Magneto rezonantni tomograf. Rastavljanje skenera magnetske rezonancije

Među suvremenim metodama ispitivanja posebnu pozornost treba posvetiti načinu rada MRI. Za neupućene pacijente takva dijagnoza djeluje zastrašujuće, što je dovelo do gomile mitova o tomografiji. Sam tomograf izgleda kao kapsula neobičnog uređaja, a procesi koji se odvijaju unutra su nejasni. Sve nepoznato izaziva sumnje, pa se pacijenti ne slažu uvijek podvrgnuti dijagnostici pomoću tomografa. Ali ovo je u osnovi pogrešno! Potpuni i detaljni podaci dobiveni magnetskom rezonancijom potrebni su za točnu dijagnozu i razvoj ispravnog režima liječenja. pri čemu !

Izum skeniranja magnetskom rezonancijom bio je pomak u dijagnostici. Prije toga je bilo moguće tako jasno vidjeti sve organe samo tijekom obdukcije osobe nakon njezine smrti. Tomografija je omogućila određivanje brzine kretanja krvi kroz krvne žile, stanje koštanog i hrskavičnog tkiva te aktivnost mozga. Svi unutarnji organi, uključujući mliječne žlijezde, zube i sinuse, mogu se pregledati, pa čak i razumjeti kako rade tijekom tomografskog pregleda.

Princip rada MRI leži u učinku na vodikove jezgre, koje su prisutne u bilo kojoj ljudskoj stanici. Odmah nakon otkrića ovog fenomena (1973.) nazvan je nuklearna magnetska rezonancija. Ali nakon nesreće u nuklearnoj elektrani u Černobilu (1986.) počele su se stvarati negativne asocijacije na riječ "nuklearno". Stoga je ova dijagnostička metoda preimenovana u MRI, što nije promijenilo njenu suštinu i način rada.

Princip rada skeniranja magnetskom rezonancijom je sljedeći: pod utjecajem jakog magnetskog polja jezgre vodika počinju se kretati i redati istim redoslijedom. Na kraju djelovanja magneta, kada više ne radi, atomi se počnu pomicati i svi zajedno počinju vibrirati, oslobađajući energiju. Tomograf bilježi energetska očitanja, a računalni program ih obrađuje, stvarajući trodimenzionalnu sliku organa. Ovo je princip rada MRI.

Kao rezultat pregleda dobiva se niz slika, moguće je ponovno stvoriti trodimenzionalnu sliku problematičnog područja, rotirati ga sa svih strana i pregledati u bilo kojoj ravnini. Ovo je važno tijekom pregleda i dijagnoze.

Princip rada tomografa temelji se na oscilaciji magnetskih valova - bez izlaganja zračenju

Kada je najbolje napraviti tomografiju?

Prilikom postavljanja dijagnoze, MRI nije uvijek propisana. I nije stvar u tome da je to skup postupak, moguć je. Postoje posebna područja uporabe ove metode. Preporučljivo je koristiti tomograf za postavljanje dijagnoze, prije operacije za razjašnjavanje pojedinosti operacije, a nakon nje za ispitivanje rezultata. MRI se radi tijekom dugotrajnog liječenja kako bi se prilagodila terapija i procijenila učinkovitost provedenih postupaka. Ovo je sigurna metoda pregleda i može se provesti ako je potrebno.

MRI treba učiniti kada se dijagnosticiraju sljedeće bolesti:

• stvaranje benignih i malignih tumora;
• aneurizme krvnih žila;
• infekcije zglobova i koštanog tkiva;
• bolesti srca i krvnih žila;
• disfunkcije mozga i leđne moždine;
• upalne patologije, na primjer, genitourinarni sustav;
• procjena kirurškog liječenja i kemoterapije za onkologiju;
• ozljede unutarnjih organa i mekih tkiva.

Magnetska rezonancija nije propisana u svrhu razvoja preventivnih metoda, već samo za određeni zadatak za točnu dijagnozu.

Alternativne dijagnostičke metode

Osim magnetske rezonancije, postoje i druge dijagnostičke metode - kompjutorizirana tomografija, ultrazvuk, EEG. U isto vrijeme, odabir između njih ponekad može biti težak, jer rade drugačije. Usporedba metoda prikazana je u tablici.

Naziv ankete	Prednosti	Mane
Magnetska rezonancija - MRI	Djeluje bez zračenja. Otkriva mnoge bolesti u ranim fazama. Ne stvara zračenje pa se može provoditi kod djece i trudnica. Rezultat su precizne, detaljne slike.	Postoje ograničenja za postupak, na primjer, metalne inkluzije u tijelu pacijenta. Tomograf s njima ne radi dobro.
Kompjuterizirana tomografija - CT	Dobro pokazuje stanje koštanog tkiva. Nema kontraindikacija za metalne inkluzije u tijelu, kao kod MRI. Uređaj radi brzo.	Osoba prima ionizirajuće zračenje tijekom sesije.
Ultrazvučni pregled - ultrazvuk	Nema kontraindikacija za ovaj pregled. Uređaj radi na temelju rezonantnih valova.	Ova metoda ne dopušta procjenu stanja koštanog tkiva i nekih unutarnjih organa, na primjer, želuca i pluća. Podaci nisu točni kao MRI.
Elektroencefalografija - EEG	Visokoprecizno ispitivanje bolesti mozga. Djeluje za svaku dijagnozu jer nema kontraindikacija.	Ne otkriva prisutnost tumora; metoda je neprecizna jer na rezultate utječu emocije pacijenta.

Svaka dijagnostička metoda, pa tako i magnetska rezonanca, ima svoje negativne i pozitivne strane, te se stoga koristi u svom području medicine. Najbolja opcija odabire se na temelju načina rada opreme.

Kada se koristi kontrast?

Ponekad se kontrastno sredstvo ubrizgava u venu pacijenta prije pregleda. To je potrebno kako bi se dobila jasnija slika nekih područja na fotografijama. MRI radi s njim detaljnije. To se događa kod dijagnosticiranja tumora. Kontrastno sredstvo se nakuplja u tumorima i dodatno ih ističe na slikama. Kod dijagnosticiranja vaskularne aneurizme kontrastom se crta cijeli dijagram krvožilnog sustava, što liječniku olakšava prepoznavanje poremećaja.

Gadolinij se koristi kao kontrastno sredstvo za MRI. Djeluje na osvjetljavanje krvnih žila, a iz tijela se izlučuje putem bubrega, bolesnici ga dobro podnose i rijetko izaziva alergijsku reakciju. Postoje određene kontraindikacije za njegovu uporabu. Stoga se prije primjene lijeka provode ispitivanja kako bi se utvrdila njegova podnošljivost.

Korištenje kontrastnog sredstva je kontraindicirano:

• osobe s alergijskom reakcijom na gadolinij;
• trudnice i dojilje;
• osobe s dijabetesom;
• bolesnika s kroničnom bubrežnom bolešću.

Nakon postupka tomografije gadolinij se izlučuje putem bubrega unutar nekoliko sati. Prekomjerni stres na njima može izazvati pogoršanje kroničnih patologija. Zbog toga se kontrast ne koristi kod bolesnih bubrega.

U kojim slučajevima se ne smije raditi tomografija?

Postoje ozbiljna ograničenja za skeniranje magnetskom rezonancijom:

• rana trudnoća;
• klaustrofobija;
• mentalni poremećaji, kada osoba ne može dugo ostati u stacionarnom položaju i kontrolirati svoje stanje;
• metalne inkluzije u tijelu pacijenta - igle, kopče na krvnim žilama, spajalice, proteze, igle za pletenje;
• ugrađeni elektronički uređaji koji rade stalno i ne mogu se ukloniti tijekom tomografije, na primjer, pacemakeri;
• epilepsija;
• tetovaže napravljene bojom koja sadrži metalne čestice;
• teško fizičko stanje pacijenta, na primjer, stalno na respiratoru.

Ne postoje takve kontraindikacije za kompjutoriziranu tomografiju. Propisuje se ako je nemoguće napraviti MRI. Takav pregled je prikladan tamo gdje tomograf ne radi.

Metalni fragmenti u tijelu čine slike mutnim i teškim za dešifriranje. Elektronički uređaji se lome pod utjecajem jakog magneta. Kada koristite tomograf, morate se pridržavati ograničenja kako biste izbjegli takve probleme.

Priprema za ispit

Pozitivna strana metode skeniranja magnetskom rezonancijom je gotovo potpuni nedostatak pripreme za dijagnozu. Ali liječnici savjetuju da ne jedete puno teške hrane nekoliko dana prije sesije tomografije. Iako to ostaje na razini preporuka. Ako se koristi kontrast, bolje je obilno jesti. To će pomoći u izbjegavanju napada mučnine.

Prije zahvata potrebno je ukloniti sav metalni nakit, manšete, satove, naočale i proteze koje se mogu vaditi. Na odjeći ne smiju ostati nikakvi metalni dijelovi. Moderni medicinski dijagnostički centri pružaju komplete jednokratne odjeće za pregled. Najbolje je presvući se u njega. Ako je u vašoj odjeći ostao neprimjećen metalni dio, tada vaš vrat može naknadno dobiti glavobolju od prisutnosti stranog željeznog predmeta na vašoj odjeći.

Uređaj za skeniranje je tunel u koji se uvlači stol s pacijentom. Važno je ne pomicati se tijekom pregleda, tada će slike biti jasne i kvalitetne. Kako bi se spriječilo slučajno pomicanje udova, pacijentove ruke i noge pričvršćene su za stol mekim trakama.

MRI se može koristiti za dijagnosticiranje bilo kojeg organa bez oštećenja, postupak je bezbolan

Kako se izvodi postupak?

Pacijent neće osjećati nelagodu u tomografskom tunelu, postupak je bezbolan. Ponekad postoje pritužbe na oštre, neobične zvukove koje uređaj proizvodi tijekom rada. Neki centri nude slušalice s ugodnom glazbom ili čepiće za uši, možete ih ponijeti od kuće. Pacijent će imati gumb za komunikaciju s osobljem. Ako se osoba osjeća loše, morate ga pritisnuti, sesija tomografije će biti prekinuta.

Svo osoblje je u drugoj prostoriji i radi s računalima. Ali pacijent nije ostavljen sam, promatraju ga kroz prozor. Postupak magnetske rezonancije prilično je udoban. U prosjeku seansa traje 40 minuta, uz korištenje kontrastnog sredstva nešto duže. Unutarnji volumen MRI uređaja je dovoljan. Osoba ne leži tamo kao u uskoj kutiji. Treba mu zraka i prostora. Psihološko stanje zdrave osobe ne pati i ostaje normalno. Mnogi pacijenti su čak zainteresirani isprobati ovu dijagnostičku metodu i posjetiti tomograf kako bi saznali kako točno radi.

Obrada rezultata

Za dešifriranje slika nakon MRI potrebni su stručnjaci koji mogu dijagnosticirati patologije na temelju najmanjih promjena. Izrada zaključka traje nekoliko dana, ali liječnik odmah saopćava prve nalaze. Na snimkama su jasno vidljiva rezonantna područja - to mogu biti promjene na unutarnjim organima, prisutnost tekućine (gdje je ne bi trebalo biti). Ova patologija ukazuje na unutarnje krvarenje ili infekciju.

Zaključak laboranta nakon magnetske rezonancije samo je nabrajanje uočenih promjena. Na primjer, oštećenje ligamenata, prisutnost tumora, promjene u strukturi, obliku i veličini krvnih žila na određenom mjestu. Dijagnozu će postaviti liječnik koji vas je uputio na pregled. Nema potrebe da na temelju zaključka sami pokušavate odrediti bolest. To zahtijeva dodatne preglede i testove.

Astrei 17. srpnja 2017. u 06:52

Rastavljanje skenera magnetske rezonancije

• Uradi sam ili Uradi sam,
• Elektronika za početnike

Kvantna fizika, matematika, biologija, kriogenika, kemija i elektronika isprepleteni su u jedan obrazac koji će biti utjelovljen u željezu i prikazati stvarni unutarnji svijet osobe, pa čak, ni manje ni više, čitati njegove misli. Elektronika takvih uređaja po pouzdanosti i složenosti može se mjeriti samo s onom u svemiru. Ovaj članak posvećen je opremi i principima rada skenera za magnetsku rezonanciju.

U području moderne tomografije prednjače mastodonti elektroničkog svijeta: Siemens, General Electric, Philips, Hitachi. Samo tako velike tvrtke mogu si priuštiti razvoj tako složene opreme, čija cijena obično iznosi desetke (gotovo stotine) milijuna rubalja. Naravno, popravak tako skupe opreme od službenog predstavnika košta golemu denar za vlasnika uređaja (i usput, oni su uglavnom privatni, a ne državni). Ali ne očajavajte! Baš kao i servisi za popravak prijenosnih računala, telefona, CNC strojeva, pa i svake elektronike, postoje tvrtke koje se bave popravkom medicinske opreme. Radim za jednu od tih tvrtki, pa ću vam pokazati zanimljivu elektroniku i pokušati razumljivim riječima opisati njezinu funkcionalnost.

Skener magnetske rezonancije tvrtke GE Healthcare s poljem od 1,5 Tesla. Stol je odvojen od tomografa i može se koristiti kao obična kolica.

Sva čarolija MRI-a počinje s kvantnom fizikom, odakle potječe pojam "spin", primijenjen na elementarne čestice. Možete naići na hrpu definicija o tome što je spin; općenito govoreći, to je kutni moment čestice, što god to značilo. Po mom razumijevanju, čini se da čestice neprestano rotiraju (jednostavno rečeno) dok stvaraju poremećaje u magnetskom polju. Budući da elementarne čestice pak tvore jezgre atoma, vjeruje se da se njihovi spinovi zbrajaju i da jezgra ima svoj spin. U isto vrijeme, ako želimo na neki način komunicirati s jezgrama atoma pomoću magnetskog polja, bit će nam vrlo važno da spin jezgre bude različit od nule. Slučajnost ili ne, najčešći element u našem svemiru, vodik, ima jezgru u obliku jednog protona, koji ima spin 1/2.

Usput

Spin može poprimiti samo određene vrijednosti, poput cijelih brojeva, poput 0,1,2, i polucijelih brojeva, poput 1/2, kao za proton. Onima koji nisu upoznati s kvantnom fizikom može se činiti kontraintuitivnim, ali na kvantnoj razini sve je podijeljeno u dijelove i postaje donekle diskretno.

To znači da se, pojednostavljeno, jezgre vodika mogu smatrati vrlo malim magnetima sa sjevernim i južnim polom. I vrijedi li spominjati da u ljudskom tijelu postoji jednostavno more atoma vodika (oko 10^27), ali kako mi ne privlačimo komadiće željeza za sebe, postaje očito da su svi ti mali "magneti" uravnoteženi među sobom i ostalim česticama, a ukupni magnetski moment tijela je praktički jednak nuli.

Ilustracija iz knjige Everta Blinka "Osnove magnetske rezonance". Protoni s crnim strelicama, simbolizirajući iglu kompasa, rotiraju u smjeru plave strelice.

Primjenom vanjskog magnetskog polja ovaj se sustav može izbaciti iz ravnoteže i protoni (ne svi, naravno) mijenjaju svoju prostornu orijentaciju u skladu sa smjerom linija polja.

Ilustracija iz knjige Uvod u magnetsku rezonancu Larsa G. Hansona
Tehnike snimanja. Spinovi protona u ljudskom tijelu prikazani su kao vektori strelica. Situacija s lijeve strane je kada su svi protoni u magnetskoj ravnoteži. S desne strane - kada se primjenjuje vanjsko magnetsko polje. Niže vizualizacije prikazuju istu stvar u tri dimenzije, ako sve vektore gradite iz jedne točke. Uz sve to dolazi do rotacije (precesije) oko linija magnetskog polja, što je prikazano okruglom crvenom strelicom.

Prije nego što se protoni usmjere u skladu s vanjskim poljem, oni će neko vrijeme oscilirati (precesirati) oko ravnotežnog položaja, baš poput igle kompasa koja bi oscilirala blizu oznake sjevera da proizvođač nije razborito dodao tekućinu za prigušivanje unutar protona. dial. Važno je napomenuti da se frekvencija takvih vibracija razlikuje za različite atome. Na primjer, metode rezonantnog određivanja sastava tvari koja se proučava temelje se na mjerenju ove frekvencije.

Usput

Ova frekvencija nije bezimena i nosi ime irskog fizičara Josepha Larmorea, te se prema tome naziva Larmorova frekvencija. Ovisi o veličini primijenjenog magnetskog polja i posebnoj konstanti - žiromagnetskom omjeru, koji ovisi o vrsti tvari.

Za jezgre atoma vodika u polju od 1 Tesla ta je frekvencija 42,58 MHz, ili pojednostavljeno rečeno, oscilacije protona oko linija polja takvog intenziteta događaju se oko 42 milijuna puta u sekundi. Ako protone ozračimo radiovalom odgovarajuće frekvencije, tada će nastati rezonancija, oscilacije će se pojačati, a opći vektor magnetizacije će se pomaknuti za određeni stupanj u odnosu na vanjske silnice.

Ilustracija iz knjige Uvod u tehnike magnetske rezonancije Larsa G. Hansona. Prikazano je kako se vektor opće magnetizacije pomiče nakon izlaganja radio valovima s frekvencijom koja uzrokuje rezonanciju u sustavu. Ne zaboravite da se sve to nastavlja okretati u odnosu na liniju magnetskog polja (na slici se nalazi okomito).

Tu počinje ono najzanimljivije - nakon interakcije radio vala s protonima i rezonantnog pojačanja vibracija, čestice opet teže doći u ravnotežno stanje, emitirajući pritom fotone (od kojih se radio val sastoji). To se naziva učinak nuklearne magnetske rezonancije. Zapravo, cijelo tijelo koje se proučava pretvara se u ogroman niz minijaturnih radio-odašiljača, čiji se signal može detektirati, lokalizirati i može se izgraditi slika distribucije vodikovih atoma u tvari. Dakle, kao što ste možda pogodili, MRI u suštini prikazuje sliku distribucije vode u tijelu. Što je jačina polja jača, to se više protona može koristiti za proizvodnju signala, pa rezolucija skenera izravno ovisi o tome.

Taj se učinak ne očituje samo u jakim magnetskim poljima – svaki dan, čak i na putu do trgovine po kruh, protoni našeg tijela pod utjecajem su Zemljinog magnetskog polja. Istraživači iz Slovenije, primjerice, napravili su eksperimentalni MRI sustav koji koristi samo magnetsko polje našeg planeta.


Ilustracija iz znanstvenog članka “Magnetic Resonance Imaging System Based on
Zemljino magnetsko polje” Autori: Ales Mohoric, Gorazd Planins i dr. Prikazuje slike dobivene korištenjem eksperimentalnog sustava. S lijeve strane je jabuka, s desne naranča. Ono što je značajno nije činjenica da se slike dobivaju loše kvalitete, već vrlo temeljna mogućnost korištenja MR-a u slabim poljima.

Naravno, u komercijalnim medicinskim skenerima jakost magnetskog polja višestruko je veća nego na Zemlji. Najčešće korišteni skeneri su oni s poljem od 1, 1,5 i 3 Tesla, iako ima i slabijih (0,2, 0,35 Tesla) i teških monstera od 7, pa i 10 Tesla. Potonji se uglavnom koriste za istraživačke aktivnosti, a kod nas ih, koliko znam, nema.

Strukturno, polje u skeneru može se stvoriti na različite načine - to su trajni magneti, elektromagneti i supravodiči uronjeni u kipući helij kroz koji teku ogromne struje. Potonji su široko rasprostranjeni i od najvećeg su interesa jer omogućuju postizanje neusporedivo veće snage polja u usporedbi s drugim opcijama.

Tipičan dizajn MRI uređaja, polje u kojem nastaje strujom koja teče kroz supravodiče. Izvor - Internet.

Temperatura supravodljivih namota održava se postupnim isparavanjem rashladnog sredstva - tekućeg helija; osim toga, sustav upravlja kriohladnjakom, koji se u žargonu medicinskih tehničara naziva "hladna glava". Ispušta karakteristične zvukove mljackanja, koje ste vjerojatno čuli ako ste ikad vidjeli uređaj izbliza. Struja u supravodičima teče stalno, a ne samo tijekom rada uređaja, stoga je magnetsko polje uvijek prisutno. Filmaši su često uhvaćeni nesvjesni te činjenice (primjerice, sličan gaf dogodio se u prošloj sezoni TV serije “Black Mirror”).

Na upravljačkoj ploči uređaja ove vrste nalazi se veliki crveni gumb koji vam omogućuje isključivanje magnetskog polja (Rundown magnet). Zove se, ne bez ironije, "gumb za vatru".

Jedna od kontrolnih ploča za Siemensov tomograf

Pritiskom na ovu tipku uključuju se grijači za nuždu u posudi s rashladnim sredstvom, koji podižu temperaturu namota do kritične točke, nakon čega se proces odvija poput lavine: nakon što namoti steknu otpor, struja kroz njih trenutno ih zagrijava i sve oko sebe, što dovodi do ispuštanja helija kroz posebnu cijev. Taj se proces naziva "ugasiti", a to je vjerojatno najtužnija stvar koja se može dogoditi uređaju, jer vraćanje njegove funkcionalnosti nakon toga oduzima puno vremena i novca.

Tomograf Siemens Espree, s poljem 1.5. Tesla, obrati pozornost na metalne ključeve koji mirno leže na stolu - ovdje više nema magnetskog polja. Kupljen je za neke državne klinike od Siemensa. Ima relativno malu veličinu spremnika i veliki promjer otvora. Postoji mišljenje da je takvo skraćivanje dizajna rezultiralo činjenicom da on često voli sam ispuštati helij u vjetar (barem uređaj na fotografiji to radi sa zavidnom redovitošću).

U međuvremenu, nakon kratke digresije, vratimo se ponovno teoriji. Ako jednostavno primate radio valove koje emitiraju protoni tijela kao odgovor na rezonantne radio pulseve, nećete moći konstruirati sliku. Kako lokalizirati signal koji dolazi iz svih dijelova tijela odjednom? Svojedobno su istraživači Paul Lauterbur i Peter Mansfield dobili Nobelovu nagradu za medicinu za rješavanje ovog problema. Ukratko, njihovo rješenje je korištenje dodatnih namota u uređaju, stvarajući gotovo linearnu promjenu jakosti magnetskog polja duž odabranog smjera - gradijent polja. Budući da se naš prostor čini trodimenzionalnim, koriste se tri namota - osi X, Y i Z.

Ilustracija iz knjige Everta Blinka "Osnove magnetske rezonance". Ovako otprilike izgledaju dodatni gradijentni namoti unutar uređaja - pravi namoti, naravno, imaju složeniju strukturu.

Ako jakost magnetskog polja varira linearno, tada kada se aktivira jedan od gradijenata, protoni duž ovog smjera će imati različitu rezonantnu frekvenciju.

Ilustracija s howequipmentworks.com. Simbolično su nacrtani gradijent namota (plavo) i RF namota (zeleno). Pokazano je da će se pri stvaranju gradijenta polja duž stola u točki A rezonantna frekvencija protona razlikovati od frekvencije u točki B

Korištenje gradijenata omogućuje manipuliranje poljem tako da signal dolazi samo iz specifično definiranih područja. Ovisno o amplitudi primljenog signala odabire se svjetlina piksela na slici. Što je veća koncentracija protona u tom području, rezultat je svjetliji.

Sigurno...

Ovaj je opis naravno uvelike pretjeran. U stvarnosti, signal se lokalizira kombiniranjem sva tri gradijenta odjednom, a slika se ne gradi piksel po piksel, kao što biste mogli pomisliti iz ovog opisa, već kao cijela linija odjednom. U tome važnu ulogu ima i dobro poznata Fourierova transformacija. Detaljan opis može se pronaći u knjizi Larsa G. Hansona “Uvod u tehnike magnetske rezonancije”. Ovaj članak, nažalost, neće sadržavati sve.

Da biste stvorili gradijent magnetskog polja, morate propustiti veliku struju kroz gradijent namota, a puls bi trebao biti prilično kratkotrajan i sa strmim rubom, a za neke programe čak je potrebno da smjer struje u gradijentni namot se trenutno preokreće radi preokreta magnetizacije. To čine snažni pretvarači impulsa; oni zauzimaju cijeli stalak u prostoriji s opremom.

Gradijentna pojačala uređaja Siemens Harmony 1T. Karakteristike performansi - do 300 ampera i do 800 volti, kada se koristi šest modula - na fotografiji su prikazana tri modula.

Siemens uređaji tradicionalno koriste vodeno hlađenje energetskih komponenti - cijevi se mogu vidjeti na fotografiji. To često rezultira (zanimljiva igra riječi) dobrim vatrometom za bilo kakvo curenje. Unatoč hvaljenoj njemačkoj kvaliteti, nitko se nije potrudio ugraditi senzore curenja (u tom smislu trebali su učiti od GE). Ali da budemo pošteni, gradijentni blokovi posebno rijetko cure; češće se kvare bez vidljivog razloga.

Unutrašnjost starinskog Siemens Harmony gradijent modula.

Modul poput onih prikazanih na fotografiji teško je popraviti - tranzistori su zalijepljeni na bakrenu cijev nečim poput hladnog zavarivanja i tamo izgore u desecima odjednom. Da biste uklonili ploču, morate odlemiti nekoliko desetaka nogu u isto vrijeme! Zaboravimo ovu noćnu moru i pogledajmo novije rješenje njemačkog proizvođača.

Gradijentno pojačalo tvrtke Siemens Harmony. Novija verzija. Dvije simetrične ploče pričvršćene su za vrlo snažne FET-ove. Tranzistori rade u skupinama od po šest paralelno; naravno, ni oni ne gore jedan po jedan. Model na fotografiji je već malo oštećen, umjesto originalnih konektora između ploča su zalemljene bakrene ploče. Obratite pozornost na gornji desni kut fotografije – to su optički kablovi koji nose signal za otvaranje ključeva. Ako pomiješate njihovu vezu, blok odmah izgori uz glasan prasak; u ovoj tehnici nema "bezgrešne" zaštite.

Jedan od glavnih problema tijekom popravaka je nedostatak bilo kakve dokumentacije, pogotovo jer je oprema vrlo specijalizirana. Stoga, ponekad morate naići na mnogo neravnina i spaliti dosta skupih komponenti kako biste shvatili što nije u redu. Naravno, servisne priručnike možete kupiti za novac, ali u pravilu su vrlo površni. Cool tvrtke sigurno čuvaju svoje tajne.

Što je jače magnetsko polje u uređaju, to bi gradijentni pretvarači trebali biti snažniji. U uređajima s poljem od 1,5 T i 3 T hrpa paralelnih tranzistora s efektom polja koje je potrebno sklopiti da bi se osigurala potrebna snaga postaje prevelika, u igru ​​dolaze sklopovi IGBT, slični onima ugrađenim u industrijske frekvencijske pretvarače za upravljanje motori.

Gradijentno pojačalo Quantum Cascade rastavljeno, struja do 500 Ampera, izlazni napon do 2000 V. Sadrži 20 snažnih IGBT sklopova. Ovdje postoji zanimljiva točka - sam sklop neće izdržati 2 kilovolta; ovaj napon se dobiva korištenjem pet neovisnih izvora od po 400 V. Moj san je sastaviti Teslin svitak od ove jedinice.

Što se događa s gradijentnim namotima kada kroz njih teku tako čudovišne struje, s obzirom na to da su i oni u jakom magnetskom polju? Amperova sila, naravno, uzrokuje njihovu deformaciju, ali su čvrsto ispunjene smolom do krajnjih granica. No ni to ne pomaže - budući da gradijenti djeluju u rasponu zvučnih frekvencija, rezultirajuće vibracije mogu generirati prilično glasne zvukove, glasnoćom koja podsjeća na udaranje čavla čekićem (uz napomenu da ste ih čuli kako kucaju čekićem za oko 5000 udaraca u sekundi). Stoga gotovo svaki MRI uređaj ima slušalice ili čepiće za uši. Softver i hardver stalno nadziru razinu zvuka u prostoriji sa skenerom kako bi osigurali da decibeli ne prelaze prihvatljive granice. Brzo promjenjivo magnetsko polje tijekom rada gradijenata, zajedno s radiofrekvencijskim impulsima koji stvaraju rezonanciju, inducira vrtložne struje na bilo kojoj metalnoj površini u blizini skenera, što dovodi do vibracija metala i blagog zagrijavanja, a karakteristični artefakti pojavit će se na slikama čak i od male metalne ispune. Upravo iz tog razloga prije pregleda magnetskom rezonancom zahtijevaju uklanjanje svih metala (nema potrebe uklanjanja plombi).

Jedinica sintesajzera (kod Siemensovih uređaja) ili pobudnik (kod GE uređaja) odgovorna je za stvaranje radiofrekventnih impulsa potrebne frekvencije. Unatoč različitim imenima, njihove su funkcije približno iste. Ove jedinice općenito su pouzdane i rijetko zahtijevaju popravak ako se njima pažljivo rukuje. Signal se generira digitalno-analognom sintezom i funkcija je sinc.

S lijeve strane su dvije vrste radiofrekvencijskih impulsa - Gaussov i sinc, također poznat kao kardinalni sinus. S desne strane je profil pobude kada se koristi kao RF pobudni signal - to jest, grubi pogled sa strane na oblik područja u kojem će protoni rezonirati. Naravno, niža verzija je poželjnija za stvaranje slika (odsječaka), posebno kada se nalaze blizu jedna drugoj kako bi se smanjio utjecaj signala izvan odabranog područja skeniranja.

Na kraju dolazimo, bez pretjerivanja, do po meni najzanimljivije jedinice u cijelom tomografu - radiofrekventnog pojačala snage, koje pretvara slab signal iz sintesajzera u snažan, koji se dovodi do odašiljačke antene u uređaju.

Također usput

U stranoj literaturi sve antene povezane s tomografom nazivaju se "zavojnica", au ruskom se naziv "zavojnica" ukorijenio. Malo je vjerojatno da ćete negdje drugdje čuti riječ "antena" u odnosu na MRI. Body coil - ili "Body coil" na lokalnom dijalektu - glavna je odašiljačka i prijemna antena tomografa, ali osim nje postoje i druge, ali o njima kasnije.

Snaga pojačala za tomograf s poljem 1T je 10 kW, za polje 1,5T već je 15 kW, odnosno, uređaji višeg polja zahtijevaju veću snagu u smislu radiofrekventnog zračenja. To je jedan od razloga zašto uređaji visokog polja još nisu čvrsto ustalili u kliničkoj praksi. Ali nemojmo biti fanatični – stalnim razgovorom na mobitel bit ćete izloženi većem zračenju nego u jednoj seansi na magnetskoj rezonanci.
U pravilu, ova jedinica kombinira složene, zamršene upravljačke i zaštitne krugove, radiofrekvencijske čipove, visoke napone i probleme s hlađenjem.

General Electric i Hitachi tomografi koriste pojačala snage proizvođača Analogic. Odlikuju se lijepim rasporedom komponenti na ploči i visokom izdržljivošću - u pravilu, u njihovim pojačalima nekoliko tranzistorskih stupnjeva radi paralelno, a izlazni zbrajalo je dizajniran tako da ako jedan stupanj pojačanja ne uspije, jedinica će nastaviti raditi , iako ne punom snagom.

Ploča pojačala iz GE uređaja. Prekrasan i impresivan dizajn!

Cijeli blok

Uređaj s poljem 1,5T sadrži dva ovakva ljepotana po 8 kW. Gornja devetoslojna (!) ploča je lukav prekidački izvor napajanja, a samo pojačalo se nalazi na donjoj ploči. Do nas je došao zbog neispravne gornje ploče. Zbog nedostatka vremena za istraživanje sklopa, uspješno smo hakirali i sastavili zamjenu od dva serverska napajanja. Osim toga, odabirom tranzistora s boljim karakteristikama, uspjeli smo postići veće pojačanje od izvorno dostupnog.

Pojačalo snage iz Hitachi tomografa

Ova beba radi u sustavu s magnetskim poljem od 0,35T, no sličnost s opremom iz GE-a je lako uočljiva - radi se o istom proizvođaču.

Nažalost, ne mogu to reći za Siemensove proizvode. Očito je da su inženjeri koji su dizajnirali uređaj za RF pojačalo imali zadatak pod svaku cijenu koristiti jeftini tranzistor Buz103 koji proizvodi tvrtka. To je krhka komponenta u smislu za nju dopuštene snage, a kako bi se izvuklo iz situacije, u konačnu konstrukciju pojačala lijepog naziva “Dora” umetnuto je 177 tranzistora, svi su smješteni na dva ogromne radijatore, koji su tijekom rada pod visokim naponom i preko termalne podloge su u kontaktu s radijatorom za vodeno hlađenje, a ono zauzvrat stalno teče, i to direktno na ploču koja je na slici ispod.

Ploča pojačala Siemens pojačalo snage 10kW. Kontinuirano električno razmetanje: induktivnosti napravljene od staza koje prolaze kroz nekoliko slojeva, složeni tranzistorski kontrolni krug na 10-slojnoj ploči, rezonatori napravljeni od poligona i druge neugodne stvari.

Mogućnost održavanja pojačala ove tvrtke praktički ne postoji. Raspolažući proizvodnjom tranzistora, Siemens si može priuštiti da odabirom sastavi dijelove iz serije sličnih parametara, a to je vrlo kritično kada stotine tranzistora rade paralelno odjednom. A najneugodnije je to što čak i ako kupite potrebnu količinu za zamjenu, ispada da ono što je na akciji nije ono što se čini.

Otvaranje tranzistora - svi su izvana označeni i izgledaju isto, ali iznutra su svi različiti. Original je krajnje desno. One s manjom površinom kristala od originalnih gore kao šibice, druga s desna, iako ima sličnu površinu, odvratno radi u modu pojačanja.

Vjerojatno se netko može zapitati zašto se u opisanim pojačalima koriste tranzistori, ali što je s cijevima? Doista, u starim jedinicama iz Siemensa, kao iu prilično modernim Philips uređajima s 3T poljem, koriste se svjetiljke. Nažalost, nemam fotografiju ovog hardvera, ali mogu reći da je radni vijek ovih elemenata svega godinu-dvije, a cijena im je poprilična. Općenito, Philips je nekako u članku bio lišen pažnje, što se pokazalo lošim. Da se malo ispravim:

Nova vrsta MRI - Philips Panorama. Uređaji otvorenog tipa u pravilu se temelje na permanentnim ili elektromagnetima, što automatski znači nisko polje i kvalitetu slike. Ali ne u ovom slučaju. Polje ovog uređaja je 1 Tesla, a ovdje se također koristi supravodič. Ogroman prostor u usporedbi s konvencionalnim tomografom omogućuje pregled velikih pacijenata ili onih koji se boje skučenih prostora, poput djece.

Snaga radiofrekvencijskog signala kontrolira se u samoj jedinici pojačala snage, u mjernoj jedinici koja podešava odašiljačku antenu (zavojnicu) te u prijemniku. Dakle, MRI uređaj ima trostruku zaštitu od prekoračenja dopuštenih standarda radijskih emisija. Stoga se ne bojte i slobodno se testirajte.

Unatoč svoj snazi ​​gore opisanih pojačala, primljeni signal kao odgovor na rezonantnu pobudu prilično je malen. Stoga se odašiljačka antena (Body coil), opisana ranije i smještena u tijelu tomografa, rijetko koristi u načinu prijema signala. Umjesto toga, postoji veliki izbor zavojnica za bilo koji dio tijela - glavu, leđa, koljena, ramena itd. Puno su bliže objektu proučavanja i omogućuju bolju kvalitetu slike. Ali mislim da ste već umorni od gomile informacija, pa ću samo staviti lubenicu u tomograf.

Lubenica se priprema za istraživanje. Na vrhu leži spirala namijenjena torakalnoj regiji, ispod je spirala za leđa i kralježnicu. S desne strane poda nalazi se kugla za proricanje sudbine, poseban predmet za kalibriranje sustava aparata, tzv. “fantom”

Malo tko reže lubenice poprečno. MRI uređaj vam omogućuje da to učinite bez noža. Jeste li znali za zanimljivu fraktalnu strukturu unutra? Imajte na umu da je gornji dio, koji je bliži prijemnim elementima zavojnice, lakši, budući da je amplituda signala primljenog iz ovog područja veća nego s dna bobice.

Uzdužni presjek već je svima poznat. Mislim da je lubenica zrela, možete je uzeti.

Signal iz zavojnica ulazi u prijemnu jedinicu u obliku analognih signala, gdje se obrađuju u digitalni oblik. U najnovijoj opremi koja je na čelu napretka, prijemnik s analogno-digitalnim pretvaračem ugrađen je unutar zavojnice, a optička linija za prijenos podataka ide do računala. Ovo je učinjeno kako bi se što više uklonile smetnje. Računalo koje iz tih podataka konstruira sliku obično stoji zasebno i naziva se rekonstruktor. Dobivene slike tiskaju se na filmu, koji je, usput, vrlo prikladan za fotorezist.

Na kraju bih također želio dodati da se trenutno u Rusiji provode zanimljiva istraživanja kako bi se poboljšala kvaliteta slike u MRI uređajima. To radi Odjel za nanofotoniku i metamaterijale na Sveučilištu ITMO. Jednostavnim riječima, metamaterijali su kompoziti koji imaju posebnu strukturu. Omogućuju izradu antena i rezonatora vrlo malih dimenzija u usporedbi s valnom duljinom zračenja, što je idealno za magnetsku rezonanciju.

Metoda MRI (magnetska rezonancija) trenutno je jedina metoda radijacijske medicinske dijagnostike koja ima jedinstvenu mogućnost dobivanja svih podataka o tijelu pacijenta, uz vrlo točne podatke o metabolizmu, anatomiji i fiziologiji tkiva i organa.

Tijekom pregleda aparatom za magnetsku rezonancu stvara se niz slika ljudskih organa i tkiva u različitim projekcijama, koje nakon procjene i obrade od strane liječnika specijalista omogućuju izvođenje prilično točnog zaključka.

Kako MRI radi

MRI je metoda dobivanja sloj-po-slojeva slika tkiva i organa ljudskog tijela pomoću fenomena NMR-a (nuklearne magnetske rezonancije).

Nuklearna magnetska rezonancija smatra se fizičkim fenomenom koji se temelji na svojstvima protona (atomske jezgre). U elektromagnetskom polju pomoću radiofrekventnog impulsa emitira se energija u obliku signala koji se potom bilježi i pretvara u računalni sustav.

NMR metoda omogućuje proučavanje ljudskog tijela zbog zasićenosti tjelesnih tkiva vodikom i osobitosti njihovih magnetskih svojstava. Na temelju vektorskog smjera parametara protona, koji obično imaju dvije nasuprotno smještene faze, i njihove vezanosti za magnetski moment, moguće je odrediti u kojoj se projekciji nalazi određeni atom vodika.

Ako se proton stavi u vanjsko magnetsko polje, tada će magnetski moment (spin) imati suprotan smjer od magnetskog momenta polja. Kada su izloženi elektromagnetskom zračenju određene frekvencije na području tijela koje se proučava, neki od protona mijenjaju svoj položaj, ali se ubrzo vraćaju u prvobitni položaj. U tom razdoblju računalni sustav prikupljanja podataka tomografa bilježi "opuštene" prethodno pobuđene protone.

Priprema za MRI

Treba naglasiti da je magnetsko polje MRI aparata 10.000 puta jače od Zemljinog magnetskog polja. U tom smislu, prilikom provođenja dijagnostike poštuju se svi sigurnosni zahtjevi i strogo se uzimaju u obzir kontraindikacije.

Za pregled je potrebno ispuniti upitnik s kratkim podacima o sebi, zdravstvenom stanju i mogućim ograničenjima.

Prije zahvata na MRI aparatu uklonite dijelove odjeće koji sadrže metal. Štoviše, neke vrste dekorativne kozmetike (na primjer, maskara) sadrže metalne nečistoće, što će svakako ometati stvaranje točne i točne slike studije. Stoga se kozmetika pažljivo uklanja prije postupka.

MRI tehnologija

U posebnoj prostoriji za pregled, pacijent se postavlja unutar MRI cijevi. Dijagnostičko mjesto određuje liječnik koji je propisao zahvat.

Vrijeme učenja je otprilike dvadeset minuta. Tijekom tog razdoblja pacijent mora ostati nepomičan, što će odrediti kvalitetu slika.

Liječnik promatra pacijenta kroz poseban prozor ili pomoću video kamere. Ako je potrebno, pritiskom na tipku možete dati signal i razgovarati s liječnikom putem interfona.

Postoje slučajevi kada se, da bi se dobio točan rezultat, kontrastno sredstvo primjenjuje intravenski. U ovom postupku nema nuspojava.

U roku od trideset minuta pacijent dobiva završeni nalaz i slike.

Danas gotovo svaka osoba zna o prednostima dijagnosticiranja bolesti pomoću radiografije i kompjutorizirane tomografije. Ponekad je bez njih nemoguće izliječiti osobu, odnosno postaviti točnu dijagnozu.

Magnetska rezonancija (MRI) je metoda dobivanja slike unutarnjih organa čovjeka, koja se temelji na fenomenu nuklearne magnetske rezonancije (NMR).

Fizika metode

Ljudsko tijelo sadrži veliki broj protona – jezgri atoma vodika: u sastavu vode, u svakoj molekuli organske tvari – bjelančevinama, mastima, ugljikohidratima, malim molekulama... Proton je jedan od rijetkih atoma koji ima svoj vektor magnetskog momenta ili smjera. U nedostatku vanjskog snažnog magnetskog polja, magnetski momenti protona su nasumično orijentirani, odnosno strelice vektora usmjerene su u različitim smjerovima.

Ako stavite atom u jako konstantno magnetsko polje, sve se mijenja. Magnetski moment jezgri vodika usmjeren je ili u smjeru magnetskog polja ili u suprotnom smjeru. U drugom slučaju, energija stanja će biti nešto veća. Ako sada na te atome djelujemo elektromagnetskim zračenjem na rezonantnoj frekvenciji (na našu sreću, to je frekvencija radio valova koja je apsolutno sigurna za ljude), tada će neki od protona promijeniti svoj magnetski moment u suprotan. A nakon isključivanja vanjskog magnetskog polja, oni će se vratiti u svoj prvobitni položaj, oslobađajući energiju u obliku elektromagnetskog zračenja, koje bilježi tomograf.

Orijentacija magnetski trenutaka jezgre A) V odsutnost b) na dostupnost vanjski magnetski polja

NMR učinak se može prikazati ne samo na protonima, već i na svim izotopima koji imaju spin različit od nule (tj. rotiraju u određenom smjeru), čija je pojavnost u prirodi (ili u ljudskom tijelu) prilično velika. Takvi izotopi uključuju 2H, 31P, 23Na, 14N, 13C, 19F i neke druge.

Povijest MRI

Godine 1937 godina Izidor Rabi, profesor na Sveučilištu Columbia, proučavao je zanimljiv fenomen u kojem su atomske jezgre uzoraka postavljenih u jako magnetsko polje apsorbirale radiofrekvencijsku energiju. Za ovo otkriće dobio je Nobelovu nagradu za fiziku 1944. godine.

Kasnije su dvije skupine fizičara iz Sjedinjenih Država, jednu predvodio Felix Bloch, drugi - Edward M. Purcell, po prvi put primio signale nuklearne magnetske rezonancije iz krutih tijela. Za ovo oboje 1952. godine dobio i Nobelovu nagradu za fiziku.

Godine 1989 Norman Foster Ramsay dobio Nobelovu nagradu za kemiju za svoju teoriju kemijskog pomaka koju je formulirao 1949. godine. Bit teorije je da se jezgra atoma može identificirati promjenom rezonantne frekvencije, a bilo koji molekularni sustav može se opisati njegovim apsorpcijskim spektrom. Ova je teorija postala osnova spektroskopije magnetske rezonancije. Između 1950. i 1970. NMR je korišten za kemijsku i fizikalnu molekularnu analizu u spektroskopiji.

Godine 1971 fizičar Raymond Damadian(SAD) otvorio je mogućnost korištenja NMR-a za otkrivanje tumora. Na štakorima je pokazao da je signal vodika iz malignih tkiva jači nego iz zdravih. Damadian i njegov tim proveli su 7 godina u dizajniranju i izgradnji prvog MRI skenera za medicinsko oslikavanje ljudskog tijela.

Dr. Damadian pokušava dobiti vlastitu MRI sliku

Godine 1972 kemičar Paul Christian Lauterbur(SAD) formulirao je principe snimanja nuklearne magnetske rezonancije, predlažući korištenje izmjeničnih gradijenata magnetskog polja za dobivanje dvodimenzionalne slike.

Godine 1975. Richard Ernst(Švicarska) predložio je korištenje faznog i frekvencijskog kodiranja i Fourierove transformacije u magnetskoj rezonanciji, metode koja se još uvijek koristi u MRI. Godine 1991. Richard Ernst je dobio Nobelovu nagradu za kemiju za svoja postignuća u području pulsne tomografije.

Godine 1976 Peter Mansfield(UK) predložio echo-planar imaging (EPI), najbržu tehniku ​​koja se temelji na ultra-brzom prebacivanju gradijenata magnetskog polja. Zahvaljujući tome, vrijeme za dobivanje slike smanjeno je s nekoliko sati na nekoliko desetaka minuta. Upravo je Peter Mansfield, zajedno s Paulom Lautenburom, dobio Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu 2003. godine za izum magnetske rezonancije. Inače, zanimljivo je da je praunuk Alfreda Nobela, Mikael Nobel, radio s Lautenburom na stvaranju metode MRI.

Tako, 3. srpnja 1977. godine, gotovo 5 sati nakon početka prvog testa, konačno su dobili prvu sliku isječka ljudskog tijela na prvom prototipu skenera magnetske rezonancije.

Prva MRI slika isječka ljudskog tijela. Primljeno 03.07.1977

Tomografski uređaj

MRI skener sastoji se od sljedećih blokova: magnet, gradijent, shimming i radiofrekvencijske zavojnice, sustav hlađenja, sustav za primanje, prijenos i obradu podataka, zaštitni sustav (vidi sliku)

Shema GOSPOD- tomograf

Magnet je najvažniji i najskuplji dio tomografa koji stvara jako, stabilno magnetsko polje. U MRI skeneru postoje različiti magneti: trajni, otporni, supravodljivi i hibridni.

U tomografu s permanentnim magnetom polje se stvara između dva pola izrađena od feromagnetskih materijala (feromagnetik je tvar koja ima magnetska svojstva u odsutnosti vanjskog magnetskog polja). Prednost ovakvog tomografa je što ne zahtijeva dodatnu struju niti hlađenje. Međutim, polje koje stvara ovaj tip tomografa ne prelazi 0,35 T u svojoj indukciji (Tesla, T je mjerna jedinica za jakost magnetskog polja. Mora se reći da je 0,35 T snažno magnetsko polje, 10 000 puta snažnije od magnetskog polja Zemlje). Nedostaci permanentnih tomografa su visoka cijena samog magneta i potpornih konstrukcija, kao i problemi s ravnomjernošću magnetskog polja.

U otpornim magnetima, polje se stvara prolaskom jake električne struje kroz žicu omotanu oko željezne jezgre. Snaga polja takvih MRI je otprilike malo veća - 0,6 Tesla. Ali ovi tomografi zahtijevaju dobro hlađenje i stalno napajanje kako bi održali jednolikost magnetskog polja.

Hibridni sustavi koriste i zavojnice s strujom i trajno magnetizirani materijal za stvaranje magnetskog polja.

Za stvaranje polja iznad 0,5 Tesla obično su potrebni supravodljivi magneti, koji su vrlo pouzdani i proizvode jednolika i vremenski stabilna polja. U takvom magnetu polje stvara struja u žici napravljenoj od supravodljivog materijala koji nema električni otpor na temperaturama blizu apsolutne nule (-273,15 °C). Supervodič prolazi električnu struju bez gubitaka. MRI obično koristi žicu od legure niobija i titana dugu nekoliko kilometara ugrađenu u bakrenu matricu. Ovaj sustav se hladi tekućim helijem. Više od 90% MRI skenera koji se danas proizvode su modeli sa supravodljivim magnetima.

Unutar magneta nalaze se gradijentne zavojnice, dizajniran za stvaranje malih promjena u glavnom magnetskom polju. Primijenjena u tri međusobno okomita smjera, gradijentna polja omogućuju vam da točno lokalizirate područje interesa u trodimenzionalnom prostoru.

Svjetlucava zavojnica je slabostrujna zavojnica koja stvara pomoćna magnetska polja kako bi kompenzirala nehomogenost glavnog magnetskog polja tomografa zbog kvarova na glavnom magnetu ili prisutnosti magnetiziranih objekata u istraživačkom polju.

Radio frekvencija (RF) zavojnica je jedna ili više petlji vodiča koji stvaraju magnetsko polje potrebno za okretanje spinova za 90° ili 180° i snimanje signala iz spinova unutar tijela.

Donedavno je u kliničkoj praksi gornja granica jakosti magnetskog polja bila 2 Tesla, no danas na tržište izlazi sedam Tesla tomografa.

Vrste MRI

Ovisno o dizajnu, MRI skeneri mogu biti otvoreni i zatvoreni. Prvi MRI skeneri bili su dizajnirani kao dugi, uski tuneli. MRI otvorenog dizajna imaju vodoravne ili okomite suprotne magnete i imaju više prostora oko pacijenta. Postoje sustavi za pregled bolesnika u uspravnom položaju.

MRI skener s uspravnim položajem pacijenta

MRI skener otvorenog tipa

MRI-skener zatvoreno tip

MRI difuzijskog tenzora. Ovom metodom se određuje smjer i tenzor (sila) difuzije molekula vode u tkivima: stanicama, žilama, živčanim vlaknima. Metoda ne zahtijeva upotrebu kontrastnog sredstva i stoga je apsolutno sigurna. Difuzijske karte izrađuju se na temelju podataka dobivenih tomografijom. Ova je metoda vrlo prikladna za proučavanje središnjeg živčanog sustava i omogućuje dobru vizualizaciju vodljivih struktura mozga. Tensor MRI se ponekad naziva traktografija.

Slika moždanih putova dobivena pomoću difuzijskog tenzora MRI

MR angiografija. Metoda vizualizacije krvnih žila temelji se na razlici između signala pokretnih protona u krvi i signala protona u okolnim nepokretnim tkivima.

MR angiografija krvnih žila glave

Funkcionalna MRI. Metoda se temelji na snimanju cirkulacije krvi aktivnih područja mozga. Ovoj metodi na portalu bit će posvećen poseban materijal.

MR spektroskopija. Metoda vam omogućuje određivanje prisutnosti određenih metabolita (laktata, kreatinina, N-acetilaspartata i mnogih drugih) u tkivima, organima i šupljinama, što vam omogućuje izvlačenje zaključaka o prisutnosti bolesti i njezinoj dinamici.

Primjene MRI

MRI vam omogućuje da vidite sve unutarnje organe osobe, a da ga ne ozlijedite. Visoka razlučivost i sigurnost čine MRI vrlo popularnom i obećavajućom metodom istraživanja u kliničkoj praksi, unatoč prilično visokoj cijeni.

Osim proučavanja velikih objekata - ljudi, životinja, postoje i drugi načini na koje istraživači mogu koristiti magnetsku rezonancu. Na primjer, MR mikroskopija. Za kemičare, fizičare i biologe, MR mikroskopija je možda najmoćniji alat za proučavanje tvari na molekularnoj razini. Moguće je lokalizirati magnetske jezgre u 3D volumenu, čime je moguće dobiti slike i promatrati objekte s rezolucijom koja doseže 10 -6 m.

NMR mikroskopija se već danas koristi za otkrivanje mikrodefekata na raznim objektima. Kemičarima metoda omogućuje prepoznavanje sastava složenih smjesa.

Izvori:

1. Hornak J.P. Osnove MRI. 2005. godine

2. Marusina M.Ya., Kaznacheeva A.O. Moderne vrste tomografije. Tutorial. - St. Petersburg: St. Petersburg State University ITMO, 2006. - 132 str.

3. McRobbie D. W. i sur. MRI od slike do protona. - Cambridge University Press, 2006.

4. http://www.fonar.com/nobel.htm

5. Aleksandar Grk. Brains to shine: Šarene misli. Popularna mehanika // 2008 - br. 2(64) - str. 54-58

6. http://www.bakuprightmri.com

7. http://mri-center.ru/mrt-otkritogo-tipa

8. Okolzin A.V. Spektroskopija magnetske rezonancije za vodik u karakteristikama tumora mozga // Onkologija. - 2007. - T. 8.

Daria Prokudina

Magnetska rezonancija(MRI) danas je uobičajen postupak i koriste ga bolnice diljem svijeta. MRI koristi jako magnetsko polje i radio valove za stvaranje slika tjelesnih organa i tkiva.

Pojava MRI-a je, bez pretjerivanja, revolucionarizirala medicinu. Od tada su liječnici i znanstvenici usavršili korištenje MRI-a ne samo za pomoć u medicinskim postupcima, već i za provođenje raznih studija.

Neke činjenice o MRI

• MRI je neinvazivna i bezbolna procedura.
• Za razliku od X-zraka i (CT), MRI ne koristi ionizirajuće zračenje koje je potencijalno opasno za pacijenta.
• 1973. godina smatra se godinom osnutka magnetske rezonancije.
• Magneti koji se koriste u MRI moraju se cijelo vrijeme hladiti na apsolutnu minimalnu temperaturu (−273,15°C).
• Tekući helij se tradicionalno koristi za hlađenje magneta.
• Vertikalni MRI uređaji stvoreni su za pacijente koji pate od klaustrofobije.
• Cijena MRI skenera počinje od 150 tisuća američkih dolara.

Što je magnetska rezonanca?

MRI koristi veliki magnet, radio valove i računalo za stvaranje detaljne slike presjeka pacijentovih unutarnjih organa i struktura.

Sam skener nalikuje velikoj cijevi sa stolom u sredini koji vam omogućuje da postavite pacijenta u tunel.

MRI skeniranje razlikuje se od CT skeniranja i X-zraka jer ne koristi ionizirajuće zračenje koje može biti potencijalno štetno za ljude.

Kako radi MRI uređaj?

MRI skener može se naći u većini bolnica i važan je alat za analizu tjelesnog tkiva.

MRI skener sastoji se od dva snažna magneta, koji su najkritičniji dio opreme.

Ljudsko tijelo većinom se sastoji od molekula vode, koje se sastoje od atoma vodika i kisika. U središtu svakog atoma nalazi se još manja čestica koja se naziva proton. Proton ima magnetski moment i osjetljiv je na magnetsko polje.

Obično su molekule vode u ljudskom tijelu raspoređene nasumično, ali kada uđu u MRI skener, magneti uzrokuju da se molekule vode u tijelu usmjere u jednom smjeru, sjevernom ili južnom.

Magnetsko polje se zatim uključuje i isključuje u nizu brzih impulsa, uzrokujući da svaki atom vodika preokrene svoj magnetski moment i zatim se vrati u svoj prvobitni položaj.

Naravno, pacijent ne može osjetiti te promjene, ali ih skener može detektirati i u suradnji s računalom napraviti detaljnu sliku presjeka. Dobivene podatke zatim tumači radiolog.

Za što se koristi MRI?

Pojava MRI predstavlja veliku prekretnicu za medicinu, liječnike i znanstvenike. Neinvazivnim instrumentom postalo je moguće temeljito proučavati unutrašnjost ljudskog tijela.

Dolje je samo nekoliko primjera kada se koristi MRI:

• Razni poremećaji u mozgu i leđnoj moždini
• Tumori, ciste i druge abnormalnosti u raznim dijelovima tijela
• Ozljede ili bolesti zglobova, poput bolova u leđima
• Neke vrste srčanih problema
• Bolesti jetre i drugih trbušnih organa
• Bol u zdjelici kod žena, poput fibroida ili endometrioze
• Sumnje na poremećaje maternice kod žena pri analizi uzroka moguće neplodnosti

Što se događa prije MRI skeniranja?

Nema potrebe za nikakvim pripremama prije MRI pretrage. Budući da MRI koristi magnete, vrlo je važno ukloniti sve metalne predmete: nakit, pribor. Oni mogu ometati rad MRI skenera.

Ponekad se pacijentu intravenski daje kontrastna tekućina. Ovo se radi kako bi se detaljnije pogledalo određeno tjelesno tkivo.

Kako skeniranje napreduje, radiolog će biti u kontaktu s vama i odgovoriti na sva pitanja o postupku.

Nakon što uđete u sobu za skeniranje, osoblje će vam pomoći da legnete kako biste bili stavljeni u skener. Pružatelji bi trebali težiti da pacijentu budu što udobniji osiguravanjem deka i jastuka kada je to potrebno. Čepići za uši ili slušalice bit će osigurani za blokiranje glasnih zvukova. Potonji su vrlo popularni među djecom, jer će glazba pomoći u prevladavanju svake tjeskobe.

Što se događa tijekom MRI skeniranja?

Kada je pacijent već unutar MRI skenera, stručnjak će s njim razgovarati putem posebnog interfona. Skeniranje neće započeti dok pacijent ne potvrdi da je spreman.

Izuzetno je važno ostati miran tijekom samog skeniranja. Svaki pokret može zamutiti rezultirajuću sliku, slično pokretu tijekom obične fotografije. Glasni zvukovi koje stvara skener potpuno su normalni.

Ako pacijent prijavi nelagodu tijekom snimanja, snimanje će se zaustaviti.

Što se događa nakon MRI skeniranja?

Nakon skeniranja, radiolog će pregledati slike kako bi utvrdio jesu li potrebne dodatne slike. Ako je specijalist zadovoljan rezultatima, tada pacijent može ići. Radiolog će zatim pripremiti kratko izvješće za liječnika koji će o rezultatima razgovarati s pacijentom.

Što je funkcionalna MRI?

Funkcionalna magnetska rezonancija koristi MRI tehnologiju za mjerenje aktivnosti mozga praćenjem protoka krvi u mozgu. To daje uvid u aktivnost neurona jer se protok krvi povećava u područjima gdje su neuroni aktivni.

Ova je tehnika revolucionirala mapiranje mozga, omogućujući stručnjacima da procijene funkcioniranje mozga i leđne moždine bez potrebe za invazivnim postupcima ili injekcijama lijekova. fMRI pomaže saznati više o funkcioniranju zdravog i bolesnog ili oštećenog mozga.

Funkcionalna MRI se također koristi u kliničkoj praksi jer, za razliku od standardne MRI, koja je korisna za otkrivanje strukturnih abnormalnosti u tkivu, može otkriti abnormalnu aktivnost u tim tkivima. Ako postoji, tada je moguće procijeniti rizike povezane s operacijom mozga i time pomoći kirurgu identificirati područja odgovorna za kritične funkcije: govor, pokret, osjećaje.

Funkcionalni MRI može se koristiti za određivanje učinaka tumora, moždanog udara, oštećenja mozga ili neurodegenerativnih bolesti kao što su.

Pitanja

Koliko dugo traje MRI skeniranje? Trajanje varira od 15 do 60 minuta, ovisno o tome koji se dio tijela analizira i koliko slika je potrebno. Ako nakon prvog skeniranja ustanovite da slike nisu dovoljno jasne, možda ćete morati odmah napraviti drugo skeniranje.

Je li moguće podvrgnuti se magnetskoj rezonanci s protezom? Iako skeniranje ne utječe na prisutnost aparatića, oni mogu iskriviti sliku. Prethodno se obratite svom liječniku ili radiologu. MRI može potrajati dulje ako su potrebne dodatne slike.

Je li moguće kretati se dok ste u tunelu MRI skenera? Ne. Bit će vam savjetovano da ostanete mirni tijekom skeniranja. Svaki pokret može zamutiti rezultirajuće slike. U slučajevima kada MRI skeniranje traje dugo, stručnjak može napraviti kratku pauzu i zatim završiti postupak.

U slučaju klaustrofobije, radiolog će odgovoriti na sva pitanja.

Patim od klaustrofobije, što da radim? O tome biste također trebali unaprijed razgovarati sa svojim liječnikom ili radiologom. Tada ćete biti u stalnom kontaktu tijekom cijelog postupka i pomoći će vam se nositi se s tjeskobom. Neke bolnice imaju otvorene skenere koji su posebno dizajnirani za pacijente koji pate od klaustrofobije.

Trebam li injekciju kontrasta prije MRI skeniranja? U nekim slučajevima koristi se kontrastno sredstvo ako stručnjak odluči da postoji potreba za povećanjem točnosti dijagnoze.

Je li moguće napraviti MRI tijekom trudnoće? Nažalost, ne postoji izravan odgovor na ovo pitanje. Morate obavijestiti svog liječnika o trudnoći prije snimanja. Do danas je bilo relativno malo studija o učincima MRI na trudnoću.

U 2014. godini objavljene su neke smjernice koje su dodatno rasvijetlile ovo pitanje. Preporuča se ograničiti MRI na prvo tromjesečje osim ako se dobiveni podaci smatraju klinički važnima. MRI skeniranja tijekom drugog i trećeg tromjesečja sigurna su pri Teslinim očitanjima od 3,0 i nižim (mjerna jedinica indukcije magnetskog polja).

Smjernice također kažu da nenamjerni MRI pregledi tijekom prvog tromjesečja nisu povezani s dugoročnim posljedicama i ne bi trebali biti razlog za zabrinutost.