تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) چیست؟

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) چیست؟
ام.آر.آی یا تصویربرداری رزونانس مغناطیسی تکنیک نسبتا جدیدی است که از آغاز دهه 1980 مورد استفاده قرار گرفته است.در اسکن های ام. آر.آی از امواج مغناطیسی و رادیویی یا هرگونه پرتو غیراشعه ایکس استفاده می شود و لذا فرد در معرض اشکال زیانبار پرتو قرار نمی گیرد.
نحوه کار اسکنر ام.آر.ای:
در این روش بیمار در داخل یک آهن ربای لوله ای شکل بزرگی قرار می گیرد سپس امواج رادیویی 10 هزار تا 30 هزار برابر قوی تر از میدان مغناطیسی زمین به بدن او ارسال می شود.این امواج اتم های بدن را تحت تاثیر قرار می دهد به طوری که هسته اتم ها در موقعیت متفاوتی قرار می گیرند.با بازگشت به حالت اول ; هسته اتم ها امواج رادیویی خود را ساطع می کنند.اسکنر این سیگنال ها را دریافت کرده و یک کامپیوتر آنها را به صورت یک عکس درمی آورد. مبنای این تصاویر محل و قدرت سیگنال های ورودی است.بدن ما عمدتا شامل آب است و آب حاوی اتم های هیدروژن است.به همین دلیل هسته اتم هیدروژن اغلب برای ایجاد یک اسکن ام.آر.آی به طریقی که شرح داده شد به کار می رود.
اسکن ام.آر.آی چه چیزی را نشان می دهد؟
با استفاده از اسکنر ام.آر.آی امکان عکس گرفتن از تقریبا همه بافتهای بدن وجود دارد.بافتی که کمترین اتم های هیدروژن را دارد (مثل استخوان ها) در تصویر تیره می شود ، در حالی که بافت های دارای اتم های هیدروژن زیاد (مانند بافت چربی) روشنتر دیده می شود.با تغییر زمان پالس های امواج رادیویی این امکان کسب اطلاعاتی درباره بافت های مختلف موجود وجود دارد.
همچنین یک اسکن ام.آر.آی قادر است تصاویر واضحی را از بخش هایی از بدن که به وسیله بافت استخوانی احاطه شده اند فراهم سازد بنابراین تکنیک فوق برای بررسی مغز و طناب نخاعی نیز مفید است.به دلیل آن که اسکن ام.آر.آی تصاویر بسیار مشروح و مفصلی را ارائه می دهد ، بهترین تکنیک برای یافتن تومورها (اعم از خوش خیم و بدخیم) در مغز می باشد.در صورت وجود تومور از اسکن برای تشخیص گسترش احتمالی آن به بافت های اطراف مغز استفاده می شود.این تکنیک به ما امکان می دهد جزییات دیگر در مغز را نیز بررسی کنیم.برای مثال مشاهده رشته های بافت غیرنرمال که در صورت ابتلا به ام.اس روی می دهد را ممکن می سازد و نیز تغییرات رخ داده در هنگام خونریزی مغزی را نشان می دهد. همچنین تشخیص این که آیا بافت مغز پس از سکته مغزی دچار کمبود اکسیژن شده است را میسر می سازد. اسکن ام.آر.آی قادر به نشان دادن قلب و عروق خونی بزرگ در بافت اطراف آن است لذا تشخیص نواقص مادرزادی قلب و تغییرات در ضخامت عضلات اطراف آن پس از یک حمله قلبی را ممکن می سازد.تفاوت ام.آر.آی و سی تی اسکن در این است که با ام.آر.آی تصویربرداری از تقریبا هر زاویه ای امکان دارد ، در حالی که به طور افقی عکس می گیرد.هیچ اشعه یونیزان (اشعه ایکس) در ایجاد تصویر ام.آر.آی دخالت ندارد. اسکن های ام.آر.آی به طور کلی مفصل تر و مشروح تر هستند. تفاوت بین بافت نرمال و غیرنرمال در اسکن ام.آر.آی نسبت به سی تی اسکن واضح تر است.
آیا ام.آر.آی خطرناک است؟
تاکنون هیچ خطر یا اثرات جانبی برای تکنیک ام.آر.آی شناخته نشده است. این آزمایش دردناک نیست و اصلا احساس نمی شود. از آنجا که در آن از اشعه استفاده نمی شود بدون مشکل قابل تکرار است.تنها مورد ذکر شده صدمه احتمالی برای جنین در 12 هفته اول بارداری مادر است لذا در این مدت ام.آر.آی برای زنان باردار انجام نمی شود.تنها ناراحتی بیمار از این است که در یک محفظه سیلندری شکل قرار می گیرد و برای افرادی که دچار تنگناترسی (هراس از جاهای بسته و تنگ) هستند چندان خوشایند نیست.همچنین دستگاه ام.آر.آی معمولا صداهای نسبتا بلند و ناراحت کننده ای را ایجاد می کند.در ضمن از آنجا که بدن در میدان مغناطیسی قوی قرار می گیرد ، لازم است از همراه داشتن هرگونه جواهرات ، شیئ فلزی ، پوشیدن لباسهایی با تکمه های فلزی اجتناب شود بنابراین در صورتی که هرگونه شیء فلزی مانند بست های جراحی ، سمعک و غیره همراه بیمار است باید مسوول دستگاه را از آن آگاه سازد.

نکاتی که قبل از رفتن به ام آر آی باید بدانید

آشنایی با دستگاه MRI

ام‌آرآی (MRI) که مخفف عبارت (Magnetic Resonance Imaging) است و تصویرسازی تشدید مغناطیسی نامیده می‌شود، روشی پرتونگارانه در تصویربرداری تشخیصی پزشکی و دامپزشکی است که در دهه‌های اخیر بسیار فراگیر شده‌است و بر اساس رزونانس مغناطیسی هسته است.

تشریح

با ام آر آی می‌توان در جهات فوقانی-تحتانی (اگزیال)، چپ‌راستی (ساژیتال) و پس‌وپیش (کورونال) و حتی در جهات اُریب و مایل تصویرگیری نمود. یک سیستم ام آر آی از سه میدان مغناطیسی استفاده می‌کند:

1. میدان خارجی ثابت و قوی (B₀)
2. میدان ضعیف گرادیانی متغیر
3. میدان حاصل از پالس RF الکترومغناطیسی (B₁)

(چگونگی قرار گرفتن اسپین‌های هسته‌ای در میدان مغناطیسی و نوسان با فرکانس لارمور)

سیستم های امروزی

سیستمهای ام آر آی امروزه غالباً دارای قدرت میدانهای 0.2، 1، 1.5، و 3تسلا می‌باشند. در ایالات متحده آمریکا بیمارستان‌ها و مراکز خدمات بهداشتی اجازه استفاده از سیستم‌های تا 4 تسلا را نیز برای یک بیمار دارند. اما از چهار تسلا به بالا صرفاً جنبه و کاربردهای تحقیقاتی دارد.

بزرگ‌ترین تولید کننده‌های سیستم های ام آر آی، امروزه شرکت‌های زیمنس (آلمان)، جی‌ای (آمریکا)، توشیبا (ژاپن)، و فیلیپس (هلند) می‌باشند.

تاریخچه

جایزه نوبل پزشکی سال 2003 به خاطر اختراع ام آر آی به "پاول لاتربر" از دانشگاه ایلینوی در اوربانا شامپاین و "پیتر منزفیلد" از انگلستان اعطا گردید. دانشمند آمریکایی ارمنی تبار، "ریموند دامادیان" همچنین از بنیانگذاران این نوع پویشگر می‌باشد. ابداع این روش به دهه? 70 میلادی توسط این کسان باز می‌گردد.

(تصویری از آرشیو اداره ثبت اختراعات آمریکا که متعلق به ریموند دامادیان، دانشمند آمریکایی ارمنی تبار و یکی از مخترعین سیستم های نوین ام آر آی است.)

طرز کار

چگونگی تولید تصویر ام آر آی فرایند بس پیچیده ای است. در این روش از خاصیت ویژه اسپین‌های هسته‌های هیدروژنی در میدان مغناطیسی (B₀) استفاده می‌شود. پس از انتخاب برش، اسپین‌ها تحت تاثیر میدان مغناطیسی پالس‌های الکترومغناطیسی (B₁) قرار گرفته و سپس از این حالت برانگیختگی به مرور به حالت اولیه خود بازمی گردند. در هر بافتی این مدت زمان متفاوت است. بطور مثال در 1?5 تسلا? ثابت T1 برای بافت چربی 260 میلی ثانیه و برای بافت ماده خاکستری مغز 920 میلی ثانیه می‌باشد.

بسته به این که چه نوع دنباله پالسی انتخاب شود، و پارامترهای مثل TE و TR چگونه تعیین شوند، می‌توان با T1 و T2 کنتراست دلخواه را به تصویر کشید و توانایی ام آر آی در همین خاصیت ویژه قرار دارد. بطور مثال در یکی چربی روشن و در دیگری تاریک می‌شود.

هر برش تصویری توسط فاز و بسامد امواج دریافت شده به ترتیب در محورهای y و x کدگذاری می‌گردد. برای انجام کد گذاری احتیاج به میادین مغناطیسی متغیر می‌باشد که این امر به کمک آهنرباهای از نوع ابررسانا هر لحظه تولید می‌گردد. اطلاعات دریافتی در فضایی داده‌ای بنام فضای k واریز شده و نهایتا به کمک تبدیلات فوریه ای به شکل تصویر در آورده می‌شوند.

کیفیت تصویری ام آر آی

  معمولا بهبود کیفیت تصویری در ام آر آی را با مقیاس هایی همانند قدرت تفکیک می سنجند و معمولا بهبود قدرت تفکیک نیز با خود عواقبی همانند کاهش سیگنال مفید (SNR) به همراه دارد. اما می‌توان این مشکلات را با راه حل هایی همانند استفاده از سیستم های با قدرت میدان B_o بالاتر و یا استفاده از ماده حاجب (Contrast agentss) مناسب تصحیح نمود.

  (قلب در حال تپش با دستگاه 3 تسلا)

  (نمونه تصویر ساژیتال از نوع T2)

(نمونه تصویر T1 (غده سرطانی سفید رنگ از نوع لمفوما است))

 (توالی برش‌های مغزی از بالا به پایین وزن یافته با T1)

مقایسه

ام آر آی از بعضی جهات برتری و از بعضی جهات دیگر نسبت به بقیه ابزار در فیزیک پزشکی ضعف دارد. در قیاس با سی تی اسکن این موارد عبارتند از:

برتری‌های ام‌آرآی در مقایسه با سی تی اسکن:

• تضاد تصویری (سایه‌روشن) بالاتر از سی تی اسکن
• تهیه مقاطع تصویری از جهات مختلف (از جمله اریب)
• عدم استفاده از پرتوهای یونیزان
• مانند سی‌تی‌اسکن موجب سخت شدن باریکه پرتوها (آرتیفکت سخت ، Beam hardening) نمی‌شود.

نقاط ضعف ام آر آی در مقایسه با سی‌تی‌اسکن:

• پر هزینه تر از سی‌تی‌اسکن، کمیاب‌تر و کار با آن مشکل‌تر است.
• تصویرگیری زمان بیشتری می‌برد.
• وضوح تصویری کمتری دارد.
• به دلیل طولانی تر بودن اسکن‌ها، آرتیفکت حرکتی بیشتری دارد.
• موجب مشکلات برای بیماران دارای اجسام فلزی در بدن خود می‌باشد.
• بیمار باید در حین انجام اسکن(ام آر آی) بی حرکت باشد. حرکات غیرقابل پیشگیری مانند تنفس، ضربان قلب و پریستالتیسم اغلب تصویر را مخدوش می‌سازند.

کلمات کلیدی: biomedical engineering ، مهندسی پزشکی ، آشنایی با مهندسی پزشکی ، معرفی  مهندسی پزشکی ، مهندسی پزشکی گرایش بالینی ، مهندسی پزشکی گرایش بیومکانیک ، مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک ، مهندسی پزشکی گرایش بیومتریال (بیومواد) ، مهندسی پزشکی ایران ، مهندسی پزشکی دانشگاه پیام نور ، پایگاه آموزشی و اطلاع رسانی مهندسی پزشکی ، اخبار و تازه های مهندسی پزشکی ، مقالات مهندسی پزشکی ، آموزش مهندسی پزشکی ، دانلود کتاب های مهندسی پزشکی ، دانلود جزوه های مهندسی پزشکی ، دانلود نمونه سوالات امتحانی مهندسی پزشکی ، تجهیزات پزشکی ، آشنایی با تجهیزات پزشکی ، MRI ، ام آر آی ، آشنایی با دستگاه MRI ، آشنایی با دستگاه ام آر آی