MRI ni teknolojia ya upigaji picha isiyo ya vamizi ambayo hutoa picha tatu za kina za anatomia. Mara nyingi hutumiwa kugundua ugonjwa, utambuzi na ufuatiliaji wa matibabu. Inategemea teknolojia ya kisasa ambayo inasisimua na kugundua mabadiliko katika mwelekeo wa mhimili wa mzunguko wa protoni unaopatikana katika maji ambayo hufanya tishu hai.
MRI inafanyaje kazi?
MRIs hutumia sumaku zenye nguvu zinazozalisha uga sumaku wenye nguvu ambao hulazimisha protoni katika mwili kujipanga na uwanja huo. Wakati mkondo wa radiofrequency unapopigwa kupitia mgonjwa, protoni huchochewa, na huzunguka nje ya usawa, na kujitahidi dhidi ya kuvuta kwa shamba la magnetic. Sehemu ya masafa ya redio inapozimwa, vitambuzi vya MRI vinaweza kutambua nishati iliyotolewa huku protoni zikijipanga upya na uga sumaku. Wakati inachukua kwa protoni kujipanga na uwanja wa sumaku, pamoja na kiwango cha nishati iliyotolewa, hubadilika kulingana na mazingira na asili ya kemikali ya molekuli. Madaktari wanaweza kutofautisha kati ya aina mbalimbali za tishu kulingana na mali hizi za magnetic.
Ili kupata picha ya MRI, mgonjwa huwekwa ndani ya sumaku kubwa na lazima abakie tuli sana wakati wa mchakato wa kupiga picha ili asifiche picha. Ajenti za utofautishaji (mara nyingi huwa na kipengele cha Gadolinium) zinaweza kutolewa kwa mgonjwa kwa njia ya mshipa kabla au wakati wa MRI ili kuongeza kasi ambayo protoni hujirudia na uga sumaku. Kadiri protoni zinavyobadilika, ndivyo picha inavyong'aa.
MRIs hutumia aina gani za sumaku?
Mifumo ya MRI hutumia aina tatu za msingi za sumaku:
-Sumaku zinazostahimili kustahimili hutengenezwa kutoka kwa waya nyingi zinazozunguka silinda ambayo mkondo wa umeme hupitishwa. Hii inazalisha shamba la sumaku. Wakati umeme unazimwa, uwanja wa sumaku hufa. Sumaku hizi zina gharama ya chini kutengeneza kuliko sumaku inayopitisha umeme (tazama hapa chini), lakini zinahitaji kiasi kikubwa cha umeme ili kufanya kazi kwa sababu ya upinzani wa asili wa waya. Umeme unaweza kupata ghali wakati sumaku za nguvu za juu zinahitajika.
-Sumaku ya kudumu ni hiyo tu -- ya kudumu. Sehemu ya sumaku iko kila wakati na ina nguvu kamili. Kwa hivyo, haigharimu chochote kudumisha shamba. Kikwazo kikubwa ni kwamba sumaku hizi ni nzito sana: wakati mwingine nyingi, tani nyingi. Baadhi ya mashamba yenye nguvu yangehitaji sumaku nzito hivyo ingekuwa vigumu kujenga.
Sumaku zinazofanya kazi kwa nguvu zaidi ndizo zinazotumika sana katika MRIs. Sumaku zinazopitisha umeme kwa kiasi fulani zinafanana kwa kiasi fulani na sumaku zinazostahimili vizuizi - vilima vya waya na mkondo wa umeme unaopita huunda uwanja wa sumaku. Tofauti muhimu ni kwamba katika sumaku ya superconducting waya hupigwa mara kwa mara kwenye heliamu ya kioevu (kwa baridi 452.4 digrii chini ya sifuri). Baridi hii karibu isiyoweza kufikiria hupunguza upinzani wa waya hadi sifuri, na kupunguza kwa kiasi kikubwa mahitaji ya umeme kwa mfumo na kuifanya kuwa ya kiuchumi zaidi kufanya kazi.
Aina za sumaku
Muundo wa MRI kimsingi huamuliwa na aina na umbizo la sumaku kuu, yaani MRI iliyofungwa, aina ya handaki au MRI wazi.
Sumaku zinazotumika zaidi ni sumaku-umeme zinazopitisha umeme. Hizi zinajumuisha coil ambayo imefanywa kuwa superconductive na baridi ya kioevu ya heliamu. Wanazalisha mashamba ya sumaku yenye nguvu, yenye homogeneous, lakini ni ghali na yanahitaji utunzaji wa mara kwa mara (yaani kuongeza juu ya tank ya heliamu).
Katika tukio la kupoteza superconductivity, nishati ya umeme hutolewa kama joto. Kupokanzwa huku husababisha kuchemka kwa haraka kwa kioevu cha Heliamu ambacho hubadilishwa kuwa kiasi cha juu sana cha Heliamu ya gesi (kuzima). Ili kuzuia kuchomwa kwa mafuta na asphyxia, sumaku za superconducting zina mifumo ya usalama: mabomba ya uokoaji wa gesi, ufuatiliaji wa asilimia ya oksijeni na joto ndani ya chumba cha MRI, kufungua mlango kwa nje (shinikizo kubwa ndani ya chumba).
Sumaku zinazopitisha nguvu nyingi hufanya kazi kwa mfululizo. Ili kupunguza vikwazo vya usakinishaji wa sumaku, kifaa kina mfumo wa kukinga ambao ni wa kupita kiasi (wa chuma) au unaofanya kazi (coil ya nje ya kondokta ambayo uga wake unapingana na ile ya koili ya ndani) ili kupunguza nguvu ya uga iliyopotea.
MRI ya uwanja wa chini pia hutumia:
- Sumaku-umeme zinazostahimili, ambazo ni za bei nafuu na rahisi kutunza kuliko sumaku za superconducting. Hizi hazina nguvu kidogo, hutumia nishati zaidi na zinahitaji mfumo wa kupoeza.
-Sumaku za kudumu, za miundo tofauti, inayojumuisha vipengele vya metali vya ferromagnetic. Ingawa wana faida ya kuwa ghali na rahisi kutunza, ni nzito sana na dhaifu kwa nguvu.
Ili kupata uga wa sumaku ulio homogeneous zaidi, sumaku lazima itengenezwe vizuri ("shimming"), ama kwa upole, kwa kutumia vipande vya chuma vinavyohamishika, au kwa bidii, kwa kutumia koli ndogo za sumakuumeme zinazosambazwa ndani ya sumaku.
Tabia za sumaku kuu
Tabia kuu za sumaku ni:
-Aina (sumaku-umeme zenye nguvu zaidi au zinazokinza, sumaku za kudumu)
-Nguvu ya shamba inayozalishwa, kipimo katika Tesla (T). Katika mazoezi ya sasa ya kliniki, hii inatofautiana kutoka 0.2 hadi 3.0 T. Katika utafiti, sumaku yenye nguvu za 7 T au hata 11 T na zaidi hutumiwa.
-Homogeneity
