التصوير بالرنين المغناطيسي هو تقنية تصوير غير جراحية تنتج صورًا تشريحية مفصلة ثلاثية الأبعاد. وغالبًا ما يتم استخدامه للكشف عن الأمراض وتشخيصها ومراقبة العلاج. يعتمد على تقنية متطورة تعمل على إثارة واكتشاف التغير في اتجاه محور دوران البروتونات الموجودة في الماء الذي يتكون من الأنسجة الحية.
كيف يعمل التصوير بالرنين المغناطيسي؟
يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي مغناطيسات قوية تنتج مجالًا مغناطيسيًا قويًا يجبر البروتونات في الجسم على التوافق مع هذا المجال. عندما يتم بعد ذلك نبض تيار تردد راديوي عبر المريض، يتم تحفيز البروتونات، وتخرج عن التوازن، وتضغط ضد سحب المجال المغناطيسي. عند إيقاف تشغيل مجال التردد الراديوي، تكون مستشعرات التصوير بالرنين المغناطيسي قادرة على اكتشاف الطاقة المنطلقة أثناء إعادة اصطفاف البروتونات مع المجال المغناطيسي. يتغير الوقت الذي تستغرقه البروتونات لإعادة اصطفافها مع المجال المغناطيسي، وكذلك كمية الطاقة المنطلقة، اعتمادًا على البيئة والطبيعة الكيميائية للجزيئات. يستطيع الأطباء معرفة الفرق بين أنواع الأنسجة المختلفة بناءً على هذه الخصائص المغناطيسية.
للحصول على صورة التصوير بالرنين المغناطيسي، يتم وضع المريض داخل مغناطيس كبير ويجب أن يظل ثابتًا تمامًا أثناء عملية التصوير حتى لا يتم تشويش الصورة. يمكن إعطاء عوامل التباين (التي تحتوي غالبًا على عنصر الجادولينيوم) للمريض عن طريق الوريد قبل أو أثناء التصوير بالرنين المغناطيسي لزيادة سرعة إعادة تنظيم البروتونات مع المجال المغناطيسي. كلما زادت سرعة إعادة تنظيم البروتونات، أصبحت الصورة أكثر سطوعًا.
ما هي أنواع المغناطيسات التي يستخدمها التصوير بالرنين المغناطيسي؟
تستخدم أنظمة التصوير بالرنين المغناطيسي ثلاثة أنواع أساسية من المغناطيس:
- المغناطيس المقاوم مصنوع من عدة ملفات من الأسلاك ملفوفة حول أسطوانة يتم من خلالها تمرير تيار كهربائي. هذا يولد المجال المغناطيسي. عندما يتم قطع الكهرباء، يموت المجال المغناطيسي. تكلفة تصنيع هذه المغناطيسات أقل من تكلفة تصنيع المغناطيس فائق التوصيل (انظر أدناه)، ولكنها تحتاج إلى كميات هائلة من الكهرباء لتشغيلها بسبب المقاومة الطبيعية للسلك. يمكن أن تصبح الكهرباء باهظة الثمن عند الحاجة إلى مغناطيسات ذات طاقة أعلى.
- المغناطيس الدائم هو مجرد - دائم. المجال المغناطيسي موجود دائمًا وبكامل قوته دائمًا. لذلك، لا تكلف شيئا لصيانة هذا المجال. العيب الرئيسي هو أن هذه المغناطيسات ثقيلة للغاية: في بعض الأحيان تصل إلى عدة أطنان. ستحتاج بعض الحقول القوية إلى مغناطيسات ثقيلة جدًا، مما يجعل من الصعب تصنيعها.
- المغناطيس فائق التوصيل هو الأكثر استخدامًا في التصوير بالرنين المغناطيسي. تشبه المغناطيسات فائقة التوصيل إلى حد ما المغناطيسات المقاومة - حيث تعمل ملفات الأسلاك ذات التيار الكهربائي المار على إنشاء المجال المغناطيسي. والفرق المهم هو أنه في المغناطيس فائق التوصيل، يتم غمر السلك باستمرار بالهيليوم السائل (عند درجة حرارة باردة تبلغ 452.4 درجة تحت الصفر). يؤدي هذا البرد الذي لا يمكن تصوره تقريبًا إلى انخفاض مقاومة السلك إلى الصفر، مما يقلل بشكل كبير من متطلبات الكهرباء للنظام ويجعل تشغيله أكثر اقتصادًا.
أنواع المغناطيس
يتم تحديد تصميم التصوير بالرنين المغناطيسي بشكل أساسي حسب نوع وشكل المغناطيس الرئيسي، أي التصوير بالرنين المغناطيسي المغلق أو النفقي أو التصوير بالرنين المغناطيسي المفتوح.
المغناطيس الأكثر استخدامًا هو المغناطيس الكهربائي فائق التوصيل. وتتكون هذه من ملف تم جعله فائق التوصيل عن طريق التبريد السائل بالهيليوم. إنها تنتج مجالات مغناطيسية قوية ومتجانسة، ولكنها باهظة الثمن وتتطلب صيانة منتظمة (أي ملء خزان الهيليوم).
في حالة فقدان الموصلية الفائقة، تتبدد الطاقة الكهربائية على شكل حرارة. يؤدي هذا التسخين إلى غليان سريع للهيليوم السائل الذي يتحول إلى كمية كبيرة جدًا من الهيليوم الغازي (الإرواء). من أجل منع الحروق الحرارية والاختناق، تحتوي المغناطيسات فائقة التوصيل على أنظمة أمان: أنابيب تفريغ الغاز، مراقبة نسبة الأكسجين ودرجة الحرارة داخل غرفة التصوير بالرنين المغناطيسي، فتح الباب للخارج (الضغط الزائد داخل الغرفة).
تعمل المغناطيسات فائقة التوصيل بشكل مستمر. للحد من قيود تثبيت المغناطيس، يحتوي الجهاز على نظام حماية يكون إما سلبيًا (معدنيًا) أو نشطًا (ملف خارجي فائق التوصيل يتناقض مجاله مع مجال الملف الداخلي) لتقليل شدة المجال الشارد.
يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي منخفض المجال أيضًا:
- مغناطيسات كهربائية مقاومة، وهي أرخص وأسهل في الصيانة من المغناطيسات فائقة التوصيل. وهي أقل قوة بكثير، وتستهلك المزيد من الطاقة وتتطلب نظام تبريد.
- مغناطيسات دائمة، بأشكال مختلفة، مكونة من مكونات معدنية حديدية مغناطيسية. وعلى الرغم من أنها تتمتع بميزة كونها غير مكلفة وسهلة الصيانة، إلا أنها ثقيلة جدًا وضعيفة الكثافة.
للحصول على المجال المغناطيسي الأكثر تجانسًا، يجب ضبط المغناطيس بدقة ("الحشو")، إما بشكل سلبي، باستخدام قطع معدنية متحركة، أو بشكل نشط، باستخدام ملفات كهرومغناطيسية صغيرة موزعة داخل المغناطيس.
خصائص المغناطيس الرئيسي
الخصائص الرئيسية للمغناطيس هي:
- النوع (مغناطيس كهربائي فائق التوصيل أو مقاوم، مغناطيس دائم)
-قوة المجال الناتج، مقاسة بوحدة تسلا (T). في الممارسة السريرية الحالية، يتراوح هذا من 0.2 إلى 3.0 تسلا. وفي الأبحاث، يتم استخدام مغناطيس بقوة 7 تسلا أو حتى 11 تسلا وأكثر.
-تجانس
