Inhalt
- Wie die MRT funktioniert
- Der Primärmagnet
- Die Gradientenmagnete
- Die Spule
- Alles zusammenfügen
- Der Lärm
- Der Raum
Die MRT basiert auf den physikalischen und chemischen Prinzipien der Kernspinresonanz (NMR), einer Technik, mit der Informationen über die Natur von Molekülen gewonnen werden.
Wie die MRT funktioniert
Schauen wir uns zunächst die Teile des MRT-Geräts an. Die drei Grundkomponenten des MRT-Geräts sind:
- Der primäre Magnet
- Der größte Teil der MRT ist die Primärmagnet. Die Entwicklung eines Magnetfelds mit ausreichender Stärke zur Erstellung von MRT-Bildern war eine frühe Hürde bei der Entwicklung dieser Technologie.
- Die Gradientenmagnete
- Das Gradientenmagnete sind der "Feinabstimmungs" -Teil des MRT-Geräts. Sie ermöglichen es der MRT, sich auf einen bestimmten Körperteil zu konzentrieren. Die Gradientenmagnete sind auch für das "klirrende Rauschen" in einer MRT verantwortlich.
- Die Spule
- Neben dem Teil Ihres Körpers, der abgebildet wird, befindet sich Die Spule. Es gibt Spulen für Schultern, Knie und andere Körperteile. Die Spule sendet eine Hochfrequenz aus, die eine MRT ermöglicht.
Der Primärmagnet
Ein Permanentmagnet (wie der, den Sie an Ihrer Kühlschranktür verwenden), der stark genug ist, um in einer MRT verwendet zu werden, wäre zu teuer in der Herstellung und zu umständlich in der Lagerung. Die andere Möglichkeit, einen Magneten herzustellen, besteht darin, einen elektrischen Draht zu wickeln und einen Strom durch den Draht zu leiten. Dies erzeugt ein Magnetfeld in der Mitte der Spule. Um ein Magnetfeld zu erzeugen, das stark genug ist, um eine MRT durchzuführen, dürfen die Drahtspulen keinen Widerstand haben. deshalb werden sie in flüssigem Helium bei einer Temperatur von 450 Grad Fahrenheit unter Null gebadet! Dadurch können die Spulen Magnetfelder von 1,5 bis 3 Tesla (die Stärke der meisten medizinischen MRTs) entwickeln, die mehr als 20.000 Mal stärker sind als das Erdmagnetfeld.
Die Gradientenmagnete
In einem MRT-Gerät befinden sich drei kleinere Magnete, die als Gradientenmagnete bezeichnet werden. Diese Magnete sind viel kleiner als der Primärmagnet (ungefähr 1/1000 so stark), aber sie ermöglichen eine sehr genaue Änderung des Magnetfelds. Es sind diese Gradientenmagnete, mit denen Bild- "Scheiben" des Körpers erzeugt werden können. Durch Ändern der Gradientenmagnete kann das Magnetfeld spezifisch auf einen ausgewählten Körperteil fokussiert werden.
Die Spule
Die MRT verwendet die Eigenschaften von Wasserstoffatomen, um zwischen verschiedenen Geweben im menschlichen Körper zu unterscheiden. Der menschliche Körper besteht hauptsächlich aus Wasserstoffatomen (63%), andere übliche Elemente sind Sauerstoff (26%), Kohlenstoff (9%), Stickstoff (1%) und relativ geringe Mengen an Phosphor, Calcium und Natrium. Die MRT verwendet eine Eigenschaft von Atomen, die als "Spin" bezeichnet wird, um Unterschiede zwischen Geweben wie Muskel, Fett und Sehne zu unterscheiden.
Wenn ein Patient in einem MRT-Gerät sitzt und der Magnet eingeschaltet ist, neigen die Kerne der Wasserstoffatome dazu, sich in eine von zwei Richtungen zu drehen. Diese Wasserstoffatomkerne können ihre Spinorientierung oder Präzession in die entgegengesetzte Orientierung überführen. Um die andere Richtung zu drehen, Die Spule sendet eine Hochfrequenz (RF) aus, die diesen Übergang verursacht (die für diesen Übergang erforderliche Energiefrequenz ist spezifisch und wird als Larmour-Frequenz bezeichnet).
Das Signal, das bei der Erstellung von MRT-Bildern verwendet wird, wird von der Energie abgeleitet, die von Molekülen freigesetzt wird, die übergehen oder sich fortbewegen, von ihrem energiereichen in ihren energiearmen Zustand. Dieser Energieaustausch zwischen Spinzuständen wird Resonanz genannt und daher Magnetresonanztomographie genannt.
Alles zusammenfügen
Die Spule dient auch dazu, die Energie zu erfassen, die durch magnetische Induktion aus der Verarbeitung der Atome abgegeben wird. Ein Computer interpretiert die Daten und erstellt Bilder, die die unterschiedlichen Resonanzeigenschaften verschiedener Gewebetypen anzeigen. Wir sehen dies als ein Bild von Grautönen - einige Körpergewebe erscheinen dunkler oder heller, alles abhängig von den oben genannten Prozessen.
Patienten, bei denen eine MRT geplant ist, werden einige spezifische Fragen gestellt, um festzustellen, ob die MRT für diesen Patienten sicher ist. Einige der Probleme, die angesprochen werden, sind:
- Metall im Körper
- Patienten mit Metallimplantaten im Körper müssen das MRT-Personal alarmieren, bevor sie sich einem MRT-Test unterziehen. Einige Metallimplantate sind mit der MRT kompatibel, einschließlich der meisten orthopädischen Implantate. Einige Implantate verhindern jedoch, dass Patienten jemals eine MRT erhalten, wie z. B. Aneurysma-Clips im Gehirn und metallische Augenimplantate.
- Implantierte Geräte
- Patienten mit Herzschrittmachern oder internen Defibrillatoren müssen das MRT-Personal alarmieren, da diese Geräte die Verwendung eines MRT-Tests verhindern.
- Kleidung / Schmuck
- Jegliche Metallkleidung oder Schmuckstücke sollten vor einer MRT-Untersuchung entfernt werden.
Metallgegenstände in der Nähe einer MRT können gefährlich sein. Im Jahr 2001 wurde ein sechsjähriger Junge getötet, als ein Sauerstofftank das Kind traf. Beim Einschalten des MRT-Magneten wurde der Sauerstofftank in die MRT gesaugt und das Kind von diesem schweren Gegenstand getroffen. Aufgrund dieses potenziellen Problems ist das MRT-Personal äußerst vorsichtig, um die Sicherheit der Patienten zu gewährleisten.
Der Lärm
Patienten klagen häufig über ein „klirrendes“ Geräusch, das durch MRT-Geräte verursacht wird. Dieses Rauschen kommt von den zuvor beschriebenen Gradientenmagneten. Diese Gradientenmagnete sind im Vergleich zum primären MRT-Magneten eigentlich recht klein, aber sie sind wichtig, damit subtile Änderungen im Magnetfeld den geeigneten Körperteil am besten „sehen“ können.
Der Raum
Einige Patienten sind klaustrophobisch und steigen nicht gerne in ein MRT-Gerät. Glücklicherweise stehen mehrere Optionen zur Verfügung.
- Extremitäten-MRTs
- Bei neuen MRTs müssen Sie nicht in einem Röhrchen liegen. Patienten mit einer MRT des Knies, Knöchels, Fußes, Ellbogens oder Handgelenks können diesen Körperteil einfach innerhalb des MRT-Geräts platzieren. Dieser Maschinentyp funktioniert nicht für die MRT von Schultern, Wirbelsäule, Hüften oder Becken.
- Öffnen Sie MRTs
- Offene MRTs hatten erhebliche Qualitätsprobleme, aber die Bildtechnologie hat sich in den letzten Jahren erheblich verbessert. Während geschlossene MRTs von vielen Ärzten immer noch bevorzugt werden, kann offene MRT eine geeignete Alternative sein.
- Sedierung
- Einige Patienten haben Probleme, 45 Minuten lang still zu sitzen, um eine MRT durchzuführen, insbesondere aufgrund des klirrenden Geräusches. Daher kann es angebracht sein, vor einer MRT-Untersuchung ein Medikament zur Entspannung einzunehmen. Besprechen Sie dies mit Ihrem Arzt, bevor Sie die MRT-Studie planen.