساخته شده است. بیمار بر روی تخت دراز کشیده و وارد تونل می شود. بعد از چند دقیقه تصویر سه بعدی از اندام مدنظر صورت میگیرد.

انواع دستگاه MRI

اسکنرهای MR به طور گسترده ای به سیستم های حفره بسته و حفره باز طبقه بندی می شوند. بیش از 90٪ اسکنرها در سراسر جهان از نوع استوانه ای حفره بسته هستند که با عبور جریان از یک استوانه ی سیم پیچی شده  ، میدان های خود را تولید می کنند. آهن ربا های حفره باز دارای یک فاصله ی هوایی بین دو قطب مغناطیسی هستند. برخی دستگاه ها از آهن ربای دائمی و برخی از آهن ربای الکتریکی استفاده می کنند. سیستم‌های ام آر آی امروزه غالباً دارای قدرت میدان‌های 0/2، 1، 1/5، و ۳ تسلا می‌باشند.

Closed bore (cylindrical)

نوع  Closed bore (حفره بسته استوانه ای) با استفاده از یک سیم پیچ استوانه ای ابر رسانا طراحی شده است. سیم پیچ ها در هلیوم مایع غسل داده می شوند و اجازه می دهند یک میدان همگن پایدار ، به طور معمول T1 (یک تسلا)و بالاتر ایجاد شود.

 

MRI

open bore

بیشتر اسکنرهای حفره باز از آهن ربا های دائمی با پیکربندی C شکل یا نعل اسبی استفاده می کنند.این ها در مقاومت میدانی معمولاً از 0.064T تا 1.0T کار می کنند.

ام آر آی

dipolar electromagnet

طرح سوم یک پیکربندی الکترومغناطیسی دو قطبی است که در هر دو طرف بیمار سیم پیچ دارد. این سیم پیچ ها می توانند ابررسانا یا مقاومتی باشند و از 0.5T تا 1.2T محدوده دارند.

MRI

ام آر آی (MRI) چگونه کار می کند؟

دستگاه از یک آهنربای دائمی ، تولید کننده ی امواج رادیویی ، گرادیانت و یک سیستم کامپیوتری قدرتمند ساخته شده است. از امواج رادیویی برای ایجاد اطلاعات در زمان اسکن بدن استفاده می شود. داده ها پس از جمع آوری به سیستم کامپیوتری ارسال می شود و به وسیله ی محاسبات ریاضی و الگوریتم های پردازش تصویر به تصاویر سه بعدی تبدیل می شوند.

چگونگی تولید تصویر توسط MRI بسیار پیجیده است. ولی در یک نگاه ساده میتوان درک ابتدایی از عملکرد دستگاه پیدا کرد .با توجه به اینکه بیش از 60 درصد بدن انسان از آب تشکیل شده است و آب نیز از ترکیب اتم های اکسیژن و هیدروژن تشکیل شده دستگاه با ایجاد یک میدان مغناطیسی قوی و برانگیختن اتم های هیدروژن و بازگشت آن ها به حالت طبیعی عمل می کند. این حرکت توسط سیستم ثبت شده و داده های لازم برای ایجاد تصویر تولید می شوند.

امواج رادیویی

MRI شامل جذب و انتشار انرژی توسط هسته ها با فرکانس تشدید خاص (لارمور) است. فرکانس Larmor مستقیماً با قدرت میدان مغناطیسی اصلی (Bo) مقیاس می شود و برای MRI بالینی در محدوده ده ها تا صدها مگاهرتز قرار دارد. این فرکانس ها بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که معمولاً برای انتقال رادیویی استفاده می شود.

در MRI ، یک میدان فرکانس رادیویی متغیر با زمان (RF) ، که معمولاً B1 نامیده می شود ، ابتدا باید به سیستم چرخش نزدیک به فرکانس Larmor منتقل شود. علاوه بر داشتن فرکانس خاص ، میدان B1 باید عمود بر میدان مغناطیسی اصلی (Bo) نیز اعمال شود. میدان B1 با هدایت جریان های الکتریکی از طریق سیم پیچ های انتقال دهنده RF تولید می شود. این سیم پیچ ها یا در دیواره های داخلی اسکنر یا به عنوان دستگاه های ایستاده مستقر هستند که توسط کابل های قرار گرفته روی بیمار یا در نزدیکی بیمار متصل می شوند.

radio wave

فرستنده و گیرنده

سیم پیچ فرکانس رادیویی به عنوان فرستنده یا گیرنده مورد استفاده قرار می گیرند که در حالت فرستنده پالس ها ی RF را تولید می کند. هنگامی که این سیم پیچ ها به عنوان گیرنده استفاده می شود ، وظیفه تشخیص سیگنال MR را دارند. شار مغناطیسی خالص نوسانی از سیستم چرخش تحریک شده می تواند توسط سیم پیچ که در آن جریان الکتریکی القایی ایجاد شده ، گرفته شود. سپس این جریان تقویت ، دیجیتال و فیلتر شده برای استخراج اطلاعات فرکانس و فازمورد استفاده قرار میگیرد. امروزه سیم پیچ های دریافت کننده RF اغلب در آرایه های بزرگ ساخته می شوند تا در برنامه های تصویربرداری موازی استفاده شوند.

گرادیانت

گرادیان نحوه تغییر میدان مغناطیسی در فضا را توصیف می کند. یک میدان مغناطیسی ایده آل و یکنواخت در خلا فاقد هرگونه گرادیانت است. با این حال ، تمام آهنرباهای MR در کاربرد واقعی به دلیل نقص میدان (ناهمگنی) دارای گرادیانت هستند ، هر شی در اسکنر (به عنوان مثال ، بدن انسان) از تغییر میدان تاثیر می پذیرد و این تاثیر حساسیت نامیده می شود.

اما در دستگاه MRI گرادیانت مجموعه ای از آهن ربای الکتریکی تعبیه شده در بدنه مگنت MR هستند. هنگامی که جریان الکتریکی از این سیم پیچ ها عبور می کند ، میدان مغناطیسی اصلی به طور کانونی در مکان های خاص دچار اعوجاج می شود و مغناطیسی ایجاد می کند. سیم پیچ های گرادیان ، میدان مغناطیسی اصلی را به صورت قابل پیش بینی در جهت های x ، y و z تغییر می دهند و برای رمزگذاری فضایی سیگنال MR استفاده می شوند.

هرگاه یک میدان مغناطیسی از نظر اندازه یا جهت بین دو نقطه از فضا متفاوت باشد ، گفته می شود که یک گرادیانت مغناطیسی وجود دارد.

گرادیانت (G) تغییر در میدان (ΔB) تقسیم بر تغییر در فاصله (Δs) تعریف می شود.به عنوان مثال ، اگر میدان مغناطیسی در دو انتهای یک اسکنر منافذ افقی به ترتیب 1.000 T و 1.002 T باشد و این مکانها با 1 متر از هم جدا شده باشند.

gradiant1

توجه داشته باشید که ما فقط مقدار شیب را محاسبه کرده ایم. اما گرادیان (G)  مانند میدان مغناطیسی ، یک بردار است ، هم دارای اندازه و هم جهت است. طبق قرارداد، جهت میدان مغناطیسی اصلی به عنوان  z تعیین می شود ، بنابراین باید بگوییم که گرادیان (G) برشی به بزرگی  2mT/meter در جهت z است. متناوباً ، می توانیم    بنویسیم G = Gz = 2 mT/meter. از آنجا که در مثال ما میدان مغناطیسی در جهت x یا y تغییری در جهت یا اندازه ایجاد نکرد ، همچنین می توانیم Gx = 0 و Gy = 0 را بیان کنیم.

گرادیانت

 

ترکیبی از تمام موارد ذکر شده داده های لازم برای ایجاد تصویر را میسازد.

عوارض ام آر آی

ام آر آی بدون استفاده از هرگونه اشعه یونیزه انجام می‌شود و بنابراین بیمار در معرض اثرات مضر تابش یونیزه قرار نمی‌گیرد. ام آر آی روش تصویربرداری بسیار ایمن و کم خطری است. اما با توجه به مغناطیسی بودن دستگاه رعایت برخی نکات ضروری است.

وجود آهنربای دائمی سبب می شود که نه تنها هنگام روشن بودن دستگاه بلکه در زمان ورود به اتاق ام آر آی هم نباید اشیا فلزی در نزدیکی دستگاه قرار بگیرد. در صورتی که اشیاء فلزی در میدان مغناطیسی قرار گیرند حرکت میکنند. حرکت این اشیاء میتواند موجب آسیب به بیمار شود.

اگر بیمار وسیله فلزی با خود دارد باید آن را خارج از اطاق ام آر آی از خود جدا کند.  اشیا فلزی یا فلز در لباس ، برخی جواهرآلات زینتی باید قبل از ورود به اتاق جداشوند . همچنین انجام ام آر آی بر روی  دستگاه ها و تجهیزات مانند پیس میکر  یا سمعک اختلال ایجادمی کند و برای بیماران خطر آفرین است.

گلوله های فلزی یا ترکش در بدن بیمار نیز خطرناک است و ممکن است در حین انجام ام آر آی جابه جا شوند و به بیمار آسیب وارد کنند.

منبع: mriquestions.com

ویدیو: sciencemuseum

برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: 1 میانگین: 5]