MRI je neinvazivní zobrazovací technologie, která vytváří trojrozměrné detailní anatomické snímky. Často se používá pro detekci onemocnění, diagnostiku a sledování léčby. Je založen na sofistikované technologii, která excituje a detekuje změnu směru rotační osy protonů nacházejících se ve vodě, která tvoří živé tkáně.
Jak MRI funguje?
MRI využívají silné magnety, které vytvářejí silné magnetické pole, které nutí protony v těle, aby se s tímto polem vyrovnaly. Když pak pacientem prochází radiofrekvenční proud, jsou protony stimulovány a vychylují se z rovnováhy a namáhají se proti působení magnetického pole. Když je radiofrekvenční pole vypnuto, senzory MRI jsou schopny detekovat energii uvolněnou, když se protony znovu vyrovnají s magnetickým polem. Doba potřebná k tomu, aby se protony znovu srovnaly s magnetickým polem, stejně jako množství uvolněné energie se mění v závislosti na prostředí a chemické povaze molekul. Na základě těchto magnetických vlastností jsou lékaři schopni rozeznat rozdíl mezi různými typy tkání.
Aby bylo možné získat snímek magnetickou rezonancí, je pacient umístěn do velkého magnetu a během procesu snímkování musí zůstat velmi nehybný, aby nedošlo k rozmazání snímku. Kontrastní látky (často obsahující prvek gadolinium) mohou být pacientovi podávány intravenózně před nebo během MRI, aby se zvýšila rychlost, kterou se protony přizpůsobují magnetickému poli. Čím rychleji se protony přeskupují, tím je obraz jasnější.
Jaké typy magnetů MRI používají?
Systémy MRI používají tři základní typy magnetů:
-Odporové magnety jsou vyrobeny z mnoha cívek drátu omotaných kolem válce, kterým prochází elektrický proud. To vytváří magnetické pole. Když se elektřina vypne, magnetické pole zanikne. Výroba těchto magnetů je levnější než supravodivý magnet (viz níže), ale potřebují k provozu obrovské množství elektřiny kvůli přirozenému odporu drátu. Elektřina může být drahá, když jsou potřeba magnety s vyšším výkonem.
Permanentní magnet je právě takový -- permanentní. Magnetické pole je vždy přítomno a vždy v plné síle. Údržba pole tedy nic nestojí. Hlavní nevýhodou je, že tyto magnety jsou extrémně těžké: někdy mnoho, mnoho tun. Některá silná pole by potřebovala magnety tak těžké, že by bylo obtížné je sestrojit.
-Supravodivé magnety jsou zdaleka nejběžněji používané v MRI. Supravodivé magnety jsou poněkud podobné odporovým magnetům - cívky drátu s procházejícím elektrickým proudem vytvářejí magnetické pole. Důležitý rozdíl je v tom, že v supravodivém magnetu se drát neustále koupe v kapalném heliu (při chladu 452,4 stupňů pod nulou). Tento téměř nepředstavitelný chlad snižuje odpor drátu na nulu, čímž se dramaticky snižují požadavky na elektřinu systému a jeho provoz je mnohem ekonomičtější.
Druhy magnetů
Konstrukce MRI je v podstatě určena typem a formátem hlavního magnetu, tj. uzavřeným, tunelovým MRI nebo otevřeným MRI.
Nejčastěji používanými magnety jsou supravodivé elektromagnety. Ty se skládají z cívky, která byla vyrobena jako supravodivá díky chlazení heliem. Vytvářejí silná, homogenní magnetická pole, ale jsou drahé a vyžadují pravidelnou údržbu (zejména doplňování héliové nádrže).
V případě ztráty supravodivosti se elektrická energie rozptýlí jako teplo. Toto zahřívání způsobí rychlé vyvaření kapalného helia, které se přemění na velmi vysoký objem plynného helia (zhášení). Aby se zabránilo tepelným popáleninám a asfyxii, mají supravodivé magnety bezpečnostní systémy: potrubí pro odvod plynu, sledování procenta kyslíku a teploty uvnitř místnosti MRI, otevírání dveří ven (přetlak uvnitř místnosti).
Supravodivé magnety fungují nepřetržitě. Aby se omezila omezení při instalaci magnetu, zařízení má stínící systém, který je buď pasivní (kovový) nebo aktivní (vnější supravodivá cívka, jejíž pole je opačné jako pole vnitřní cívky), aby se snížila intenzita rozptylového pole.
Nízkopolní MRI také používá:
-Odporové elektromagnety, které jsou levnější a jednodušší na údržbu než supravodivé magnety. Ty jsou mnohem méně výkonné, spotřebují více energie a vyžadují chladicí systém.
-Permanentní magnety různých formátů, složené z feromagnetických kovových součástí. Přestože mají výhodu v tom, že jsou levné a snadno se udržují, jsou velmi těžké a slabé co do intenzity.
K získání co nejhomogennějšího magnetického pole musí být magnet jemně vyladěn ("shimming"), buď pasivně pomocí pohyblivých kusů kovu, nebo aktivně pomocí malých elektromagnetických cívek rozmístěných v magnetu.
Charakteristika hlavního magnetu
Hlavní vlastnosti magnetu jsou:
-Typ (supravodivé nebo odporové elektromagnety, permanentní magnety)
-Síla vytvořeného pole, měřená v Tesle (T). V současné klinické praxi se to pohybuje od 0,2 do 3,0 T. Ve výzkumu se používají magnety o síle 7 T nebo dokonce 11 T a více.
-Stejnorodost
