Inhoud
- Hoe MRI werkt
- De primaire magneet
- De verloopmagneten
- De spoel
- Alles samenvoegen
- Het lawaai
- De ruimte
MRI is gebaseerd op de fysische en chemische principes van nucleaire magnetische resonantie (NMR), een techniek die wordt gebruikt om informatie te verkrijgen over de aard van moleculen.
Hoe MRI werkt
Laten we om te beginnen eens kijken naar de onderdelen van de MRI-machine. De drie basiscomponenten van de MRI-machine zijn:
- De primaire magneet
- Het grootste deel van de MRI is de primaire magneet. Het ontwikkelen van een magnetisch veld met voldoende sterkte om MRI-beelden te maken, was een vroege hindernis die moest worden overwonnen bij de ontwikkeling van deze technologie.
- De verloopmagneten
- De gradiëntmagneten zijn het "finetuning" -gedeelte van de MRI-machine. Ze stellen de MRI in staat om zich op een specifiek deel van het lichaam te concentreren. De gradiëntmagneten zijn ook verantwoordelijk voor het "klinkende geluid" in een MRI.
- De spoel
- Naast het deel van je lichaam dat in beeld wordt gebracht de spoel. Er zijn spoelen gemaakt voor schouders, knieën en andere lichaamsdelen. De spoel zendt een radiofrequentie uit die een MRI mogelijk maakt.
De primaire magneet
Een permanente magneet (zoals het soort dat u op uw koelkastdeur gebruikt) die krachtig genoeg is om in een MRI te gebruiken, zou te duur zijn om te produceren en te omslachtig om op te slaan. De andere manier om een magneet te maken, is door elektrische draad op te wikkelen en een stroom door de draad te laten lopen. Dit creëert een magnetisch veld in het midden van de spoel. Om een magnetisch veld te creëren dat sterk genoeg is om MRI uit te voeren, mogen de draadspoelen geen weerstand hebben; daarom baden ze in vloeibaar helium bij een temperatuur van 450 graden Fahrenheit onder nul! Hierdoor kunnen de spoelen magnetische velden ontwikkelen van 1,5 tot 3 Tesla (de sterkte van de meeste medische MRI's), meer dan 20.000 keer sterker dan het aardmagnetische veld.
De verloopmagneten
Er zijn drie kleinere magneten in een MRI-machine die gradiëntmagneten worden genoemd. Deze magneten zijn veel kleiner dan de primaire magneet (ongeveer 1/1000 zo sterk), maar ze laten het magnetisch veld heel precies veranderen. Het zijn deze gradiëntmagneten die het mogelijk maken "plakjes" van het lichaam te maken. Door de gradiëntmagneten te veranderen, kan het magnetische veld specifiek op een geselecteerd deel van het lichaam worden gericht.
De spoel
MRI gebruikt eigenschappen van waterstofatomen om onderscheid te maken tussen verschillende weefsels in het menselijk lichaam. Het menselijk lichaam bestaat voornamelijk uit waterstofatomen (63%), andere gemeenschappelijke elementen zijn zuurstof (26%), koolstof (9%), stikstof (1%) en relatief kleine hoeveelheden fosfor, calcium en natrium. MRI gebruikt een eigenschap van atomen genaamd "spin" om verschillen tussen weefsels zoals spieren, vet en pezen te onderscheiden.
Met een patiënt in een MRI-machine en de magneet ingeschakeld, hebben de kernen van de waterstofatomen de neiging om in een van de twee richtingen te draaien. Deze waterstofatoomkernen kunnen hun spinoriëntatie, of precessie, overzetten naar de tegenovergestelde oriëntatie. Om de andere kant op te draaien, de spoel zendt een radiofrequentie (RF) uit die deze overgang veroorzaakt (de frequentie van de energie die nodig is om deze overgang te maken is specifiek en wordt de Larmour-frequentie genoemd).
Het signaal dat wordt gebruikt bij het maken van MRI-afbeeldingen, is afgeleid van de energie die vrijkomt door moleculen die overgaan of precessie doen, van hun hoge energie naar hun lage energietoestand. Deze uitwisseling van energie tussen spintoestanden wordt resonantie genoemd, en dus de naam magnetische resonantie beeldvorming.
Alles samenvoegen
De spoel functioneert ook om de energie te detecteren die wordt afgegeven door magnetische inductie van de precessie van de atomen. Een computer interpreteert de gegevens en maakt afbeeldingen die de verschillende resonantiekarakteristieken van verschillende weefseltypen weergeven. We zien dit als een afbeelding van grijstinten - sommige lichaamsweefsels worden donkerder of lichter weergegeven, allemaal afhankelijk van de bovenstaande processen.
Patiënten die volgens de planning een MRI zullen ondergaan, zullen enkele specifieke vragen worden gesteld om te bepalen of de MRI veilig is voor die patiënt. Enkele van de problemen die zullen worden aangepakt, zijn onder meer:
- Metaal in het lichaam
- Patiënten met metalen implantaten in het lichaam moeten het MRI-personeel waarschuwen voordat ze een MRI-test ondergaan. Sommige metalen implantaten zijn compatibel met MRI, waaronder de meeste orthopedische implantaten. Sommige implantaten voorkomen echter dat patiënten ooit een MRI ondergaan, zoals aneurysma clips in de hersenen en metalen oogimplantaten.
- Geïmplanteerde apparaten
- Patiënten met pacemakers of interne defibrillatoren moeten het MRI-personeel waarschuwen, aangezien deze apparaten het gebruik van een MRI-test verhinderen.
- Kleding / sieraden
- Alle metalen kleding of sieraden moeten worden verwijderd voordat een MRI-onderzoek wordt uitgevoerd.
Metalen voorwerpen in de buurt van een MRI kunnen gevaarlijk zijn. In 2001 kwam een zesjarige jongen om het leven toen een zuurstoftank het kind trof. Toen de MRI-magneet werd aangezet, werd de zuurstoftank in de MRI gezogen en werd het kind door dit zware voorwerp geraakt. Vanwege dit potentiële probleem is het MRI-personeel uiterst voorzichtig bij het waarborgen van de veiligheid van patiënten.
Het lawaai
Patiënten klagen vaak over een 'bonkend' geluid veroorzaakt door MRI-machines. Dit geluid is afkomstig van de gradiëntmagneten die eerder werden beschreven. Deze gradiëntmagneten zijn eigenlijk vrij klein in vergelijking met de primaire MRI-magneet, maar ze zijn belangrijk om subtiele veranderingen in het magnetische veld mogelijk te maken om het juiste deel van het lichaam zo goed mogelijk te 'zien'.
De ruimte
Sommige patiënten zijn claustrofobisch en houden er niet van om in een MRI-apparaat te stappen. Gelukkig zijn er meerdere mogelijkheden.
- Extremiteit-MRI's
- Bij nieuwe MRI's hoeft u niet in een buis te liggen. Patiënten die een MRI van de knie, enkel, voet, elleboog of pols hebben, kunnen dat lichaamsdeel gewoon in de MRI-machine plaatsen. Dit type machine werkt niet voor MRI van de schouders, ruggengraat, heupen of bekken.
- Open MRI's
- Open MRI's hadden aanzienlijke kwaliteitsproblemen, maar de beeldtechnologie is de afgelopen jaren behoorlijk verbeterd. Hoewel gesloten MRI's nog steeds de voorkeur hebben van veel artsen, kan open MRI een geschikt alternatief zijn.
- Sedatie
- Sommige patiënten hebben moeite om stil te zitten gedurende de 45 minuten die nodig zijn om een MRI te maken, vooral met het rinkelende geluid. Daarom kan het aangewezen zijn om voorafgaand aan een MRI-onderzoek een medicijn te nemen om te ontspannen. Bespreek dit met uw arts voordat u het MRI-onderzoek plant.