MR er en ikke-invasiv bildeteknologi som produserer tredimensjonale detaljerte anatomiske bilder. Det brukes ofte til sykdomsdeteksjon, diagnose og behandlingsovervåking. Den er basert på sofistikert teknologi som eksiterer og oppdager endringen i retningen til rotasjonsaksen til protoner som finnes i vannet som utgjør levende vev.
Hvordan fungerer MR?
MR-er bruker kraftige magneter som produserer et sterkt magnetfelt som tvinger protoner i kroppen til å justere seg med det feltet. Når en radiofrekvensstrøm deretter pulseres gjennom pasienten, stimuleres protonene, og spinner ut av likevekt, og anstrenger seg mot magnetfeltets trekk. Når radiofrekvensfeltet er slått av, er MR-sensorene i stand til å oppdage energien som frigjøres når protonene justeres på nytt med magnetfeltet. Tiden det tar for protonene å tilpasse seg magnetfeltet, samt mengden energi som frigjøres, endres avhengig av miljøet og molekylenes kjemiske natur. Leger er i stand til å fortelle forskjellen mellom ulike typer vev basert på disse magnetiske egenskapene.
For å få et MR-bilde plasseres en pasient inne i en stor magnet og må holde seg veldig stille under avbildningsprosessen for ikke å gjøre bildet uskarpt. Kontrastmidler (ofte som inneholder grunnstoffet Gadolinium) kan gis til en pasient intravenøst før eller under MR for å øke hastigheten som protoner justeres med magnetfeltet med. Jo raskere protonene justeres på nytt, jo lysere blir bildet.
Hvilke typer magneter bruker MR-er?
MR-systemer bruker tre grunnleggende typer magneter:
-Resistive magneter er laget av mange trådspoler viklet rundt en sylinder som en elektrisk strøm føres gjennom. Dette genererer et magnetfelt. Når elektrisiteten slås av, dør magnetfeltet. Disse magnetene er billigere å lage enn en superledende magnet (se nedenfor), men trenger enorme mengder elektrisitet for å fungere på grunn av den naturlige motstanden til ledningen. Elektrisiteten kan bli dyr når det er behov for magneter med høyere effekt.
-En permanent magnet er akkurat det -- permanent. Magnetfeltet er alltid der og alltid med full styrke. Derfor koster det ingenting å vedlikeholde feltet. En stor ulempe er at disse magnetene er ekstremt tunge: noen ganger mange, mange tonn. Noen sterke felt ville trenge magneter så tunge at de ville være vanskelige å konstruere.
-Supraledende magneter er de klart mest brukte i MR. Superledende magneter ligner noe på resistive magneter - spoler av ledning med en passerende elektrisk strøm skaper magnetfeltet. Den viktige forskjellen er at i en superledende magnet er ledningen kontinuerlig badet i flytende helium (ved kalde 452,4 minusgrader). Denne nesten ufattelige kulden reduserer ledningens motstand til null, noe som reduserer elektrisitetsbehovet til systemet dramatisk og gjør det mye mer økonomisk i drift.
Typer magneter
Utformingen av MR bestemmes i hovedsak av typen og formatet til hovedmagneten, dvs. lukket, tunnel-type MR eller åpen MR.
De mest brukte magnetene er superledende elektromagneter. Disse består av en spole som er gjort superledende ved heliumvæskekjøling. De produserer sterke, homogene magnetiske felt, men er dyre og krever regelmessig vedlikehold (nemlig etterfylling av heliumtanken).
Ved tap av superledningsevne forsvinner elektrisk energi som varme. Denne oppvarmingen forårsaker en rask avkoking av det flytende helium som omdannes til et meget høyt volum av gassformig helium (quench). For å forhindre termiske brannskader og asfyksi har superledende magneter sikkerhetssystemer: gassevakueringsrør, overvåking av prosentandel oksygen og temperatur inne i MR-rommet, døråpning utover (overtrykk inne i rommet).
Superledende magneter fungerer kontinuerlig. For å begrense magnetinstallasjonsbegrensninger, har enheten et skjermingssystem som enten er passivt (metallisk) eller aktivt (en ytre superledende spole hvis felt er motsatt det til den indre spolen) for å redusere strøfeltstyrken.
Lavfelt MR bruker også:
-Resistive elektromagneter, som er billigere og enklere å vedlikeholde enn superledende magneter. Disse er langt mindre kraftige, bruker mer energi og krever et kjølesystem.
-Permanente magneter, av forskjellige formater, sammensatt av ferromagnetiske metalliske komponenter. Selv om de har fordelen av å være rimelige og enkle å vedlikeholde, er de veldig tunge og svake i intensitet.
For å oppnå det mest homogene magnetfeltet, må magneten finjusteres ("shimming"), enten passivt, ved hjelp av bevegelige metallstykker, eller aktivt ved bruk av små elektromagnetiske spoler fordelt i magneten.
Egenskaper til hovedmagneten
De viktigste egenskapene til en magnet er:
-Type (superledende eller resistive elektromagneter, permanente magneter)
-Styrken til det produserte feltet, målt i Tesla (T). I dagens kliniske praksis varierer dette fra 0,2 til 3,0 T. I forskning brukes magneter med styrker på 7 T eller til og med 11 T og over.
- Homogenitet
