MRI er en ikke-invasiv billeddannelsesteknologi, der producerer tredimensionelle detaljerede anatomiske billeder. Det bruges ofte til sygdomsdetektion, diagnose og behandlingsovervågning. Den er baseret på sofistikeret teknologi, der exciterer og registrerer ændringen i retningen af rotationsaksen for protoner, der findes i vandet, der udgør levende væv.
Hvordan virker MR?
MRI'er anvender kraftige magneter, som producerer et stærkt magnetfelt, der tvinger protoner i kroppen til at flugte med dette felt. Når en radiofrekvent strøm derefter pulseres gennem patienten, stimuleres protonerne og spinder ud af ligevægt, hvilket belaster magnetfeltets træk. Når radiofrekvensfeltet er slukket, er MR-sensorerne i stand til at detektere den energi, der frigives, når protonerne justerer sig efter magnetfeltet. Den tid, det tager for protonerne at tilpasse sig det magnetiske felt, samt mængden af frigivet energi, ændres afhængigt af miljøet og molekylernes kemiske natur. Læger er i stand til at kende forskel på forskellige typer væv baseret på disse magnetiske egenskaber.
For at få et MR-billede placeres en patient inde i en stor magnet og skal forblive meget stille under billeddannelsesprocessen for ikke at sløre billedet. Kontrastmidler (ofte indeholdende grundstoffet Gadolinium) kan gives til en patient intravenøst før eller under MR-scanningen for at øge hastigheden, hvormed protoner justeres efter magnetfeltet. Jo hurtigere protonerne justeres, jo lysere er billedet.
Hvilke typer magneter bruger MRI'er?
MR-systemer bruger tre grundlæggende typer magneter:
-Resistive magneter er lavet af mange trådspoler viklet rundt om en cylinder, hvorigennem en elektrisk strøm ledes. Dette genererer et magnetfelt. Når elektriciteten afbrydes, dør magnetfeltet. Disse magneter er billigere at fremstille end en superledende magnet (se nedenfor), men har brug for enorme mængder elektricitet for at fungere på grund af ledningens naturlige modstand. Elektriciteten kan blive dyr, når der er brug for magneter med højere effekt.
-En permanent magnet er netop det -- permanent. Magnetfeltet er der altid og altid ved fuld styrke. Derfor koster det ikke noget at vedligeholde feltet. En stor ulempe er, at disse magneter er ekstremt tunge: nogle gange mange, mange tons. Nogle stærke felter ville have brug for magneter så tunge, at de ville være svære at konstruere.
-Superledende magneter er langt de mest almindeligt anvendte i MRI'er. Superledende magneter minder lidt om resistive magneter - trådspoler med en passerende elektrisk strøm skaber magnetfeltet. Den vigtige forskel er, at i en superledende magnet er ledningen konstant badet i flydende helium (ved kolde 452,4 minusgrader). Denne næsten ufattelige kulde sænker ledningens modstand til nul, hvilket dramatisk reducerer elbehovet til systemet og gør det meget mere økonomisk i drift.
Typer af magneter
Designet af MR er i det væsentlige bestemt af typen og formatet af hovedmagneten, dvs. lukket, tunnel-type MR eller åben MR.
De mest almindeligt anvendte magneter er superledende elektromagneter. Disse består af en spole, der er gjort superledende ved helium-væskekøling. De producerer stærke, homogene magnetfelter, men er dyre og kræver regelmæssig vedligeholdelse (nemlig påfyldning af heliumtanken).
I tilfælde af tab af superledning bortledes elektrisk energi som varme. Denne opvarmning forårsager en hurtig afkogning af det flydende helium, som omdannes til et meget stort volumen gasformigt helium (quench). For at forhindre termiske forbrændinger og asfyksi har superledende magneter sikkerhedssystemer: gasevakueringsrør, overvågning af iltprocent og temperatur inde i MR-rummet, døråbning udad (overtryk inde i rummet).
Superledende magneter fungerer kontinuerligt. For at begrænse magnetinstallationsbegrænsninger har enheden et afskærmningssystem, der enten er passivt (metallisk) eller aktivt (en ydre superledende spole, hvis felt er modsat feltet af den indre spole) for at reducere den herreløse feltstyrke.
Lavfelt MR bruger også:
-Resistive elektromagneter, som er billigere og nemmere at vedligeholde end superledende magneter. Disse er langt mindre kraftfulde, bruger mere energi og kræver et kølesystem.
-Permanente magneter, af forskellige formater, sammensat af ferromagnetiske metalliske komponenter. Selvom de har fordelen af at være billige og nemme at vedligeholde, er de meget tunge og svage i intensitet.
For at opnå det mest homogene magnetfelt skal magneten finjusteres ("shimming"), enten passivt ved hjælp af bevægelige metalstykker eller aktivt ved hjælp af små elektromagnetiske spoler fordelt inde i magneten.
Karakteristika for hovedmagneten
De vigtigste egenskaber ved en magnet er:
-Type (superledende eller resistive elektromagneter, permanente magneter)
-Styrken af det producerede felt, målt i Tesla (T). I den nuværende kliniske praksis varierer dette fra 0,2 til 3,0 T. I forskningen bruges magneter med styrker på 7 T eller endda 11 T og derover.
- Homogenitet
