Hoe een MRI-machine werkt voor orthopedie

MRI staat voor magnetische resonantie beeldvorming. In werkelijkheid is de juiste naam voor deze studie een nucleair magnetisch resonantiebeeld (NMRI), maar toen de techniek werd ontwikkeld voor gebruik in de gezondheidszorg, werd de connotatie van het woord “nucleair” als te negatief ervaren en werd buiten beschouwing gelaten. de geaccepteerde naam.

MRI is gebaseerd op de fysische en chemische principes van nucleaire magnetische resonantie (NMR), een techniek die wordt gebruikt om informatie te verkrijgen over de aard van moleculen.

Hoe MRI werkt

Laten we om te beginnen eens kijken naar de onderdelen van de MRI-machine. De drie basiscomponenten van de MRI-machine zijn:

• De primaire magneet

  • Het grootste deel van de MRI is de primaire magneet. Het ontwikkelen van een magnetisch veld met voldoende sterkte om MRI-beelden te maken, was een vroege hindernis die moest worden overwonnen bij de ontwikkeling van deze technologie.

• De verloopmagneten

  • De gradiëntmagneten zijn het “fine-tuning” -deel van de MRI-machine. Ze zorgen ervoor dat de MRI zich kan concentreren op een specifiek deel van het lichaam. De gradiëntmagneten zijn ook verantwoordelijk voor het “kletterende geluid” in een MRI.

• de spoel

  • Naast het deel van uw lichaam dat wordt afgebeeld, bevindt zich de spoel. Er zijn spoelen gemaakt voor schouders, knieën en andere lichaamsdelen. De spoel zendt een radiofrequentie uit die een MRI mogelijk maakt.

De primaire magneet

Een permanente magneet (zoals het soort dat u op uw koelkastdeur gebruikt) die krachtig genoeg is om in een MRI te gebruiken, zou te duur zijn om te produceren en te omslachtig om op te slaan. De andere manier om een ​​magneet te maken, is door een elektrische draad op te rollen en een stroom door de draad te laten lopen. Dit creëert een magnetisch veld in het midden van de spoel. Om een ​​magnetisch veld te creëren dat sterk genoeg is om MRI uit te voeren, mogen de draadspoelen geen weerstand hebben; daarom worden ze gebaad in vloeibaar helium bij een temperatuur van 450 graden Fahrenheit onder nul! Hierdoor kunnen de spoelen magnetische velden ontwikkelen van 1,5 tot 3 Tesla (de sterkte van de meeste medische MRI’s), meer dan 20.000 keer sterker dan het aardmagnetisch veld.

De verloopmagneten

Er zijn drie kleinere magneten in een MRI-machine die gradiëntmagneten worden genoemd. Deze magneten zijn veel kleiner dan de primaire magneet (ongeveer 1/1000 zo sterk), maar ze laten het magnetische veld zeer nauwkeurig veranderen. Het zijn deze gradiëntmagneten die het mogelijk maken om “plakjes” van het lichaam te creëren. Door de gradiëntmagneten te wijzigen, kan het magnetische veld specifiek op een geselecteerd deel van het lichaam worden gericht.

de spoel

MRI gebruikt eigenschappen van waterstofatomen om onderscheid te maken tussen verschillende weefsels in het menselijk lichaam. Het menselijk lichaam bestaat voornamelijk uit waterstofatomen (63%), andere veel voorkomende elementen zijn zuurstof (26%), koolstof (9%), stikstof (1%) en relatief kleine hoeveelheden fosfor, calcium en natrium. MRI gebruikt een eigenschap van atomen die “spin” wordt genoemd om verschillen tussen weefsels zoals spieren, vet en pezen te onderscheiden.

Met een patiënt in een MRI-machine en de magneet ingeschakeld, hebben de kernen van de waterstofatomen de neiging om in een van twee richtingen te draaien. Deze waterstofatoomkernen kunnen hun spinoriëntatie, of precessie, overzetten naar de tegenovergestelde oriëntatie. Om de andere richting te draaien, zendt de spoel een radiofrequentie (RF) uit die deze overgang veroorzaakt (de frequentie van energie die nodig is om deze overgang te maken is specifiek en wordt de Larmour-frequentie genoemd).

Het signaal dat wordt gebruikt bij het maken van MRI-beelden is afgeleid van de energie die vrijkomt door moleculen die overgaan of preceseren, van hun hoge energie naar hun lage energietoestand. Deze uitwisseling van energie tussen spintoestanden wordt resonantie genoemd, en vandaar de naam magnetische resonantiebeeldvorming.

Alles bij elkaar zetten

De spoel dient ook om de energie te detecteren die wordt afgegeven door magnetische inductie van de precessie van de atomen. Een computer interpreteert de gegevens en maakt beelden die de verschillende resonantiekarakteristieken van verschillende weefseltypes weergeven. We zien dit als een afbeelding van grijstinten – sommige lichaamsweefsels worden donkerder of lichter weergegeven, allemaal afhankelijk van de bovenstaande processen.

Patiënten die een MRI moeten ondergaan, zullen een aantal specifieke vragen worden gesteld om te bepalen of de MRI veilig is voor die patiënt. Enkele van de problemen die aan de orde zullen komen, zijn onder meer:

• Metaal in het lichaam

  • Patiënten met metalen implantaten in het lichaam moeten het MRI-personeel waarschuwen voordat ze een MRI-test ondergaan. Sommige metalen implantaten zijn compatibel met MRI, waaronder de meeste orthopedische implantaten. Sommige implantaten voorkomen echter dat patiënten ooit een MRI krijgen, zoals aneurysmaclips in de hersenen en metalen oogimplantaten.

• Geïmplanteerde apparaten

  • Patiënten met pacemakers of interne defibrillatoren moeten het MRI-personeel waarschuwen, omdat deze apparaten het gebruik van een MRI-test verhinderen.

• Kleding/Sieraden

  • Alle metalen kleding of sieraden moeten worden verwijderd voordat een MRI-onderzoek wordt ondergaan.

Metalen voorwerpen in de buurt van een MRI kunnen gevaarlijk zijn. In 2001 kwam een ​​zesjarige jongen om het leven toen een zuurstoftank het kind raakte. Toen de MRI-magneet werd aangezet, werd de zuurstoftank in de MRI gezogen en werd het kind geraakt door dit zware voorwerp. Vanwege dit potentiële probleem is het MRI-personeel uiterst voorzichtig bij het waarborgen van de veiligheid van patiënten.

Het geluid

Patiënten klagen vaak over een ‘rinkelend’ geluid dat wordt veroorzaakt door MRI-machines. Deze ruis komt van de gradiëntmagneten die eerder werden beschreven. Deze gradiëntmagneten zijn eigenlijk vrij klein in vergelijking met de primaire MRI-magneet, maar ze zijn belangrijk om subtiele veranderingen in het magnetische veld mogelijk te maken om het juiste deel van het lichaam het beste te ‘zien’.

De ruimte

Sommige patiënten zijn claustrofobisch en gaan niet graag in een MRI-machine. Gelukkig zijn er meerdere mogelijkheden.

• MRI’s van extremiteiten
• Voor nieuwe MRI’s hoeft u niet in een buis te liggen. In plaats daarvan kunnen patiënten met een MRI van de knie, enkel, voet, elleboog of pols dat lichaamsdeel eenvoudig in de MRI-machine plaatsen. Dit type machine werkt niet voor MRI van de schouders, ruggengraat, heupen of bekken.
• MRI’s openen
• Open MRI’s hadden aanzienlijke kwaliteitsproblemen, maar de beeldtechnologie is de afgelopen jaren behoorlijk verbeterd. Hoewel gesloten MRI’s nog steeds de voorkeur hebben van veel zorgverleners, kan open MRI een geschikt alternatief zijn.
• Sedatie
• Sommige patiënten hebben moeite om de 45 minuten die nodig zijn om een ​​MRI af te ronden stil te zitten, vooral met het rinkelende geluid. Daarom kan het aangewezen zijn om een ​​medicijn te nemen om te ontspannen voorafgaand aan een MRI-onderzoek. Bespreek dit met uw zorgverlener voordat u het MRI-onderzoek plant.