Làm thế nào một máy MRI hoạt động cho khoa chỉnh hình

Chụp cộng hưởng từ

MRI là viết tắt của hình ảnh cộng hưởng từ . Trong thực tế, tên riêng của nghiên cứu này là một hình ảnh cộng hưởng từ hạt nhân (NMRI), nhưng khi kỹ thuật này được phát triển để sử dụng trong chăm sóc sức khỏe, ý nghĩa của từ "hạt nhân" được cho là quá tiêu cực và bị loại bỏ tên được chấp nhận.

MRI dựa trên các nguyên lý vật lý và hóa học của cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), một kỹ thuật được sử dụng để thu thập thông tin về bản chất của các phân tử.

MRI hoạt động như thế nào

Để bắt đầu, chúng ta hãy nhìn vào các bộ phận của máy MRI. Ba thành phần cơ bản của máy MRI là:

Magnet chính

Một nam châm vĩnh cửu (giống như loại bạn sử dụng trên cửa tủ lạnh) đủ mạnh để sử dụng trong MRI sẽ quá tốn kém để sản xuất và quá cồng kềnh để cất giữ.

Cách khác để tạo ra nam châm là cuộn dây điện và chạy dòng điện qua dây. Điều này tạo ra một từ trường trong tâm của cuộn dây. Để tạo ra từ trường đủ mạnh để thực hiện MRI, các cuộn dây phải không có điện trở; do đó chúng được tắm trong dung dịch heli lỏng ở nhiệt độ 450 độ F dưới không!

Điều này cho phép các cuộn dây phát triển từ trường 1,5 đến 3 Tesla (sức mạnh của hầu hết các MRI y tế), mạnh hơn 20.000 lần so với từ trường của trái đất.

Các nam châm Gradient

Có ba nam châm nhỏ hơn trong một máy MRI được gọi là nam châm gradient. Các nam châm này nhỏ hơn nhiều so với nam châm chính (khoảng 1/1000 là mạnh), nhưng chúng cho phép từ trường bị thay đổi rất chính xác. Đó là những nam châm gradient cho phép hình ảnh "lát" của cơ thể được tạo ra. Bằng cách thay đổi các nam châm gradient, từ trường có thể được tập trung đặc biệt vào một phần được chọn của cơ thể.

Cuộn dây

MRI sử dụng các thuộc tính của nguyên tử hydro để phân biệt giữa các mô khác nhau trong cơ thể con người. Cơ thể con người được cấu tạo chủ yếu từ nguyên tử hydro (63%), các nguyên tố phổ biến khác là oxy (26%), cacbon (9%), nitơ (1%) và một lượng tương đối nhỏ của phốt pho, canxi và natri. MRI sử dụng một tài sản của các nguyên tử gọi là "spin" để phân biệt sự khác nhau giữa các mô như cơ, mỡ và gân.

Với một bệnh nhân trong một máy MRI và nam châm bật, hạt nhân của các nguyên tử hydro có xu hướng quay theo một trong hai hướng. Các hạt nhân nguyên tử hydro này có thể chuyển đổi hướng quay của chúng, hoặc precess, sang hướng đối diện.

Để quay theo hướng khác, cuộn dây phát ra một tần số vô tuyến (RF) gây ra sự chuyển đổi này (tần số năng lượng cần thiết để thực hiện quá trình chuyển đổi này là cụ thể và được gọi là Tần số Larmour).

Tín hiệu được sử dụng trong việc tạo ra hình ảnh MRI có nguồn gốc từ năng lượng được giải phóng bởi các phân tử chuyển đổi hoặc precessing, từ năng lượng cao của họ đến trạng thái năng lượng thấp của chúng. Sự trao đổi năng lượng giữa các trạng thái spin này được gọi là sự cộng hưởng, và do đó là hình ảnh cộng hưởng từ tính .

Để tất cả chúng cùng nhau

Cuộn cảm này cũng có chức năng phát hiện năng lượng phát ra từ cảm ứng từ tính từ nguyên tử của các nguyên tử.

Một máy tính diễn giải dữ liệu và tạo ra hình ảnh hiển thị các đặc điểm cộng hưởng khác nhau của các loại mô khác nhau. Chúng ta thấy điều này như là một hình ảnh của sắc thái của màu xám - một số mô cơ thể hiển thị tối hơn hoặc nhẹ hơn, tất cả tùy thuộc vào các quy trình trên.

Bệnh nhân được lên kế hoạch để trải qua một MRI sẽ được hỏi một số câu hỏi cụ thể để xác định xem MRI là an toàn cho bệnh nhân đó. Một số vấn đề sẽ được giải quyết bao gồm:

Các vật kim loại trong vùng lân cận của MRI có thể nguy hiểm. Năm 2001, một cậu bé sáu tuổi bị giết khi một bình oxy đánh vào đứa trẻ. Khi nam châm MRI được bật, bình oxy bị hút vào MRI, và đứa trẻ bị vật nặng này tấn công. Vì vấn đề này, nhân viên MRI rất cẩn thận trong việc đảm bảo an toàn cho bệnh nhân.

Tiếng ồn

Bệnh nhân thường phàn nàn về tiếng ồn 'kêu vang' do máy MRI gây ra. Tiếng ồn này đến từ các nam châm gradient được mô tả trước đây. Những nam châm gradient này thực sự khá nhỏ so với nam châm MRI chính, nhưng chúng rất quan trọng trong việc cho phép những thay đổi tinh tế trong từ trường để tốt nhất 'thấy' phần thích hợp của cơ thể.

Vũ trụ

Một số bệnh nhân bị ngột ngạt và không thích dùng máy MRI . May mắn thay, có một số tùy chọn có sẵn.