Cara Kerja Mesin MRI untuk Ortopedi

Pencitraan Resonansi Magnetik

MRI adalah singkatan dari pencitraan resonansi magnetik . Pada kenyataannya, nama yang tepat untuk penelitian ini adalah gambar resonansi magnetik nuklir (NMRI), tetapi ketika teknik ini sedang dikembangkan untuk digunakan dalam perawatan kesehatan konotasi kata "nuklir" dirasakan terlalu negatif dan ditinggalkan dari nama yang diterima.

MRI didasarkan pada prinsip-prinsip fisik dan kimia resonansi magnetik nuklir (NMR), teknik yang digunakan untuk mendapatkan informasi tentang sifat molekul.

Bagaimana MRI Bekerja

Untuk memulai, mari kita lihat bagian-bagian mesin MRI. Tiga komponen dasar mesin MRI adalah:

• Magnet utama
  Bagian terbesar dari MRI adalah magnet utama . Mengembangkan medan magnet dengan kekuatan yang memadai untuk menciptakan gambar MRI merupakan rintangan awal untuk diatasi dalam pengembangan teknologi ini.
• Magnet gradien
  Magnet gradien adalah bagian "fine-tuning" dari mesin MRI. Mereka memungkinkan MRI untuk fokus pada bagian tertentu dari tubuh. Magnet gradien juga bertanggung jawab untuk "suara gemerincing" di MRI.
• Koil
  Di samping bagian tubuh Anda yang dicitrakan adalah kumparan . Ada gulungan yang dibuat untuk bahu, lutut, dan bagian tubuh lainnya. Gelung akan memancarkan frekuensi radio yang memungkinkan MRI.

Magnet Utama

Magnet permanen (seperti jenis yang Anda gunakan pada pintu lemari es Anda) cukup kuat untuk digunakan dalam MRI akan terlalu mahal untuk diproduksi dan terlalu sulit untuk disimpan.

Cara lain untuk membuat magnet adalah melilitkan kawat listrik dan menjalankan arus melalui kawat. Ini menciptakan medan magnet di pusat kumparan. Untuk menciptakan medan magnet yang cukup kuat untuk melakukan MRI, gulungan kawat harus tidak memiliki hambatan; oleh karena itu mereka dimandikan dengan helium cair pada suhu 450 derajat Fahrenheit di bawah nol!

Hal ini memungkinkan koil untuk mengembangkan medan magnet 1,5 hingga 3 Tesla (kekuatan kebanyakan MRI medis), lebih dari 20.000 kali lebih kuat daripada medan magnet bumi.

Magnet Gradien

Ada tiga magnet yang lebih kecil dalam mesin MRI yang disebut magnet gradien. Magnet ini jauh lebih kecil daripada magnet utama (sekitar 1/1000 sebagai kuat), tetapi mereka memungkinkan medan magnet diubah sangat tepat. Ini adalah magnet gradien yang memungkinkan gambar "irisan" dari tubuh yang akan dibuat. Dengan mengubah magnet gradien, medan magnet dapat secara khusus difokuskan pada bagian tubuh yang dipilih.

Coil

MRI menggunakan sifat-sifat atom hidrogen untuk membedakan antara jaringan yang berbeda di dalam tubuh manusia. Tubuh manusia sebagian besar terdiri dari atom hidrogen (63%), elemen umum lainnya adalah oksigen (26%), karbon (9%), nitrogen (1%), dan jumlah fosfor, kalsium, dan natrium yang relatif kecil. MRI menggunakan properti atom yang disebut "spin" untuk membedakan perbedaan antara jaringan seperti otot, lemak, dan tendon.

Dengan seorang pasien dalam mesin MRI dan magnet dihidupkan, inti atom hidrogen cenderung berputar ke salah satu dari dua arah. Inti atom hidrogen ini dapat mentransisikan orientasi spin mereka, atau precess, ke arah yang berlawanan.

Untuk memutar arah yang lain, kumparan memancarkan frekuensi radio (RF) yang menyebabkan transisi ini (frekuensi energi yang diperlukan untuk membuat transisi ini adalah spesifik, dan disebut Larmour Frequency).

Sinyal yang digunakan dalam membuat gambar MRI berasal dari energi yang dilepaskan oleh molekul transisi atau precessing, dari energi tinggi ke keadaan rendah energi. Pertukaran energi antara keadaan spin disebut resonansi, dan dengan demikian disebut pencitraan resonansi magnetik .

Puting It All Together

Gelung ini juga berfungsi untuk mendeteksi energi yang dilepaskan oleh induksi magnetik dari precessing atom-atom.

Komputer menafsirkan data dan membuat gambar yang menampilkan karakteristik resonansi yang berbeda dari jenis jaringan yang berbeda. Kami melihat ini sebagai gambar warna abu-abu - beberapa jaringan tubuh terlihat lebih gelap atau lebih terang, semua tergantung pada proses di atas.

Pasien yang dijadwalkan untuk menjalani MRI akan ditanya beberapa pertanyaan spesifik untuk menentukan apakah MRI aman untuk pasien itu. Beberapa masalah yang akan dibahas meliputi:

• Logam di dalam tubuh
  Pasien dengan implan logam di tubuh perlu mengingatkan staf MRI sebelum menjalani tes MRI. Beberapa implan logam kompatibel dengan MRI, termasuk sebagian besar implan ortopedi . Namun, beberapa implan mencegah pasien dari pernah mengalami MRI, seperti klip aneurisma di otak dan implan mata metalik .
• Perangkat yang ditanamkan
  Pasien dengan alat pacu jantung atau defibrillator internal perlu mengingatkan staf MRI, karena perangkat ini mencegah penggunaan tes MRI.
• Pakaian / Perhiasan
  Pakaian atau perhiasan logam apa pun harus dilepas sebelum menjalani penelitian MRI.

Benda logam di sekitar MRI bisa berbahaya. Pada tahun 2001, seorang bocah laki-laki berumur enam tahun terbunuh ketika sebuah tank oksigen menyerang anak itu. Ketika magnet MRI dihidupkan, tangki oksigen tersedot ke MRI, dan anak itu tersentak oleh benda berat ini. Karena masalah potensial ini, staf MRI sangat berhati-hati dalam memastikan keselamatan pasien.

Kebisingan

Pasien sering mengeluhkan gangguan 'clanging' yang disebabkan oleh mesin MRI. Kebisingan ini berasal dari magnet gradien yang dijelaskan sebelumnya. Magnet gradien ini sebenarnya cukup kecil dibandingkan dengan magnet MRI utama, tetapi mereka penting dalam memungkinkan perubahan halus dalam medan magnet untuk terbaik 'melihat' bagian tubuh yang tepat.

Ruang angkasa

Beberapa pasien klaustrofobia dan tidak suka masuk ke mesin MRI . Untungnya, ada beberapa opsi yang tersedia.

• MRI ekstremitas
  MRI baru tidak mengharuskan Anda berbaring di dalam tabung. Sebaliknya, pasien yang memiliki MRI lutut, pergelangan kaki, kaki, siku, atau pergelangan tangan, cukup menempatkan bagian tubuh itu di dalam mesin MRI. Jenis mesin ini tidak bekerja untuk MRI bahu, tulang belakang, pinggul, atau panggul.
• Buka MRI
  Open MRI memiliki masalah kualitas yang signifikan, tetapi teknologi gambar telah sedikit meningkat dalam beberapa tahun terakhir. Sementara MRI tertutup masih disukai oleh banyak dokter , MRI terbuka mungkin merupakan alternatif yang cocok.
• Sedasi
  Beberapa pasien mengalami kesulitan duduk diam selama 45 menit yang dibutuhkan untuk menyelesaikan MRI, terutama dengan suara berdentang. Oleh karena itu, mungkin tepat untuk minum obat untuk bersantai sebelum melakukan penelitian MRI. Diskusikan hal ini dengan dokter Anda sebelum menjadwalkan penelitian MRI.