Bagaimana Mesin MRI Berfungsi untuk Ortopedik

MRI bermaksud pengimejan resonans magnetik. Sebenarnya, nama yang sesuai untuk kajian ini ialah imej resonans magnetik nuklear (NMRI), tetapi apabila teknik itu dibangunkan untuk digunakan dalam penjagaan kesihatan, konotasi perkataan “nuklear” dirasakan terlalu negatif dan ditinggalkan. nama yang diterima.

MRI adalah berdasarkan prinsip fizikal dan kimia resonans magnetik nuklear (NMR), teknik yang digunakan untuk mendapatkan maklumat tentang sifat molekul.

Bagaimana MRI Berfungsi

Untuk memulakan, mari kita lihat bahagian-bahagian mesin MRI. Tiga komponen asas mesin MRI ialah:

• Magnet utama
• Bahagian terbesar MRI adalah magnet utama. Membangunkan medan magnet dengan kekuatan yang mencukupi untuk mencipta imej MRI merupakan halangan awal untuk diatasi dalam pembangunan teknologi ini.
• Magnet kecerunan
• Magnet kecerunan adalah bahagian “penalaan halus” mesin MRI. Mereka membenarkan MRI memfokuskan pada bahagian tertentu badan. Magnet kecerunan juga bertanggungjawab untuk “bunyi denting” dalam MRI.
• Gegelung itu
• Di sebelah bahagian badan anda yang diimej adalah gegelung. Terdapat gegelung yang dibuat untuk bahu, lutut dan bahagian badan yang lain. Gegelung akan mengeluarkan frekuensi radio yang membolehkan MRI.

Magnet Utama

Magnet kekal (seperti jenis yang anda gunakan pada pintu peti sejuk anda) yang cukup kuat untuk digunakan dalam MRI akan menjadi terlalu mahal untuk dihasilkan dan terlalu menyusahkan untuk disimpan. Cara lain untuk membuat magnet adalah dengan melilit wayar elektrik dan mengalirkan arus melalui wayar. Ini mewujudkan medan magnet di tengah-tengah gegelung. Untuk mencipta medan magnet yang cukup kuat untuk melakukan MRI, gegelung wayar mestilah tidak mempunyai rintangan; oleh itu mereka dimandikan dalam helium cecair pada suhu 450 darjah Fahrenheit di bawah sifar! Ini membolehkan gegelung membangunkan medan magnet 1.5 hingga 3 Tesla (kekuatan kebanyakan MRI perubatan), lebih daripada 20,000 kali lebih kuat daripada medan magnet bumi.

Magnet Kecerunan

Terdapat tiga magnet yang lebih kecil dalam mesin MRI yang dipanggil magnet kecerunan. Magnet ini jauh lebih kecil daripada magnet utama (kira-kira 1/1000 lebih kuat), tetapi ia membenarkan medan magnet diubah dengan sangat tepat. Magnet kecerunan inilah yang membolehkan imej “hirisan” badan dicipta. Dengan mengubah magnet kecerunan, medan magnet boleh difokuskan secara khusus pada bahagian badan yang terpilih.

Gegelung

MRI menggunakan sifat atom hidrogen untuk membezakan antara tisu yang berbeza dalam tubuh manusia. Tubuh manusia terdiri terutamanya daripada atom hidrogen, dan unsur biasa lain ialah oksigen, karbon, nitrogen, dan jumlah fosforus, kalsium, dan natrium yang agak kecil. MRI menggunakan sifat atom yang dipanggil “spin” untuk membezakan perbezaan antara tisu seperti otot, lemak, dan tendon.

Dengan pesakit dalam mesin MRI dan magnet dihidupkan, nukleus atom hidrogen cenderung berputar dalam satu daripada dua arah. Nukleus atom hidrogen ini boleh mengalihkan orientasi putaran, atau preses, kepada orientasi yang bertentangan. Untuk berputar ke arah lain, gegelung mengeluarkan frekuensi radio (RF) yang menyebabkan peralihan ini (frekuensi tenaga yang diperlukan untuk membuat peralihan ini adalah khusus, dan dipanggil Frekuensi Larmour).

Isyarat yang digunakan dalam mencipta imej MRI diperoleh daripada tenaga yang dikeluarkan oleh molekul yang beralih atau mendahului, daripada tenaga tinggi kepada keadaan tenaga rendah. Pertukaran tenaga antara keadaan putaran ini dipanggil resonans, dan dengan itu dinamakan NMRI.

Menyatukan Semuanya

Gegelung juga berfungsi untuk mengesan tenaga yang dikeluarkan oleh aruhan magnet daripada pendahuluan atom. Komputer mentafsir data dan mencipta imej yang memaparkan ciri resonans yang berbeza bagi jenis tisu yang berbeza. Kami melihat ini sebagai imej warna kelabu—sesetengah tisu badan kelihatan lebih gelap atau lebih terang, semuanya bergantung pada proses di atas.

Pesakit yang dijadualkan menjalani MRI akan ditanya beberapa soalan khusus untuk menentukan sama ada MRI selamat untuk pesakit tersebut. Beberapa isu yang akan ditangani termasuk:

• Logam dalam badan

  • Pesakit dengan implan logam di dalam badan perlu memaklumkan kakitangan MRI sebelum menjalani ujian MRI. Sesetengah implan logam serasi dengan MRI, termasuk kebanyakan implan ortopedik. Walau bagaimanapun, sesetengah implan menghalang pesakit daripada menjalani MRI, seperti klip aneurisme di otak dan implan mata logam.

• Peranti yang diimplan

  • Pesakit dengan perentak jantung atau defibrilator dalaman perlu memberi amaran kepada kakitangan MRI, kerana peranti ini menghalang penggunaan ujian MRI.

• Pakaian/Perhiasan

  • Sebarang pakaian atau perhiasan logam hendaklah ditanggalkan sebelum menjalani kajian MRI.

Objek logam di sekitar MRI boleh berbahaya. Pada tahun 2001, seorang budak lelaki berusia enam tahun terbunuh apabila tangki oksigen melanggar kanak-kanak itu. Apabila magnet MRI dihidupkan, tangki oksigen disedut ke dalam MRI, dan kanak-kanak itu terkena objek berat ini. Kerana masalah yang berpotensi ini, kakitangan MRI sangat berhati-hati dalam memastikan keselamatan pesakit.

Kebisingan

Pesakit sering mengadu tentang bunyi ‘clanging’ yang disebabkan oleh mesin MRI. Bunyi ini datang daripada magnet kecerunan yang diterangkan sebelum ini. Magnet kecerunan ini sebenarnya agak kecil berbanding dengan magnet MRI utama, tetapi ia penting dalam membenarkan perubahan halus dalam medan magnet untuk ‘melihat’ bahagian badan yang sesuai.

Angkasa

Sesetengah pesakit sesak dan tidak suka masuk ke dalam mesin MRI. Nasib baik, terdapat beberapa pilihan yang tersedia.

• MRI ekstrem
• MRI baharu tidak memerlukan anda berbaring di dalam tiub. Sebaliknya, pesakit yang mempunyai MRI lutut, buku lali, kaki, siku, atau pergelangan tangan, hanya boleh meletakkan bahagian badan itu dalam mesin MRI. Mesin jenis ini tidak berfungsi untuk MRI bahu, tulang belakang, pinggul atau pelvis.
• Buka MRI
• MRI terbuka mempunyai masalah kualiti yang ketara, tetapi teknologi imej telah meningkat sedikit dalam beberapa tahun yang lalu. Walaupun MRI tertutup masih disukai oleh banyak penyedia penjagaan kesihatan, MRI terbuka mungkin merupakan alternatif yang sesuai.
• Sedasi
• Sesetengah pesakit menghadapi masalah untuk duduk diam selama 45 minit yang diperlukan untuk melengkapkan MRI, terutamanya dengan bunyi berdenting. Oleh itu, mungkin sesuai untuk mengambil ubat untuk berehat sebelum menjalani kajian MRI. Bincangkan perkara ini dengan pembekal penjagaan kesihatan anda sebelum menjadualkan kajian MRI.