MRI je neinvazivna tehnologija snimanja koja proizvodi trodimenzionalne detaljne anatomske slike. Često se koristi za otkrivanje bolesti, dijagnozu i praćenje liječenja. Zasnovan je na sofisticiranoj tehnologiji koja pobuđuje i detektuje promjenu smjera rotacijske ose protona koji se nalaze u vodi koja čini živa tkiva.
Kako radi MRI?
MRI koriste snažne magnete koji proizvode jako magnetno polje koje prisiljava protone u tijelu da se usklade s tim poljem. Kada se radiofrekventna struja tada pulsira kroz pacijenta, protoni se stimulišu i okreću se iz ravnoteže, naprežući se protiv privlačenja magnetnog polja. Kada je radiofrekventno polje isključeno, MRI senzori mogu detektovati energiju koja se oslobađa kada se protoni poravnavaju sa magnetnim poljem. Vrijeme koje je potrebno protonima da se poravnaju s magnetnim poljem, kao i količina oslobođene energije, mijenja se ovisno o okolišu i kemijskoj prirodi molekula. Lekari su u stanju da razlikuju različite tipove tkiva na osnovu ovih magnetnih svojstava.
Za dobijanje MRI slike, pacijent se stavlja u veliki magnet i mora ostati veoma miran tokom procesa snimanja kako ne bi zamutio sliku. Kontrastni agensi (koji često sadrže element gadolinij) mogu se dati pacijentu intravenozno prije ili za vrijeme magnetne rezonancije kako bi se povećala brzina kojom se protoni usklađuju s magnetnim poljem. Što se protoni brže poravnavaju, slika je svjetlija.
Koje vrste magneta koriste MRI?
MRI sistemi koriste tri osnovne vrste magneta:
-Rezistivni magneti su napravljeni od mnogih namotaja žice omotane oko cilindra kroz koji prolazi električna struja. Ovo stvara magnetno polje. Kada se struja isključi, magnetno polje umire. Ovi magneti su jeftiniji za izradu od supravodljivih magneta (vidi dolje), ali im je potrebna velika količina električne energije za rad zbog prirodnog otpora žice. Struja može postati skupa kada su potrebni magneti veće snage.
-Trajni magnet je upravo to -- postojan. Magnetno polje je uvijek tu i uvijek u punoj snazi. Dakle, održavanje terena ne košta ništa. Glavni nedostatak je što su ovi magneti izuzetno teški: ponekad mnogo, mnogo tona. Nekim jakim poljima bi bili potrebni magneti toliko teški da bi ih bilo teško konstruisati.
-Superprovodljivi magneti su daleko najčešće korišćeni u MRI. Superprovodni magneti su donekle slični otpornim magnetima - zavojnice žice s prolaznom električnom strujom stvaraju magnetsko polje. Važna razlika je u tome što je u supravodljivom magnetu žica neprekidno okupana tečnim helijumom (na hladnih 452,4 stepena ispod nule). Ova gotovo nezamisliva hladnoća smanjuje otpor žice na nulu, dramatično smanjujući potrebu za električnom energijom za sistem i čineći ga mnogo ekonomičnijim za rad.
Vrste magneta
Dizajn MRI je u suštini određen tipom i formatom glavnog magneta, tj. MRI zatvorenog, tunelskog tipa ili otvoreni MRI.
Najčešće korišteni magneti su supravodljivi elektromagneti. Oni se sastoje od zavojnice koja je učinjena supravodljivom hlađenjem tečnim helijumom. Oni proizvode jaka, homogena magnetna polja, ali su skupi i zahtijevaju redovno održavanje (odnosno dopunjavanje rezervoara za helijum).
U slučaju gubitka supravodljivosti, električna energija se rasipa kao toplota. Ovo zagrijavanje uzrokuje brzo ključanje tekućeg helijuma koji se pretvara u vrlo visoku zapreminu plinovitog helijuma (gašenje). Kako bi se spriječile termalne opekotine i gušenje, supravodljivi magneti imaju sigurnosne sisteme: cijevi za evakuaciju plina, praćenje procenta kisika i temperature u prostoriji za magnetsku rezonancu, otvaranje vrata prema van (nadpritisak unutar prostorije).
Superprovodni magneti funkcionišu neprekidno. Da bi se ograničila ograničenja za instalaciju magneta, uređaj ima sistem zaštite koji je ili pasivan (metalni) ili aktivan (spoljni supravodljivi kalem čije je polje suprotno onom unutrašnjeg namotaja) kako bi se smanjila jačina lutajućeg polja.
MRI niskog polja takođe koristi:
- Otporni elektromagneti, koji su jeftiniji i lakši za održavanje od supravodljivih magneta. Oni su daleko manje moćni, troše više energije i zahtijevaju sistem hlađenja.
-Trajni magneti, različitih formata, sastavljeni od feromagnetnih metalnih komponenti. Iako imaju prednost što su jeftini i laki za održavanje, vrlo su teški i slabog intenziteta.
Da bi se postiglo najhomogenije magnetno polje, magnet mora biti fino podešen (“šimming”), bilo pasivno, koristeći pokretne komade metala, ili aktivno, koristeći male elektromagnetne zavojnice raspoređene unutar magneta.
Karakteristike glavnog magneta
Glavne karakteristike magneta su:
-Tip (superprovodljivi ili otporni elektromagneti, trajni magneti)
-Jačina proizvedenog polja, mjerena u Tesli (T). U trenutnoj kliničkoj praksi to varira od 0,2 do 3,0 T. U istraživanjima se koriste magneti jačine od 7 T ili čak 11 T i više.
-Homogenost
