در دام آهن ‌ربا

● تکنولوژی پیچیده ام.آر.آی در خدمت تشخیص بیماری‌ها
زمانی که در سوم جولای ۱۹۷۷، اولین آزمایش ام.آر.آی (MRI) روی انسان انجام شد و بیش از ۵ ساعت به طول انجامید، بسیاری از متخصصان معتقد بودند حادثه‌ای است که دنیای پزشکی را متحول می‌نماید. هر چند تصاویری که آن زمان گرفته شد، با تصاویر امروزی، اصلا قابل مقایسه نیستند. تا سال ۱۹۸۲، تعداد دستگاه‌های MRI در آمریکا انگشت‌شمار بود، اما امروزه هزاران دستگاه از آن با قدرت و پیشرفت بی‌نظیر، به صورت دو بعدی و سه بعدی در اکثر بیمارستان‌های جهان وجود دارند. M.R.I، تکنولوژی بسیار پیچیده‌ای دارد که بسیاری با نحوه دقیق عملکرد آن آشنا نیستند، لذا سعی می‌شود تا در این مقاله با این دستگاه عظیم‌الجثه و پر سر و صدا آشنا شویم.
● MRI چیست؟
MRI ‌(تصویربرداری تشدید مغناطیسی)، روش تولید تصاویر با جزییات کامل از بافت‌ها و ارگان‌های بدن، بدون کاربرد پرتوهای ایکس و یونیزه شده است که مزیت بزرگی برای این دستگاه محسوب می‌شود البته اوایل، این نوع تصویربرداری را «تصویربرداری تشدید مغناطیسی هسته‌ای» (NMRI) می‌نامیدند، چرا که در ابتدا از پرتوهای یونیزه شده هسته‌ای برای عکس‌برداری استفاده می‌شد که در طی زمان، حذف شده‌اند. دستگاه MRI، اغلب در غالب یک مکعب غول‌پیکر به ابعاد ۲×۲×۳ متر طراحی می‌شود، هر چند امروزه ابعاد کوچک‌تر آنها نیز طراحی شده‌اند. درون این دستگاه، لوله‌ای افقی وجود دارد که از جلو به عقب، درون یک مغناطیس حرکت می‌کند که منفذ یا کالیبر مغناطیس نامیده می‌شود. بیمار در حالی که به پشت روی یک میز مخصوص دراز کشیده، برحسب اسکنی که قرار است انجام شود تا حد مورد نیاز از سمت سر یا پا وارد کالیبر می‌شود تا زمانی که بافت هدف کاملا در مرکز میدان مغناطیسی قرار گیرد.
دستگاه M.R.I می‌تواند به کمک امواج رادیویی، یک نقطه ریز به کوچکی مکعبی به ضلع نیم میلی‌متر را برای اسکن انتخاب کند و سیگنال‌های فرستاده شده از طرف این نقطه کوچک به مرکز پردازش دستگاه، موجب تولید تصاویر دو بعدی یا سه‌بعدی می‌شود. با تغییر پارامترهای دستگاه، می‌توان تصاویری با ظواهر و کارایی‌های متنوع تولید کرد که قابل مقایسه با سی‌تی‌اسکن نیست. از دیگر کاربردهای آن، ایجاد تصاویر با جزییات بسیار زیاد از عروق خونی بدون استفاده از مواد حاجب است، هر چند که این مواد، وضوح تصاویر را بالاتر می‌برد اما تزریق آنها بدون عارضه نیست. استفاده از M.R.I به خصوص جهت تشخیص بیماری‌های آئورت، عروق خونی، کلیه‌ها و ریه‌ها را در اصطلاح MRA می‌نامند.
● اهمیت MRI
MRI، روشی است که در حدود ۵۰ سال از عمر آن می‌گذرد و در این مدت، جوایز نوبل متعددی را به خود اختصاص داده است. از جمله، پیتر منسفیلد، گرادیان را در میدان مغناطیسی مورد استفاده قرار داد تا بتواند به طور دقیق، تفاوت‌های تشدید را نشان دهد و بر این اساس جایزه نوبل ۲۰۰۳ را به خود اختصاص داد.
● مواد حاجب
این مواد که گاهی ماده رنگی نیز نامیده می‌شوند، برای افزایش وضوح تصاویر در اسکن به بیمار تزریق می‌شود، در نتیجه ارگان‌ها و نمای عروق، روشن‌تر شده و تشخیص بیماری یا ضایعه آسان‌تر است.این ماده بعد از انجام تست با نوشیدن مایعات فراوان از بدن شخص بیمار، دفع خواهد شد.
● ساختمان MRI
مگنت‌ها، بزرگ‌ترین و گران‌بهاترین قسمت اسکنر MRI هستند، به طوری که دقت و قدرت این آهن‌ربا، به شدت برای تولید تصویر مهم است. انواع مغناطیس‌های مورد استفاده جهت ایجاد میدان یکنواخت در منفذ دستگاه به سه دسته تقسیم می‌شوند:مغناطیس‌های دایمی یا آهن‌رباهای ثابت: این مغناطیس‌ها که از مواد فرو مغناطیس تشکیل شده‌اند، بسیار حجیم هستند به طوری که وزن ‌آنها می‌تواند به ۱۰۰ تن هم برسد. این دسته دارای شدت میدانی در حدود ۵/۰ تا ۵ تسلا می‌باشند.مغناطیس‌های مقاومتی: این دسته توانایی تشکیل میدانی به شدت ۵ تسلا را دارا می‌باشند. از مزایای آن می‌توان به قیمت ارزان آن اشاره کرد اما پایداری کم و توانایی‌ تولید میدان محدود و مصرف انرژی زیاد، استفاده از آن را پرهزینه کرده است.
مغناطیس‌های ابررسانا: با ساختن سیم‌پیچ‌های الکترومگنت از سیم‌های ابررسانا می‌توان میدان‌هایی با قدرت و پایداری خیلی زیاد ایجاد کرد. اغلب میدان‌های مغناطیسی تولیدی توسط این آهن‌رباها، دارای شدتی بیش از ۲ تسلا می‌باشد. از این رو، اکثر اسکن‌های امروزی از چنین ساختاری در ساختمان خود استفاده می‌کنند. از آنجا که بر اثر افزایش‌ دما، خاصیت ابر رسانایی سیم‌پیچ‌ها به شدت کاهش می‌یابد، از این رو سیم‌های آن در هلیوم مایع فرو برده می‌شود. در هر حال از هر یک از مگنت‌های فوق که استفاده شود، باید سه ویژگی مهم داشته باشند:
۱) تولید میدان یکنواخت در منفذ دستگاه،
۲) شدت میدان ثابت،
۳) نسبت نوفه (noise) به سیگنال کم.
● گرادیان‌ها
علاوه بر میدان‌های مغناطیسی یکنواخت، میدان‌های متغیر دیگری به نام گرادیان وجود دارند که دارای قدرتی در حدود ۲۰ تا ۱۰۰ میلی‌تسلا بر متر هستند. سرعت اسکن به عملکرد سیستم گرادیان وابسته است، به طوری که گرادیان‌های قوی‌تر سرعت تصویربرداری بیشتری دارند.
● سیستم فرستنده امواج رادیویی
این سیستم که می‌تواند امواجی را به صورت پالس- ارسال کند از یک ترکیب‌کننده، یک تقویت‌کننده و یک فرستنده تشکیل شده است و در بدنه اسکنرها جاسازی می‌شوند.

منبع : هفته نامه سپید