Kako delujejo MRI aparati?

MRI – okrajšava za slikanje z magnetno resonanco – stroji uporabljajo zmogljive magnete za ustvarjanje neverjetno podrobnih slik telesa. Močan primarni magnet ustvari magnetno polje, ki je veliko močnejše od magnetnega polja, ki ga oddaja zemlja. Intenzivno magnetno polje povzroči, da se obilni atomi vodika v naših telesih enakomerno razporedijo vzdolž roba magnetnega polja. Nato manjši gradientni magneti s kirurško natančnostjo utripajo magnetna polja, ki razpršijo atome vodika in povzročijo, da se vrtijo v različnih smereh. Ker primarno magnetno polje potegne atome vodika nazaj v njihovo enotno tvorbo, njihovo gibanje in izmenične smeri vrtenja oddajajo energijo, imenovano resonanca, ki jo je mogoče prevesti v slike s pomočjo radijskih frekvenc.

Aparati za magnetno resonanco so cevasti, z odprtino, ki je dovolj velika, da se oseba lahko prilega notri. Slike, ki jih interpretirajo magnetna polja, so neverjetno dovzetne za popačenje, ki ga povzroči gibanje. Zaradi tega morajo bolniki med skeniranjem ostati čim bližje popolnoma mirni. Za nekatere ljudi je to lahko precej težko in neprijetno, saj lahko traja do eno uro ali več, da dokončate postopek skeniranja. Proces je tudi precej glasen, zaradi vrtenja različnih magnetov. Da bi bolnikom pomagali preživeti čas, ne da bi poslušali grozne zvoke, zdravniki pacientom pogosto dovolijo, da imajo slušalke za poslušanje glasbe.

MRI skeniranje je mogoče doseči z uporabo različnih primarnih magnetov za ustvarjanje velikega magnetnega polja. Superprevodni magnet, sestavljen iz navitja, elektrificirane žice, je eden najmočnejših primarnih magnetov v uporabi. Ko se električna energija prenaša skozi žice, ustvarjajo superprevodnost, kar povzroči veliko magnetno polje. Vendar pa superprevodni magnet deluje le, če so žice s tekočim helijem shranjene na izjemno hladni ravni – pod ničlo.

Nekateri skenerji MRI uporabljajo enak niz elektrificiranih tuljav in žic, kot se uporabljajo za superprevodne magnete, vendar brez tekočega helija, ki bi jih ohranjal hladen. Na ta način tuljave in žice ustvarijo uporovni magnet in ne superprevodni magnet. Brez hladilnega učinka tekočega helija superprevodnost ni dosežena; namesto tega se uporabljajo veliko težji tokovi električne energije za ustvarjanje nekoliko šibkejšega, a še vedno učinkovitega magnetnega polja. Druga vrsta primarnega magneta, ki se lahko uporablja za skeniranje MRI, je trajni magnet. Trajni magneti so dobesedno velikanski magneti, ki nenehno oddajajo magnetno polje. Zaradi svoje velikosti in drobilne teže niso najbolj priljubljena vrsta magneta za uporabo v napravah za magnetno resonanco.

Gradientni magneti se lahko popolnoma vrtijo okoli človeškega telesa. Manjša magnetna polja, ki jih oddajajo gradientni magneti, lahko z osupljivo natančnostjo in jasnostjo določijo, kateri del telesa je treba skenirati. Ti magneti delujejo v povezavi s tuljavami in žicami, ki oddajajo radijske frekvence, ki vplivajo tudi na atome vodika na način, da lahko zberejo podrobne odčitke različnih delov telesa. Ta kombinacija magnetnih polj in radijskih frekvenc omogoča strokovnjakom, da skenirajo “rezine” človeškega telesa iz katerega koli kota, kar zagotavlja neprimerljiv vpogled v dogajanje v telesu.

Čeprav je skeniranje z magnetno resonanco v mnogih pogledih boljše od drugih metod skeniranja, napor pri delu z napravami za magnetno resonanco ni potreben za odkrivanje večine poškodb. Zlomljene kosti se na primer pogosto precej jasno pokažejo na rentgenskih žarkih, ki so veliko manj naporni in dragi za delovanje. Tisto, česar rentgenski žarki ne morejo tako dobro zaznati, so slike mehkih tkiv. Za te so naprave MRI ena izmed najbolj zaželenih metod skeniranja slike.
Naprave za magnetno resonanco lahko dajejo podrobne slike mehkih tkiv kjer koli v telesu. Zaradi tega so idealni za odkrivanje stanj mehkih tkiv, kot so možganske krvavitve, rak dojke in poškodbe vezi. Druga prednost MRI naprav je, da ne oddajajo nobenega sevanja. Čeprav sevanje iz metod skeniranja, kot je rentgenski žarki, ni dokazano škodljivo, pacientom pogosto zagotovi nekaj miru, da vedo, da ne bodo izpostavljeni nobenemu sevanju.

Zaradi močnih magnetnih polj, ki jih ustvarjajo naprave za magnetno resonanco, jih je treba skrbno upravljati pod strogim nadzorom in sprejeti določene previdnostne ukrepe za preprečitev poškodb. Pacienti, ki so podvrženi slikanju z magnetno resonanco, pri sebi ne smejo imeti kovinskih predmetov in morajo razkriti, ali so jim kdaj kirurško vstavili kakšne kovinske predmete v telo. Tudi prostori, v katerih se nahajajo naprave za magnetno resonanco, morajo biti brez ohlapnih kovinskih predmetov, medtem ko je stroj v uporabi, saj je znano, da magnetna polja potegnejo predmete iz velikega polmera.