Съдържание
- Как работи ЯМР
- Първичният магнит
- Градиентните магнити
- Намотката
- Събиране на всичко заедно
- Шумът
- Пространството
ЯМР се основава на физическите и химичните принципи на ядрено-магнитния резонанс (ЯМР), техника, използвана за получаване на информация за същността на молекулите.
Как работи ЯМР
За начало нека разгледаме частите на ЯМР машината. Трите основни компонента на ЯМР машината са:
- Първичният магнит
- Най-голямата част от ЯМР е първичен магнит. Разработването на магнитно поле с достатъчна сила за създаване на ядрено-магнитен резонанс беше ранно препятствие за преодоляване в развитието на тази технология.
- Градиентните магнити
- The градиентни магнити са частта за „фина настройка“ на машината за ЯМР. Те позволяват на ЯМР да се фокусира върху определена част от тялото. Магнитите с градиент също са отговорни за "шумоленето" при ЯМР.
- Намотката
- До частта на тялото, която се изобразява, е намотката. Има бобини, направени за раменете, коленете и други части на тялото. Намотката ще излъчва радиочестота, която прави възможно ЯМР.
Първичният магнит
Постоянен магнит (като този, който използвате на вратата на вашия хладилник), достатъчно мощен, за да се използва при ЯМР, би бил твърде скъп за производство и твърде тромав за съхранение. Другият начин да направите магнит е да навиете електрически проводник и да прокарате ток през проводника. Това създава магнитно поле в центъра на намотката. За да се създаде достатъчно силно магнитно поле за извършване на ЯМР, жичните намотки не трябва да имат съпротивление; следователно те се къпят в течен хелий при температура 450 градуса по Фаренхайт под нулата! Това позволява на намотките да развият магнитни полета от 1,5 до 3 Тесла (силата на повечето медицински ЯМР), над 20 000 пъти по-силни от земното магнитно поле.
Градиентните магнити
В ЯМР машината има три по-малки магнита, наречени градиентни магнити. Тези магнити са много по-малки от първичния магнит (около 1/1000 толкова силни), но позволяват магнитното поле да се променя много точно. Именно тези градиентни магнити позволяват да се създават "резени" на изображението на тялото. Чрез промяна на градиентните магнити, магнитното поле може да бъде фокусирано конкретно върху избрана част от тялото.
Намотката
ЯМР използва свойства на водородните атоми, за да прави разлика между различни тъкани в човешкото тяло. Човешкото тяло се състои предимно от водородни атоми (63%), други общи елементи са кислород (26%), въглерод (9%), азот (1%) и относително малки количества фосфор, калций и натрий. ЯМР използва свойство на атомите, наречено "спин", за да различи разликите между тъканите като мускули, мазнини и сухожилия.
При пациент в ЯМР машина и включен магнит, ядрата на водородните атоми са склонни да се въртят в една от двете посоки. Тези ядра на водородни атоми могат да прехвърлят своята спинова ориентация или прецесия в противоположната ориентация. За да завъртите другата посока, намотката излъчва радиочестота (RF), която причинява този преход (честотата на енергията, необходима за осъществяването на този преход, е специфична и се нарича Larmour Frequency).
Сигналът, който се използва при създаването на ядрено-магнитен резонанс, се извлича от енергията, освободена от молекули, преминаващи или прецесиращи, от тяхното високоенергийно към тяхното ниско енергийно състояние. Този обмен на енергия между спинови състояния се нарича резонанс и следователно името магнитен резонанс.
Събиране на всичко заедно
Намотката също така функционира за откриване на енергията, отделяна от магнитна индукция от предварителната обработка на атомите. Компютър интерпретира данните и създава изображения, които показват различните резонансни характеристики на различните видове тъкани. Виждаме това като изображение на нюанси на сивото - някои телесни тъкани изглеждат по-тъмни или по-светли, всичко зависи от горните процеси.
На пациентите, на които е предвидено да се подложат на ЯМР, ще бъдат зададени някои специфични въпроси, за да се определи дали ЯМР е безопасно за този пациент. Някои от въпросите, които ще бъдат разгледани, включват:
- Метал в тялото
- Пациентите с метални импланти в тялото трябва да предупредят персонала на ЯМР, преди да се подложат на ЯМР тест. Някои метални импланти са съвместими с ЯМР, включително повечето ортопедични импланти. Някои импланти обаче не позволяват на пациентите да имат MRI, като например клинове за аневризма в мозъка и метални очни импланти.
- Имплантирани устройства
- Пациентите с пейсмейкъри или вътрешни дефибрилатори трябва да предупреждават персонала на ЯМР, тъй като тези устройства предотвратяват използването на ЯМР тест.
- Дрехи / бижута
- Всички метални дрехи или бижута трябва да бъдат свалени преди да се подложите на изследване с ЯМР.
Металните предмети в близост до ЯМР могат да бъдат опасни. През 2001 г. шестгодишно момче беше убито, когато кислороден резервоар удари детето. Когато магнитен резонансът беше включен, кислородният резервоар беше засмукан в магнитен резонанс и детето беше ударено от този тежък предмет. Поради този потенциален проблем персоналът на ЯМР е изключително внимателен при осигуряването на безопасността на пациентите.
Шумът
Пациентите често се оплакват от „шумен“ шум, причинен от ЯМР машини. Този шум идва от градиентните магнити, които бяха описани по-рано. Тези градиентни магнити всъщност са доста малки в сравнение с първичния магнит за ядрено-магнитен резонанс, но те са важни за позволяването на фини промени в магнитното поле, за да „видят“ най-добре съответната част на тялото.
Пространството
Някои пациенти са клаустрофобични и не обичат да влизат в ЯМР апарат. За щастие има няколко налични опции.
- ЯМР за крайност
- Новите ЯМР не изискват да лежите в тръба. По-скоро пациентите с ЯМР на коляното, глезена, стъпалото, лакътя или китката могат просто да поставят тази част от тялото в ЯМР машината. Този тип машина не работи за ЯМР на раменете, гръбначния стълб, бедрата или таза.
- Отворете ЯМР
- Отворените ЯМР имаха значителни проблеми с качеството, но технологията за изображения се подобри доста през последните няколко години. Докато затворените ЯМР все още са предпочитани от много лекари, отвореният ЯМР може да бъде подходяща алтернатива.
- Седация
- Някои пациенти имат проблеми да седят неподвижно в продължение на 45 минути, необходими за завършване на ЯМР, особено с шумоленето. Поради това може да е подходящо да вземете лекарство за отпускане преди провеждането на ЯМР изследване. Обсъдете това с Вашия лекар преди да планирате изследването на ЯМР.