МРИ је неинвазивна технологија снимања која производи тродимензионалне детаљне анатомске слике. Често се користи за откривање болести, дијагнозу и праћење лечења. Заснован је на софистицираној технологији која побуђује и детектује промену смера ротационе осе протона који се налазе у води која чини жива ткива.
Како ради МРИ?
МРИ користе моћне магнете који производе јако магнетно поље које присиљава протоне у телу да се поравнају са тим пољем. Када се радиофреквентна струја тада пулсира кроз пацијента, протони се стимулишу и окрећу се из равнотеже, напрежући се против привлачења магнетног поља. Када је радиофреквентно поље искључено, МРИ сензори су у стању да детектују енергију која се ослобађа када се протони поравнавају са магнетним пољем. Време које је потребно протонима да се поравнају са магнетним пољем, као и количина ослобођене енергије, мења се у зависности од средине и хемијске природе молекула. Лекари су у стању да разликују различите типове ткива на основу ових магнетних својстава.
Да би се добио МРИ снимак, пацијент се ставља у велики магнет и мора остати веома миран током процеса снимања како не би замаглио слику. Контрастни агенси (који често садрже елемент гадолинијум) могу се дати пацијенту интравенозно пре или током МРИ да би се повећала брзина којом се протони усклађују са магнетним пољем. Што се протони брже поравнавају, слика је светлија.
Које врсте магнета користе МРИ?
МРИ системи користе три основна типа магнета:
- Отпорни магнети су направљени од многих намотаја жице омотаних око цилиндра кроз који се пропушта електрична струја. Ово генерише магнетно поље. Када се струја искључи, магнетно поље умире. Ови магнети су јефтинији за израду од суправодљивих магнета (види доле), али им је за рад потребна велика количина електричне енергије због природног отпора жице. Струја може постати скупа када су потребни магнети веће снаге.
-Трајни магнет је управо то -- постојан. Магнетно поље је увек ту и увек у пуној снази. Дакле, одржавање терена не кошта ништа. Главни недостатак је што су ови магнети изузетно тешки: понекад много, много тона. Неким јаким пољима би били потребни магнети толико тешки да би их било тешко конструисати.
-Суперпроводљиви магнети су далеко најчешће коришћени у МРИ. Суперпроводни магнети су донекле слични отпорним магнетима - намотаји жице са пролазном електричном струјом стварају магнетно поље. Важна разлика је у томе што се у суправодљивом магнету жица непрестано купа у течном хелијуму (на хладних 452,4 степена испод нуле). Ова скоро незамислива хладноћа смањује отпор жице на нулу, драматично смањујући потребу за електричном енергијом за систем и чинећи га много економичнијим за рад.
Врсте магнета
Дизајн МРИ је у суштини одређен типом и форматом главног магнета, односно затвореним, тунелским МРИ или отвореним МРИ.
Најчешће коришћени магнети су суперпроводни електромагнети. Они се састоје од завојнице која је учињена суперпроводљивом хлађењем течним хелијумом. Они производе јака, хомогена магнетна поља, али су скупи и захтевају редовно одржавање (наиме допуњавање резервоара за хелијум).
У случају губитка суперпроводљивости, електрична енергија се расипа као топлота. Ово загревање изазива брзо кључање течног хелијума који се трансформише у веома велику запремину гасовитог хелијума (гашење). Да би се спречиле термичке опекотине и гушење, суперпроводни магнети имају сигурносне системе: цеви за евакуацију гаса, праћење процента кисеоника и температуре у просторији за магнетну резонанцу, отварање врата према споља (надпритисак у просторији).
Суперпроводни магнети функционишу непрекидно. Да би се ограничила ограничења за инсталацију магнета, уређај има систем заштите који је или пасиван (метални) или активан (спољни суперпроводни калем чије је поље супротно пољу унутрашњег намотаја) да би се смањила јачина лутајућег поља.
МРИ ниског поља такође користи:
- Отпорни електромагнети, који су јефтинији и лакши за одржавање од суперпроводних магнета. Они су далеко мање моћни, троше више енергије и захтевају систем хлађења.
-Трајни магнети, различитих формата, састављени од феромагнетних металних компоненти. Иако имају предност што су јефтини и лаки за одржавање, веома су тешки и слабог интензитета.
Да би се постигло најхомогеније магнетно поље, магнет мора бити фино подешен („шимминг“), било пасивно, користећи покретне комаде метала, или активно, користећи мале електромагнетне калемове распоређене унутар магнета.
Карактеристике главног магнета
Главне карактеристике магнета су:
-Тип (суперпроводни или отпорни електромагнети, трајни магнети)
-Јачина произведеног поља, мерена у Тесли (Т). У тренутној клиничкој пракси, то варира од 0,2 до 3,0 Т. У истраживањима се користе магнети јачине од 7 Т или чак 11 Т и више.
-Хомогеност
