MRI е неинвазивна технология за изображения, която създава триизмерни подробни анатомични изображения. Често се използва за откриване на заболявания, диагностика и наблюдение на лечението. Базира се на сложна технология, която възбужда и открива промяната в посоката на оста на въртене на протоните, открити във водата, която изгражда живите тъкани.
Как работи ЯМР?
MRIs използват мощни магнити, които произвеждат силно магнитно поле, което принуждава протоните в тялото да се изравнят с това поле. Когато радиочестотен ток преминава през пациента, протоните се стимулират и излизат от равновесие, напрягайки се срещу силата на магнитното поле. Когато радиочестотното поле е изключено, MRI сензорите са в състояние да открият енергията, освободена, когато протоните се подредят отново с магнитното поле. Времето, необходимо на протоните да се настроят отново с магнитното поле, както и количеството освободена енергия, се променя в зависимост от околната среда и химическата природа на молекулите. Лекарите могат да направят разликата между различните видове тъкани въз основа на тези магнитни свойства.
За да се получи изображение с ядрено-магнитен резонанс, пациентът се поставя в голям магнит и трябва да остане много неподвижен по време на процеса на изобразяване, за да не се замъгли изображението. Контрастни агенти (често съдържащи елемента гадолиний) могат да се дават на пациента интравенозно преди или по време на ЯМР, за да се увеличи скоростта, с която протоните се подреждат отново с магнитното поле. Колкото по-бързо се пренареждат протоните, толкова по-ярко е изображението.
Какви видове магнити използват ЯМР?
ЯМР системите използват три основни вида магнити:
-Резистивните магнити са направени от много намотки от тел, увити около цилиндър, през който преминава електрически ток. Това генерира магнитно поле. Когато електричеството се изключи, магнитното поле умира. Тези магнити са по-евтини за производство от свръхпроводящ магнит (вижте по-долу), но се нуждаят от огромни количества електричество, за да работят поради естественото съпротивление на жицата. Електричеството може да стане скъпо, когато са необходими магнити с по-висока мощност.
- Постоянният магнит е точно това -- постоянен. Магнитното поле е винаги там и винаги е с пълна сила. Следователно поддържането на полето не струва нищо. Основен недостатък е, че тези магнити са изключително тежки: понякога много, много тонове. Някои силни полета биха имали нужда от толкова тежки магнити, че биха били трудни за конструиране.
-Свръхпроводящите магнити са най-често използваните в ЯМР. Свръхпроводящите магнити са донякъде подобни на резистивните магнити - намотки от тел с преминаващ електрически ток създават магнитното поле. Важната разлика е, че в свръхпроводящия магнит жицата непрекъснато се къпе в течен хелий (при студени 452,4 градуса под нулата). Този почти невъобразим студ намалява съпротивлението на проводника до нула, което драматично намалява необходимостта от електричество за системата и я прави много по-икономична за работа.
Видове магнити
Дизайнът на ЯМР основно се определя от вида и формата на основния магнит, т.е. затворен, тунелен тип ЯМР или отворен ЯМР.
Най-често използваните магнити са свръхпроводящи електромагнити. Те се състоят от намотка, която е направена свръхпроводима чрез течно охлаждане с хелий. Те произвеждат силни, хомогенни магнитни полета, но са скъпи и изискват редовна поддръжка (а именно допълване на резервоара с хелий).
В случай на загуба на свръхпроводимост, електрическата енергия се разсейва като топлина. Това нагряване предизвиква бързо кипене на течния хелий, който се трансформира в много голям обем газообразен хелий (гасене). За да се предотвратят термични изгаряния и асфиксия, свръхпроводящите магнити имат системи за безопасност: тръби за евакуация на газове, наблюдение на процента на кислород и температура в помещението за ЯМР, отваряне на вратата навън (свръхналягане вътре в помещението).
Свръхпроводящите магнити работят непрекъснато. За да ограничи ограниченията при инсталиране на магнит, устройството има екранираща система, която е пасивна (метална) или активна (външна свръхпроводяща намотка, чието поле е противоположно на това на вътрешната намотка), за да намали силата на разсеяното поле.
ЯМР с ниско поле също използва:
-Резистивни електромагнити, които са по-евтини и по-лесни за поддръжка от свръхпроводящите магнити. Те са много по-малко мощни, използват повече енергия и изискват охладителна система.
-Постоянни магнити с различни формати, съставени от феромагнитни метални компоненти. Въпреки че имат предимството да са евтини и лесни за поддръжка, те са много тежки и слаби като интензитет.
За да се получи най-хомогенното магнитно поле, магнитът трябва да бъде фино настроен („отразяване“), или пасивно, като се използват подвижни парчета метал, или активно, като се използват малки електромагнитни намотки, разпределени в магнита.
Характеристики на главния магнит
Основните характеристики на магнита са:
-Тип (свръхпроводящи или резистивни електромагнити, постоянни магнити)
- Сила на създаденото поле, измерена в тесла (T). В настоящата клинична практика това варира от 0,2 до 3,0 T. В изследванията се използват магнити със сила от 7 T или дори 11 T и повече.
-Хомогенност
