Hvordan en MR-maskin fungerer for ortopedi
MR er basert på de fysiske og kjemiske prinsippene for atommagnetisk resonans (NMR), en teknikk som brukes til å få informasjon om typen av molekyler.
Hvordan MR fungerer
For å starte, la oss se på deler av MR-maskinen. De tre grunnleggende komponentene i MR-maskinen er:- Den primære magneten
- Den største delen av MR er den primærmagnet. Å utvikle et magnetisk felt med tilstrekkelig styrke til å lage MR-bilder var en tidlig hindring for å overvinne i utviklingen av denne teknologien.
- Gradientmagneter
- De gradientmagneter er "finjusterende" delen av MR-maskinen. De tillater MR å fokusere på en bestemt del av kroppen. Gradientmagneter er også ansvarlige for "clanging noise" i en MR.
- Spolen
- Ved siden av den delen av kroppen som blir avbildet er spolen. Det er spoler laget for skuldre, knær og andre kroppsdeler. Spolen vil avgi en radiofrekvens som gjør en MR mulig.
Primærmagneten
En permanent magnet (som den typen du bruker på kjøleskapdøren din) kraftig nok til å bruke i en MR vil være for kostbar å produsere og for tungvint å lagre. Den andre måten å lage en magnet er å spole elektrisk ledning og drive en strøm gjennom ledningen. Dette skaper et magnetfelt i midten av spolen. For å skape et sterkt magnetisk felt for å utføre MR, må trådspolene ikke ha motstand; derfor blir de badet i flytende helium ved en temperatur på 450 grader Fahrenheit under null! Dette gjør at spolene kan utvikle magnetfelt på 1,5 til 3 Tesla (styrken til de fleste medisinske MR), mer enn 20.000 ganger sterkere enn jordens magnetfelt.Gradientmagnetsene
Det er tre mindre magneter i en MR-maskin kalt gradientmagneter. Disse magneter er mye mindre at primærmagneten (omtrent 1/1000 så sterk), men de tillater at magnetfeltet endres veldig nøyaktig. Det er disse gradientmagneter som tillater bildene "skiver" av kroppen som skal opprettes. Ved å endre gradientmagneter kan magnetfeltet være spesielt fokusert på en valgt del av kroppen.The Coil
MR bruker egenskaper av hydrogenatomer til å skille mellom forskjellige vev i menneskekroppen. Menneskekroppen består hovedsakelig av hydrogenatomer (63%), andre vanlige elementer er oksygen (26%), karbon (9%), nitrogen (1%) og relativt små mengder fosfor, kalsium og natrium. MR bruker en egenskap av atomer som kalles "spin" for å skille forskjeller mellom vev som muskel, fett og sene.Med en pasient i en MR-maskin og magneten slått på, har kjernene av hydrogenatomene en tendens til å spinne i en av to retninger. Disse hydrogenatomkjernene kan overgjøre sin rotasjonsorientering, eller precess, til motsatt orientering. For å spinne i den andre retningen, spolen avgir en radiofrekvens (RF) som forårsaker denne overgangen (frekvensen av energi som kreves for å gjøre denne overgangen er spesifikk, og kalt Larmour-frekvensen).
Signalet som brukes til å lage MR-bilder, er avledet av energien som frigjøres av molekyler som overgår eller precessing, fra høy energi til lav energitilstand. Denne veksling av energi mellom spinntilstandene kalles resonans, og dermed navnet magnetisk resonansbilder.
Sette alt sammen
Spolen fungerer også for å oppdage energien som gis av magnetisk induksjon fra foring av atomene. En datamaskin tolker dataene og lager bilder som viser de forskjellige resonansegenskapene til forskjellige vevstyper. Vi ser dette som et bilde av gråtoner - noen kroppsvev blir mørkere eller lettere, alt avhengig av prosessene ovenfor..Pasienter som er planlagt å gjennomgå en MR vil bli spurt noen spesifikke spørsmål for å avgjøre om MR er trygt for den pasienten. Noen av problemene som skal behandles, er:
- Metall i kroppen
- Pasienter med metallimplantater i kroppen må varsle MR-personalet før de gjennomgår en MR-test. Noen metallimplantater er kompatible med MR, inkludert de fleste ortopediske implantater. Imidlertid forhindrer noen implantater pasienter i å ha en MR, som aneurysmklips i hjernen og metalliske øyeimplantater.
- Implanterte enheter
- Pasienter med pacemakere eller interne defibrillatorer må varsle MR-staben, da disse enhetene forhindrer bruk av en MR-test.
- Klær / Smykker
- Eventuelle metallklær eller smykker bør fjernes før de gjennomgår en MR-studie.
Bråket
Pasientene klager ofte på en "clanging" støy forårsaket av MR-maskiner. Denne støyen kommer fra gradientmagneter som tidligere ble beskrevet. Disse gradientmagneter er faktisk ganske små sammenlignet med den primære MR-magneten, men de er viktige for å tillate subtile endringer i magnetfeltet for å "se" den riktige delen av kroppen.Verdensrommet
Noen pasienter er klaustrofobiske og liker ikke å komme inn i en MR-maskin. Heldigvis finnes det flere alternativer.- Ekstremitet MRI
- Nye MRI krever ikke at du ligger innenfor et rør. Snarere kan pasienter som har en MR i kneet, ankelen, foten, albuen eller håndleddet, enkelt plassere den kroppsdelen i MR-maskinen. Denne typen maskin virker ikke for MR i skuldre, ryggraden, hofter eller bekken.
- Åpne MRIer
- Åpne MRI hadde betydelige kvalitetsproblemer, men bildeteknologien har forbedret seg ganske mye de siste årene. Mens lukkede MR er fortsatt foretrukket av mange leger, kan åpen MR være et egnet alternativ.
- sedasjon
- Noen pasienter har problemer med å sitte stille i de 45 minuttene som kreves for å fullføre en MR, spesielt med klangstøy. Derfor kan det være hensiktsmessig å ta medisiner for å slappe av før du har en MR-studie. Diskuter dette med legen din før du planlegger MR-studien.
