วิธีการทำงานของเครื่อง MRI สำหรับศัลยกรรมกระดูก

การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

MRI ย่อมาจากการ ถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในความเป็นจริงชื่อที่เหมาะสมสำหรับการศึกษาครั้งนี้เป็น ภาพสะท้อนนิวเคลียร์แม่เหล็ก (NMRI) แต่เมื่อเทคนิคนี้ได้รับการพัฒนาเพื่อใช้ในการดูแลสุขภาพความหมายแฝงของคำว่า "นิวเคลียร์" รู้สึกว่าเป็นเชิงลบมากเกินไปและถูกปล่อยออกจาก ชื่อที่ยอมรับ

MRI เป็นไปตามหลักการทางกายภาพและทางเคมีของ NMR ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้เพื่อหาข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะของโมเลกุล

วิธี MRI ทำงานอย่างไร

ในการเริ่มต้นให้ดูที่ส่วนต่างๆของเครื่อง MRI ส่วนประกอบพื้นฐานสามอย่างของเครื่อง MRI ได้แก่

แม่เหล็กประถม

แม่เหล็กถาวร (เช่นชนิดที่คุณใช้กับประตูตู้เย็น) มีพลังมากพอที่จะใช้ใน MRI จะมีราคาแพงเกินไปในการผลิตและยุ่งยากเกินไปในการจัดเก็บ

อีกวิธีหนึ่งในการสร้างแม่เหล็กคือขดลวดไฟฟ้าและไหลผ่านสายไฟ นี้จะสร้างสนามแม่เหล็กอยู่ภายในศูนย์กลางของขดลวด ในการสร้างสนามแม่เหล็กที่แรงพอที่จะทำการ MRI ขดลวดต้องไม่มีความต้านทาน ดังนั้นพวกเขาจึงอาบน้ำในฮีเลียมเหลวที่อุณหภูมิ 450 องศาฟาเรนไฮต์ต่ำกว่าศูนย์!

ซึ่งจะช่วยให้ขดลวดสามารถพัฒนาสนามแม่เหล็กของเทสลาได้ 1.5 ถึง 3 (ความแรงของ MRI ทางการแพทย์ส่วนใหญ่) มากกว่าสนามแม่เหล็กของโลกถึง 20,000 เท่า

The Gradient Magnets

มีแม่เหล็กเล็ก ๆ สามตัวอยู่ภายในเครื่อง MRI ที่เรียกว่าแม่เหล็กลาด (Gradient Magnet) แม่เหล็กเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่าแม่เหล็กหลัก (ประมาณ 1/1000 เท่า) แต่ให้สนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงอย่างแม่นยำ เป็นแม่เหล็กไล่ระดับสีเหล่านี้ที่อนุญาตให้มีการสร้าง "ชิ้น" ภาพของร่างกาย สนามแม่เหล็กสามารถเน้นเฉพาะส่วนที่เลือกของร่างกายได้โดยการเปลี่ยนแม่เหล็กไล่ระดับ

ม้วน

MRI ใช้สมบัติของอะตอมไฮโดรเจนเพื่อแยกแยะระหว่างเนื้อเยื่อต่าง ๆ ภายในร่างกายมนุษย์ ร่างกายมนุษย์ประกอบไปด้วยอะตอมของไฮโดรเจน (63%) ธาตุอื่น ๆ ได้แก่ ออกซิเจน (26%) คาร์บอน (9%) ไนโตรเจน (1%) และฟอสฟอรัสแคลเซียมและโซเดียมค่อนข้างน้อย MRI ใช้สมบัติของอะตอมที่เรียกว่า "spin" เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างเนื้อเยื่อต่างๆเช่นกล้ามเนื้อไขมันและเอ็น

เมื่อผู้ป่วยอยู่ในเครื่อง MRI และแม่เหล็กเปิดอยู่นิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนมีแนวโน้มที่จะหมุนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง นิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนเหล่านี้สามารถเปลี่ยนการหมุนของพวกเขาปฐมนิเทศหรือ precess เพื่อวางแนวตรงข้าม

เพื่อหมุนทิศทางอื่น ขดลวด จะปล่อยความถี่คลื่นวิทยุ (RF) ที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ (ความถี่ของพลังงานที่ต้องการเพื่อให้การเปลี่ยนแปลงนี้เป็นไปอย่างเฉพาะเจาะจงและเรียกว่า Larmour Frequency)

สัญญาณที่ใช้ในการสร้างภาพ MRI มาจากพลังงานที่ปล่อยออกมาจากโมเลกุลการเปลี่ยนหรือการแปรรูปจากพลังงานสูงไปเป็นสถานะพลังงานต่ำ การแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างรัฐสปินนี้เรียกว่าการเรโซแนนซ์และทำให้เกิดการ ถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ชื่อ

วางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน

ขดลวดยังทำหน้าที่ในการตรวจจับพลังงานที่ให้ออกโดยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจากการสั่งงานล่วงหน้าของอะตอม

คอมพิวเตอร์ตีความข้อมูลและสร้างภาพที่แสดงลักษณะการสะท้อนของเนื้อเยื่อต่างๆ เราเห็นภาพนี้เป็นภาพของเฉดสีเทา - เนื้อเยื่อบางส่วนของร่างกายมีสีเข้มขึ้นหรือเบาขึ้นอยู่กับกระบวนการข้างต้น

ผู้ป่วยที่กำหนดให้รับ MRI จะถูกถามคำถามบางอย่างเพื่อตรวจสอบว่า MRI ปลอดภัยสำหรับผู้ป่วยรายนั้นหรือไม่ บางประเด็นที่จะกล่าวถึง ได้แก่ :

วัตถุโลหะใกล้กับ MRI อาจเป็นอันตรายได้ ในปีพ. ศ. 2544 เด็กชายวัย 6 ขวบเสียชีวิตเมื่อถังออกซิเจนพุ่งเข้าสู่เด็ก เมื่อเปิดเครื่อง MRI ถังออกซิเจนถูกดูดเข้าไปใน MRI และเด็ก ๆ ก็โดนวัตถุหนักตัวนี้ เนื่องจากปัญหาที่อาจเกิดขึ้นนี้เจ้าหน้าที่ MRI จึงต้องระมัดระวังอย่างมากในการสร้างความมั่นใจในความปลอดภัยของผู้ป่วย

เสียงดัง

ผู้ป่วยมักจะบ่นเรื่องเสียงดังที่เกิดจากเครื่อง MRI เสียงดังมาจากแม่เหล็กไล่ระดับสีที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ แม่เหล็กไล่ระดับเหล่านี้มีขนาดค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับแม่เหล็กไฟฟ้าหลักของ MRI แต่มีความสำคัญในการปรับเปลี่ยนสนามแม่เหล็กให้มีลักษณะที่ดีที่สุดเพื่อดูส่วนที่เหมาะสมของร่างกาย

พื้นที่

ผู้ป่วยบางรายเป็นโรคประจำตัวและไม่ชอบการได้รับ เครื่อง MRI โชคดีที่มีตัวเลือกหลายตัวให้เลือก