كيف تعمل آلة التصوير بالرنين المغناطيسي لجراحة العظام

التصوير بالرنين المغناطيسي

MRI لتقف على التصوير بالرنين المغناطيسي . في الواقع ، فإن الاسم المناسب لهذه الدراسة هو صورة الرنين المغناطيسي النووي (NMRI) ، ولكن عندما تم تطوير هذه التقنية لاستخدامها في الرعاية الصحية ، فقد كان معنى كلمة "النووية" سلبيًا جدًا وتم استبعاده الاسم المقبول.

يعتمد التصوير بالرنين المغناطيسي على المبادئ الفيزيائية والكيميائية للرنين المغناطيسي النووي (NMR) ، وهي تقنية تستخدم لاكتساب معلومات حول طبيعة الجزيئات.

كيف يعمل التصوير بالرنين المغناطيسي

للبدء ، دعونا ننظر إلى أجزاء جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي. المكونات الأساسية الثلاثة لآلة التصوير بالرنين المغناطيسي هي:

المغناطيس الأساسي

إن مغناطيس دائم (مثل النوع الذي تستخدمه على باب الثلاجات) قوي بما يكفي لاستخدامه في التصوير بالرنين المغناطيسي سيكون مكلفًا للغاية ولا يمكن تخزينه.

والطريقة الأخرى لصنع مغناطيس هي لفائف الأسلاك الكهربائية وتشغيل تيار من خلال السلك. هذا يخلق مجال مغناطيسي داخل مركز الملف. من أجل إنشاء مجال مغناطيسي قوي بما يكفي لإجراء التصوير بالرنين المغناطيسي ، يجب ألا يكون لفائف الأسلاك مقاومة. لذلك يتم غسلها في الهيليوم السائل عند درجة حرارة 450 درجة فهرنهايت تحت الصفر!

هذا يسمح لفائف لتطوير الحقول المغناطيسية من 1.5 إلى 3 تسلا (قوة معظم التصوير بالرنين المغناطيسي الطبية) ، أكثر من 20،000 مرة أقوى من المجال المغناطيسي للأرض.

مغناطيس التدرج

هناك ثلاثة مغناطيسات أصغر داخل جهاز تصوير بالرنين المغناطيسي يسمى مغناطيس التدرج. هذه المغناطيسات أصغر بكثير من المغناطيس الأساسي (حوالي 1/1000) ، ولكنها تسمح بتغيير المجال المغناطيسي بدقة شديدة. هذه هي مغناطيس التدرج التي تسمح للصورة "شرائح" من الجسم المراد إنشاؤه. من خلال تغيير مغناطيس التدرج ، يمكن أن يكون المجال المغناطيسي محددًا بشكل محدد على جزء محدد من الجسم.

لفائف

يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي خصائص ذرات الهيدروجين للتمييز بين الأنسجة المختلفة داخل جسم الإنسان. يتكون جسم الإنسان بشكل أساسي من ذرات الهيدروجين (63٪) ، والعناصر المشتركة الأخرى هي الأكسجين (26٪) ، الكربون (9٪) ، النيتروجين (1٪) ، والكميات الصغيرة نسبياً من الفوسفور والكالسيوم والصوديوم. يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي خاصية ذرات تدعى "سبين" لتمييز الاختلافات بين الأنسجة مثل العضلات والدهون والأوتار.

مع وجود المريض في جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي والمغناطيس قيد التشغيل ، تميل نوى ذرات الهيدروجين إلى الدوران في أحد الاتجاهين. يمكن أن تنتقل نواة ذرة الهيدروجين هذه من اتجاه دورانها ، أو برأسها ، إلى الاتجاه المعاكس.

من أجل تدوير الاتجاه الآخر ، يرسل الملف ترددًا لاسلكيًا (RF) يسبب هذا الانتقال (تردد الطاقة المطلوب لجعل هذا الانتقال محددًا ، ويسمى تردد Larmour).

تشتق الإشارة المستخدمة في إنشاء صور التصوير بالرنين المغناطيسي من الطاقة المنطلقة من الجزيئات التي تنتقل أو تسبقها ، من الطاقة العالية إلى حالة الطاقة المنخفضة. يسمى هذا التبادل للطاقة بين حالات الدوران بالرنين ، وبالتالي اسم التصوير بالرنين المغنطيسي .

ضع كل شيء معا

يعمل الملف أيضًا للكشف عن الطاقة المنبعثة عن طريق الحث المغناطيسي من تحريك الذرات.

يقوم الكمبيوتر بتفسير البيانات وإنشاء صور تعرض خصائص الرنين المختلفة لأنواع مختلفة من الأنسجة. نحن نرى هذا كصورة ظلال رمادية - بعض أنسجة الجسم تظهر أغمق أو أخف ، كل ذلك يعتمد على العمليات المذكورة أعلاه.

سوف يُسأل المرضى الذين من المقرر أن يخضعوا للرنين المغناطيسي بعض الأسئلة المحددة من أجل تحديد ما إذا كان التصوير بالرنين المغناطيسي آمنًا لذلك المريض. بعض القضايا التي سيتم تناولها تشمل:

قد تكون الأشياء المعدنية الموجودة بالقرب من التصوير بالرنين المغناطيسي خطيرة. وفي عام 2001 ، قُتل صبي في السادسة من عمره عندما ضرب خزان الأكسجين الطفل. عندما تم تشغيل مغناطيس الرنين المغناطيسي ، تم امتصاص خزان الأكسجين في التصوير بالرنين المغناطيسي ، وضرب الطفل من قبل هذا الكائن الثقيل. وبسبب هذه المشكلة المحتملة ، فإن طاقم التصوير بالرنين المغناطيسي حريص للغاية على ضمان سلامة المرضى.

الضوضاء

غالبًا ما يشكو المرضى من ضجيج "تشابك" ناجم عن أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي. تأتي هذه الضوضاء من مغناطيس التدرج الذي تم وصفه مسبقًا. هذه المغناطيسات التدرجية صغيرة جدا بالمقارنة مع مغناطيس MRI الأساسي ، ولكنها مهمة في السماح بالتغييرات الدقيقة في المجال المغناطيسي على أفضل "رؤية" الجزء المناسب من الجسم.

الفضاء

بعض المرضى خانقون ولا يحبون الدخول إلى جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي . لحسن الحظ ، هناك العديد من الخيارات المتاحة.