МРТ — це неінвазивна технологія візуалізації, яка створює тривимірні детальні анатомічні зображення. Його часто використовують для виявлення захворювань, діагностики та моніторингу лікування. Він заснований на складній технології, яка збуджує та виявляє зміну напрямку осі обертання протонів, що містяться у воді, з якої складаються живі тканини.
Як працює МРТ?
МРТ використовує потужні магніти, які створюють сильне магнітне поле, яке змушує протони в тілі вирівнюватися з цим полем. Коли радіочастотний струм проходить через пацієнта, протони стимулюються та виходять із рівноваги, напружуючись проти тягової сили магнітного поля. Коли радіочастотне поле вимкнено, датчики МРТ здатні виявляти енергію, що виділяється, коли протони перебудовуються з магнітним полем. Час, потрібний протонам для перебудови в магнітне поле, а також кількість вивільненої енергії змінюються залежно від середовища та хімічної природи молекул. На основі цих магнітних властивостей лікарі можуть відрізнити різні типи тканин.
Щоб отримати МРТ-зображення, пацієнта поміщають всередину великого магніту, і він повинен залишатися нерухомим під час процесу зображення, щоб не розмити зображення. Контрастні речовини (часто містять елемент гадоліній) можуть бути введені пацієнту внутрішньовенно до або під час МРТ, щоб збільшити швидкість, з якою протони перебудовуються з магнітним полем. Чим швидше протони перебудовуються, тим яскравіше зображення.
Які типи магнітів використовують МРТ?
У системах МРТ використовуються три основні типи магнітів:
-Резистивні магніти виготовляються з багатьох котушок дроту, намотаних навколо циліндра, через який пропускається електричний струм. Це створює магнітне поле. При відключенні електрики магнітне поле зникає. Виготовлення цих магнітів дешевше, ніж надпровідний магніт (див. нижче), але для роботи потрібна величезна кількість електроенергії через природний опір дроту. Електроенергія може бути дорогою, якщо потрібні магніти більшої потужності.
- Постійний магніт є саме таким - постійним. Магнітне поле завжди є і завжди на повній силі. Тому утримання поля не коштує нічого. Головним недоліком є те, що ці магніти надзвичайно важкі: іноді багато, багато тонн. Деякі сильні поля потребуватимуть настільки важких магнітів, що їх буде важко створити.
-Надпровідні магніти, безумовно, найчастіше використовуються в МРТ. Надпровідні магніти чимось схожі на резистивні магніти - котушки дроту, через які проходить електричний струм, створюють магнітне поле. Важлива відмінність полягає в тому, що в надпровідному магніті дріт постійно купається в рідкому гелії (при холодній температурі 452,4 градуса нижче нуля). Цей майже неймовірний холод знижує опір дроту до нуля, різко зменшуючи потребу в електроенергії для системи та роблячи її набагато економічнішою в експлуатації.
Види магнітів
Конструкція МРТ в основному визначається типом і форматом головного магніту, тобто МРТ закритого, тунельного типу або відкритого МРТ.
Найпоширенішими магнітами є надпровідні електромагніти. Вони складаються з котушки, яка стала надпровідною за допомогою рідинного охолодження гелієм. Вони створюють сильні, однорідні магнітні поля, але дорогі та потребують регулярного обслуговування (а саме поповнення гелієвого бака).
У разі втрати надпровідності електрична енергія розсіюється у вигляді тепла. Це нагрівання викликає швидке википання рідкого гелію, який перетворюється на дуже великий об’єм газоподібного гелію (гасіння). Для попередження термічних опіків і асфіксії надпровідні магніти мають системи безпеки: труби для відведення газу, моніторинг відсотка кисню і температури всередині кабінету МРТ, відкриття дверей назовні (надлишковий тиск всередині приміщення).
Надпровідні магніти працюють безперервно. Щоб обмежити обмеження встановлення магніту, пристрій має систему екранування, яка є пасивною (металевою) або активною (зовнішня надпровідна котушка, поле якої протилежне полю внутрішньої котушки), щоб зменшити напруженість поля розсіювання.
Низькопольна МРТ також використовує:
- Резистивні електромагніти, які дешевші та прості в обслуговуванні, ніж надпровідні магніти. Вони набагато менш потужні, споживають більше енергії та потребують системи охолодження.
- Постійні магніти різних форматів, що складаються з феромагнітних металевих компонентів. Хоча вони мають перевагу в тому, що вони недорогі та прості в обслуговуванні, вони дуже важкі та слабкі за інтенсивністю.
Щоб отримати найбільш однорідне магнітне поле, магніт потрібно точно налаштувати («ширмувати») або пасивно, використовуючи рухомі шматки металу, або активно, використовуючи маленькі електромагнітні котушки, розподілені всередині магніту.
Характеристики основного магніту
Основні характеристики магніту:
-Тип (надпровідні або резистивні електромагніти, постійні магніти)
- Сила створеного поля, виміряна в Тесла (Т). У сучасній клінічній практиці це коливається від 0,2 до 3,0 Тл. У дослідженнях використовуються магніти з силою 7 Тл або навіть 11 Тл і більше.
-Однорідність
