MR, üç boyutlu ayrıntılı anatomik görüntüler üreten, invaziv olmayan bir görüntüleme teknolojisidir. Genellikle hastalık tespiti, tanı ve tedavi takibi için kullanılır. Canlı dokuları oluşturan suda bulunan protonların dönme ekseni yönündeki değişimi uyaran ve tespit eden gelişmiş teknolojiye dayanmaktadır.
MR nasıl çalışır?
MRI'lar, vücuttaki protonları bu alanla hizalanmaya zorlayan güçlü bir manyetik alan üreten güçlü mıknatıslar kullanır. Daha sonra hastaya bir radyofrekans akımı gönderildiğinde, protonlar uyarılır ve manyetik alanın çekişine karşı baskı yaparak dengeden çıkarlar. Radyofrekans alanı kapatıldığında, MRI sensörleri, protonların manyetik alanla yeniden hizalanmasıyla açığa çıkan enerjiyi tespit edebiliyor. Protonların manyetik alanla yeniden hizalanması için geçen süre ve açığa çıkan enerji miktarı, çevreye ve moleküllerin kimyasal yapısına bağlı olarak değişir. Doktorlar bu manyetik özelliklere dayanarak çeşitli doku türleri arasındaki farkı anlayabilirler.
MRI görüntüsü elde etmek için hasta büyük bir mıknatısın içine yerleştirilir ve görüntünün bulanıklaşmaması için görüntüleme işlemi sırasında çok hareketsiz kalması gerekir. Protonların manyetik alanla yeniden hizalanma hızını arttırmak için hastaya MRI öncesinde veya sırasında intravenöz olarak kontrast maddeler (genellikle Gadolinyum elementi içeren) verilebilir. Protonlar ne kadar hızlı yeniden hizalanırsa görüntü o kadar parlak olur.
MR'larda ne tür mıknatıslar kullanılır?
MRI sistemleri üç temel mıknatıs tipini kullanır:
- Dirençli mıknatıslar, içinden elektrik akımı geçen bir silindirin etrafına sarılmış çok sayıda tel bobinden yapılır. Bu bir manyetik alan oluşturur. Elektrik kesildiğinde manyetik alan ölür. Bu mıknatısların yapım maliyeti süper iletken mıknatıslara göre daha düşüktür (aşağıya bakın), ancak telin doğal direnci nedeniyle çalışmak için çok büyük miktarda elektriğe ihtiyaç vardır. Daha yüksek güçlü mıknatıslara ihtiyaç duyulduğunda elektrik pahalılaşabilir.
-Kalıcı bir mıknatıs tam da budur; kalıcı. Manyetik alan her zaman oradadır ve her zaman tam güçtedir. Bu nedenle alanın bakımının hiçbir maliyeti yoktur. En büyük dezavantajı bu mıknatısların son derece ağır olmasıdır: bazen çok, çok tonlarca. Bazı güçlü alanların, inşa edilmesi zor olacak kadar ağır mıknatıslara ihtiyacı olacaktır.
-Süper iletken mıknatıslar MRI'larda açık ara en yaygın kullanılanlardır. Süper iletken mıknatıslar dirençli mıknatıslara biraz benzer; geçen elektrik akımına sahip tel bobinler manyetik alanı oluşturur. Önemli fark, süper iletken bir mıknatısta telin sürekli olarak sıvı helyumla (sıfırın altında 452,4 derece soğukta) yıkanmasıdır. Bu neredeyse hayal bile edilemeyecek soğuk, telin direncini sıfıra düşürerek sistemin elektrik ihtiyacını önemli ölçüde azaltır ve sistemin çalışmasını çok daha ekonomik hale getirir.
Mıknatıs türleri
MRI'nin tasarımı esas olarak ana mıknatısın türü ve formatına göre belirlenir; yani kapalı, tünel tipi MRI veya açık MRI.
En yaygın kullanılan mıknatıslar süper iletken elektromıknatıslardır. Bunlar helyum sıvı soğutması ile süper iletken hale getirilmiş bir bobinden oluşur. Güçlü, homojen manyetik alanlar üretirler ancak pahalıdırlar ve düzenli bakım (yani helyum tankının doldurulması) gerektirirler.
Süperiletkenliğin kaybı durumunda elektrik enerjisi ısı olarak dağılır. Bu ısıtma, sıvı Helyumun hızlı bir şekilde kaynamasına neden olur ve bu da çok yüksek hacimde gaz halindeki Helyuma (söndürme) dönüşür. Termal yanıkları ve boğulmayı önlemek için süper iletken mıknatıslar güvenlik sistemlerine sahiptir: gaz tahliye boruları, MRI odası içindeki oksijen ve sıcaklık yüzdesinin izlenmesi, kapının dışarıya açılması (oda içindeki aşırı basınç).
Süper iletken mıknatıslar sürekli çalışır. Mıknatıs kurulum kısıtlamalarını sınırlamak için cihaz, kaçak alan gücünü azaltmak amacıyla pasif (metalik) veya aktif (alanı iç bobininkine karşı çıkan bir dış süper iletken bobin) olan bir koruma sistemine sahiptir.
Düşük alan MRI ayrıca şunları kullanır:
-Rezistif elektromıknatıslar, süperiletken mıknatıslara göre daha ucuz ve bakımı daha kolaydır. Bunlar çok daha az güçlüdür, daha fazla enerji kullanır ve bir soğutma sistemi gerektirir.
-Ferromanyetik metalik bileşenlerden oluşan, farklı formatlarda kalıcı mıknatıslar. Ucuz olma ve bakımı kolay olma avantajına sahip olmalarına rağmen çok ağır ve yoğunlukları zayıftır.
En homojen manyetik alanı elde etmek için, mıknatısın, hareketli metal parçaları kullanılarak pasif olarak veya mıknatısın içine dağıtılmış küçük elektromanyetik bobinler kullanılarak aktif olarak ince ayarlanması ("kaydırma") gerekir.
Ana mıknatısın özellikleri
Bir mıknatısın temel özellikleri şunlardır:
-Tip (süper iletken veya dirençli elektromıknatıslar, kalıcı mıknatıslar)
- Üretilen alanın gücü, Tesla (T) cinsinden ölçülür. Mevcut klinik uygulamada bu 0,2 ila 3,0 T arasında değişmektedir. Araştırmalarda 7 T, hatta 11 T ve üzeri güce sahip mıknatıslar kullanılmaktadır.
-Homojenlik
