MRI je neinvazivna tehnologija slikanja, ki proizvaja tridimenzionalne podrobne anatomske slike. Pogosto se uporablja za odkrivanje bolezni, diagnozo in spremljanje zdravljenja. Temelji na sofisticirani tehnologiji, ki vzbuja in zaznava spremembo smeri vrtilne osi protonov v vodi, ki tvori živa tkiva.
Kako deluje MRI?
MRI uporabljajo močne magnete, ki proizvajajo močno magnetno polje, ki prisili protone v telesu, da se uskladijo s tem poljem. Ko radiofrekvenčni tok teče skozi pacienta, se protoni stimulirajo in zavrtijo iz ravnotežja ter delujejo proti vlečni sili magnetnega polja. Ko je radiofrekvenčno polje izklopljeno, lahko senzorji MRI zaznajo energijo, ki se sprošča, ko se protoni poravnajo z magnetnim poljem. Čas, ki je potreben, da se protoni ponovno uskladijo z magnetnim poljem, kot tudi količina sproščene energije se spreminjata glede na okolje in kemijsko naravo molekul. Zdravniki lahko na podlagi teh magnetnih lastnosti ugotovijo razliko med različnimi vrstami tkiv.
Za pridobitev slike MRI je pacient postavljen v velik magnet in mora med postopkom slikanja ostati zelo miren, da ne zamegli slike. Kontrastna sredstva (pogosto vsebujejo element gadolinij) se lahko bolniku dajo intravensko pred ali med MRI, da se poveča hitrost, pri kateri se protoni poravnajo z magnetnim poljem. Hitreje ko se protoni poravnajo, svetlejša je slika.
Katere vrste magnetov uporabljajo MRI?
Sistemi MRI uporabljajo tri osnovne vrste magnetov:
-Uporovni magneti so narejeni iz številnih tuljav žice, ovitih okoli valja, skozi katerega teče električni tok. To ustvarja magnetno polje. Ko je elektrika izklopljena, magnetno polje umre. Izdelava teh magnetov je nižja kot izdelava superprevodnega magneta (glejte spodaj), vendar za delovanje potrebujejo ogromne količine električne energije zaradi naravnega upora žice. Električna energija je lahko draga, če so potrebni magneti z večjo močjo.
- Trajni magnet je prav to -- trajen. Magnetno polje je vedno tam in vedno na polni moči. Zato vzdrževanje igrišča ne stane nič. Velika pomanjkljivost je, da so ti magneti izjemno težki: včasih veliko, veliko ton. Nekatera močna polja bi potrebovala tako težke magnete, da bi jih bilo težko sestaviti.
-Superprevodni magneti so daleč najpogosteje uporabljeni pri MRI. Superprevodni magneti so nekoliko podobni uporovnim magnetom - tuljave žice s prehajajočim električnim tokom ustvarjajo magnetno polje. Pomembna razlika je v tem, da se v superprevodnem magnetu žica nenehno kopa v tekočem heliju (pri hladnih 452,4 stopinjah pod ničlo). Ta skoraj nepredstavljiv mraz zmanjša odpornost žice na nič, s čimer dramatično zmanjša porabo električne energije za sistem in naredi njegovo delovanje veliko bolj ekonomično.
Vrste magnetov
Zasnova MRI je v bistvu določena z vrsto in formatom glavnega magneta, tj. zaprtega, tunelskega ali odprtega MRI.
Najpogosteje uporabljeni magneti so superprevodni elektromagneti. Ti so sestavljeni iz tuljave, ki je postala superprevodna s hlajenjem s tekočino s helijem. Proizvajajo močna, homogena magnetna polja, vendar so dragi in zahtevajo redno vzdrževanje (namreč dolivanje posode s helijem).
V primeru izgube superprevodnosti se električna energija razprši kot toplota. To segrevanje povzroči hitro vretje tekočega helija, ki se pretvori v zelo velik volumen plinastega helija (gašenje). Za preprečevanje toplotnih opeklin in asfiksije imajo superprevodni magneti varnostne sisteme: cevi za odvajanje plinov, spremljanje deleža kisika in temperature v prostoru za MRI, odpiranje vrat navzven (nadtlak v prostoru).
Superprevodni magneti delujejo neprekinjeno. Za omejitev omejitev pri namestitvi magneta ima naprava zaščitni sistem, ki je pasiven (kovinski) ali aktiven (zunanja superprevodna tuljava, katere polje je v nasprotju s poljem notranje tuljave), da se zmanjša jakost razpršenega polja.
MRI z nizkim poljem uporablja tudi:
-Uporovni elektromagneti, ki so cenejši in lažji za vzdrževanje kot superprevodni magneti. Ti so veliko manj zmogljivi, porabijo več energije in zahtevajo hladilni sistem.
-Trajni magneti, različnih formatov, sestavljeni iz feromagnetnih kovinskih komponent. Čeprav imajo to prednost, da so poceni in enostavni za vzdrževanje, so zelo težki in šibki.
Da bi dobili najbolj homogeno magnetno polje, je treba magnet fino nastaviti (»šimirati«), bodisi pasivno, z uporabo premičnih kosov kovine, bodisi aktivno, z uporabo majhnih elektromagnetnih tuljav, porazdeljenih znotraj magneta.
Značilnosti glavnega magneta
Glavne značilnosti magneta so:
-Tip (superprevodni ali uporovni elektromagneti, trajni magneti)
- Moč proizvedenega polja, merjena v teslah (T). V trenutni klinični praksi se ta giblje od 0,2 do 3,0 T. V raziskavah se uporabljajo magneti z jakostjo 7 T ali celo 11 T in več.
-Homogenost
