เครื่อง MRI ทำงานอย่างไรกับศัลยกรรมกระดูก

MRI หมายถึง การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก. ในความเป็นจริงชื่อที่เหมาะสมสำหรับการศึกษาครั้งนี้คือภาพเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMRI) แต่เมื่อเทคนิคนี้ได้รับการพัฒนาเพื่อใช้ในการดูแลสุขภาพ ชื่อที่ยอมรับ

MRI ตั้งอยู่บนหลักการทางกายภาพและทางเคมีของ Magnetic Magnetic Resonance (NMR) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้ในการรับข้อมูลเกี่ยวกับธรรมชาติของโมเลกุล

MRI ทำงานอย่างไร

ในการเริ่มต้นให้ดูที่ชิ้นส่วนของเครื่อง MRI สามองค์ประกอบพื้นฐานของเครื่อง MRI คือ:

• แม่เหล็กปฐมภูมิ
  • ส่วนที่ใหญ่ที่สุดของ MRI คือ แม่เหล็กหลัก. การพัฒนาสนามแม่เหล็กที่มีความแข็งแรงเพียงพอที่จะสร้างภาพ MRI เป็นอุปสรรค์แรกเริ่มที่จะเอาชนะในการพัฒนาเทคโนโลยีนี้
• แม่เหล็กไล่ระดับสี
  • แม่เหล็กไล่ระดับสี เป็นส่วน "การปรับจูน" ของเครื่อง MRI พวกเขาอนุญาตให้ MRI มุ่งเน้นเฉพาะส่วนของร่างกาย แม่เหล็กไล่ระดับสีมีหน้าที่ในการ "ส่งเสียงดังกราว" ใน MRI
• ที่คอยล์
  • ถัดจากส่วนของร่างกายที่กำลังถ่ายคือ ขดลวด. มีขดลวดสำหรับไหล่, หัวเข่า, และส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย ขดลวดจะปล่อยคลื่นความถี่วิทยุที่ทำให้ MRI เป็นไปได้

แม่เหล็กหลัก

แม่เหล็กถาวร (เช่นชนิดที่คุณใช้บนประตูตู้เย็นของคุณ) มีพลังมากพอที่จะใช้ใน MRI นั้นมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไปในการผลิตและยุ่งยากเกินกว่าจะจัดเก็บได้ อีกวิธีหนึ่งในการสร้างแม่เหล็กคือขดลวดไฟฟ้าและวิ่งกระแสผ่านลวด สิ่งนี้จะสร้างสนามแม่เหล็กภายในศูนย์กลางของขดลวด เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กแรงพอที่จะทำการ MRI ขดลวดจะต้องไม่มีความต้านทาน ดังนั้นพวกเขาจะถูกอาบด้วยฮีเลียมเหลวที่อุณหภูมิ 450 องศาฟาเรนไฮต์ต่ำกว่าศูนย์! สิ่งนี้ทำให้ขดลวดสามารถพัฒนาสนามแม่เหล็กที่ 1.5 ถึง 3 เทสลา (ความแข็งแกร่งของ MRI ทางการแพทย์ส่วนใหญ่) ซึ่งแข็งแกร่งกว่าสนามแม่เหล็กของโลกมากกว่า 20,000 เท่า

แม่เหล็กไล่โทนสี

มีแม่เหล็กขนาดเล็กสามอันภายในเครื่อง MRI ที่เรียกว่าแม่เหล็กไล่ระดับสี แม่เหล็กเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่ามากที่แม่เหล็กหลัก (ประมาณ 1/1000 แรง) แต่พวกมันยอมให้เปลี่ยนสนามแม่เหล็กได้อย่างแม่นยำมาก มันเป็นแม่เหล็กไล่ระดับสีที่อนุญาตให้สร้าง "ชิ้นส่วน" ของร่างกายเพื่อสร้าง โดยการเปลี่ยนแม่เหล็กไล่ระดับสีสนามแม่เหล็กสามารถมุ่งเน้นเฉพาะในส่วนที่เลือกของร่างกาย

คอยล์

MRI ใช้คุณสมบัติของอะตอมไฮโดรเจนเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างเนื้อเยื่อต่าง ๆ ภายในร่างกายมนุษย์ ร่างกายมนุษย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจนอะตอม (63%) องค์ประกอบทั่วไปอื่น ๆ คือออกซิเจน (26%), คาร์บอน (9%), ไนโตรเจน (1%) และฟอสฟอรัสแคลเซียมและโซเดียมในปริมาณเล็กน้อย MRI ใช้คุณสมบัติของอะตอมที่เรียกว่า "สปิน" เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างเนื้อเยื่อเช่นกล้ามเนื้อไขมันและเอ็น

เมื่อผู้ป่วยในเครื่อง MRI และแม่เหล็กเปิดนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนมีแนวโน้มที่จะหมุนในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง นิวเคลียสอะตอมไฮโดรเจนเหล่านี้สามารถเปลี่ยนทิศทางการหมุนของพวกเขาหรือ precess เป็นทิศทางตรงกันข้าม เพื่อหมุนไปอีกทิศทางหนึ่ง ขดลวด ปล่อยคลื่นความถี่วิทยุ (RF) ที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ (ความถี่ของพลังงานที่จำเป็นในการทำให้การเปลี่ยนแปลงนี้มีความเฉพาะเจาะจงและเรียกว่าความถี่ Larmour)

สัญญาณที่ใช้ในการสร้างภาพ MRI นั้นมาจากพลังงานที่ปล่อยออกมาจากการเปลี่ยนโมเลกุลหรือการเปลี่ยนสถานะจากพลังงานสูงไปเป็นสถานะพลังงานต่ำ การแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างสปินฯ นี้เรียกว่าเรโซแนนซ์ (resonance) และด้วยเหตุนี้การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก

วางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน

คอยล์ยังทำหน้าที่ตรวจจับพลังงานที่ได้รับจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจากการ precessing ของอะตอม คอมพิวเตอร์ตีความข้อมูลและสร้างภาพที่แสดงลักษณะการสั่นพ้องที่แตกต่างกันของเนื้อเยื่อชนิดต่างๆ เราเห็นสิ่งนี้เป็นภาพของเฉดสีเทา - เนื้อเยื่อร่างกายบางส่วนปรากฏขึ้นเข้มขึ้นหรือจางลงขึ้นอยู่กับกระบวนการข้างต้น

ผู้ป่วยที่มีกำหนดจะรับ MRI จะถูกถามคำถามเฉพาะบางอย่างเพื่อตรวจสอบว่า MRI นั้นปลอดภัยสำหรับผู้ป่วยรายนั้นหรือไม่ บางประเด็นที่จะแก้ไข ได้แก่:

• โลหะในร่างกาย
  • ผู้ป่วยที่มีการปลูกถ่ายโลหะในร่างกายจำเป็นต้องแจ้งเตือนเจ้าหน้าที่ MRI ก่อนที่จะเข้ารับการทดสอบ MRI การปลูกถ่ายโลหะบางชนิดสามารถทำงานร่วมกับ MRI ได้รวมถึงการปลูกถ่ายกระดูกส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามการปลูกถ่ายบางอย่างป้องกันผู้ป่วยจากการเคยมี MRI เช่นคลิปปากทางในสมองและการปลูกถ่ายตาโลหะ
• อุปกรณ์ที่ได้รับการปลูกฝัง
  • ผู้ป่วยที่มีเครื่องกระตุ้นหัวใจหรือเครื่องกระตุ้นหัวใจภายในจำเป็นต้องแจ้งเตือนเจ้าหน้าที่ MRI เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้ป้องกันการใช้เครื่องทดสอบ MRI
• เสื้อผ้า / เครื่องประดับ
  • ควรถอดเสื้อผ้าหรือเครื่องประดับโลหะออกก่อนที่จะทำการศึกษา MRI

วัตถุโลหะในบริเวณใกล้เคียงของ MRI อาจเป็นอันตรายได้ ในปี 2544 เด็กชายอายุหกขวบถูกฆ่าตายเมื่อถังออกซิเจนชนกับเด็ก เมื่อเปิดใช้งานแม่เหล็ก MRI ถังออกซิเจนจะถูกดูดเข้าไปใน MRI และเด็กถูกวัตถุหนักก้อนนี้พุ่งเข้าชน เนื่องจากปัญหาที่อาจเกิดขึ้นนี้เจ้าหน้าที่ของ MRI จึงใช้ความระมัดระวังอย่างมากในการรับรองความปลอดภัยของผู้ป่วย

เสียงดัง

ผู้ป่วยมักจะบ่นว่าเสียง 'ส่งเสียงดัง' เกิดจากเครื่อง MRI เสียงนี้มาจากแม่เหล็กไล่ระดับสีที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ จริง ๆ แล้วแม่เหล็กไล่ระดับสีเหล่านี้มีขนาดค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับแม่เหล็ก MRI หลัก แต่พวกมันมีความสำคัญในการอนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในสนามแม่เหล็กเพื่อให้เห็นส่วนที่เหมาะสมที่สุดของร่างกายได้ดีที่สุด

พื้นที่

ผู้ป่วยบางรายมีความอึดอัดและไม่ชอบรับเครื่อง MRI โชคดีที่มีหลายตัวเลือกให้เลือก

• MRI สุดขีด
  • MRIs ใหม่ไม่ต้องการให้คุณนอนในหลอด ค่อนข้างผู้ป่วยที่มี MRI ของหัวเข่า, ข้อเท้า, เท้า, ข้อศอกหรือข้อมือก็สามารถวางส่วนของร่างกายที่อยู่ในเครื่อง MRI เครื่องประเภทนี้ใช้ไม่ได้กับ MRI ของไหล่กระดูกสันหลังสะโพกหรือกระดูกเชิงกราน
• เปิด MRIs
  • MRIs แบบเปิดมีปัญหาด้านคุณภาพอย่างมาก แต่เทคโนโลยีภาพได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แม้ว่า MRI แบบปิดยังคงเป็นที่ต้องการของแพทย์หลายคน แต่ MRI แบบเปิดอาจเป็นทางเลือกที่เหมาะสม
• ความใจเย็น
  • ผู้ป่วยบางรายมีปัญหาในการนั่งนิ่งเป็นเวลา 45 นาทีในการทำ MRI ให้เสร็จโดยเฉพาะเสียงรบกวน ดังนั้นจึงอาจเหมาะสมที่จะใช้ยาเพื่อผ่อนคลายก่อนที่จะมีการศึกษา MRI ปรึกษาเรื่องนี้กับแพทย์ของคุณก่อนกำหนดเวลาศึกษา MRI