MRI हे नॉन-इनवेसिव्ह इमेजिंग तंत्रज्ञान आहे जे त्रिमितीय तपशीलवार शारीरिक प्रतिमा तयार करते. हे सहसा रोग शोधणे, निदान आणि उपचार निरीक्षणासाठी वापरले जाते. हे अत्याधुनिक तंत्रज्ञानावर आधारित आहे जे जिवंत ऊती बनवणाऱ्या पाण्यात आढळणाऱ्या प्रोटॉनच्या रोटेशनल अक्षाच्या दिशेने बदल उत्तेजित करते आणि शोधते.
एमआरआय कसे कार्य करते?
MRIs शक्तिशाली चुंबक वापरतात जे एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र तयार करतात जे शरीरातील प्रोटॉनला त्या क्षेत्राशी संरेखित करण्यास भाग पाडतात. जेव्हा रेडिओफ्रिक्वेंसी करंट रुग्णाद्वारे स्पंदित केला जातो तेव्हा प्रोटॉन उत्तेजित होतात आणि चुंबकीय क्षेत्राच्या खेचण्याविरूद्ध ताणतणाव समतोल बाहेर फिरतात. रेडिओफ्रिक्वेंसी फील्ड बंद केल्यावर, प्रोटॉन चुंबकीय क्षेत्राशी पुन्हा जुळतात म्हणून एमआरआय सेन्सर्स सोडण्यात येणारी ऊर्जा शोधण्यात सक्षम असतात. प्रोटॉनला चुंबकीय क्षेत्राशी जुळवून घेण्यासाठी लागणारा वेळ, तसेच सोडलेल्या ऊर्जेचे प्रमाण, पर्यावरण आणि रेणूंच्या रासायनिक स्वरूपावर अवलंबून बदलते. या चुंबकीय गुणधर्मांवर आधारित विविध प्रकारच्या ऊतींमधील फरक सांगण्यास डॉक्टर सक्षम आहेत.
एमआरआय प्रतिमा मिळविण्यासाठी, रुग्णाला एका मोठ्या चुंबकाच्या आत ठेवले जाते आणि प्रतिमा अस्पष्ट होऊ नये म्हणून इमेजिंग प्रक्रियेदरम्यान तो अगदी स्थिर राहिला पाहिजे. प्रोटॉन्स चुंबकीय क्षेत्राशी जुळवून घेण्याची गती वाढवण्यासाठी कॉन्ट्रास्ट एजंट (बहुतेकदा गॅडोलिनियम घटक असलेले) एमआरआयच्या आधी किंवा दरम्यान इंट्राव्हेनसद्वारे रुग्णाला दिले जाऊ शकतात. प्रोटॉन जितक्या वेगाने पुन्हा जुळतात तितकी प्रतिमा उजळ होते.
एमआरआय कोणत्या प्रकारचे चुंबक वापरतात?
एमआरआय प्रणाली तीन मूलभूत प्रकारचे चुंबक वापरतात:
- सिलेंडरभोवती गुंडाळलेल्या वायरच्या अनेक कॉइलपासून प्रतिरोधक चुंबक तयार केले जातात ज्यामधून विद्युत प्रवाह जातो. यामुळे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते. जेव्हा वीज बंद होते, तेव्हा चुंबकीय क्षेत्र मरते. सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेट (खाली पहा) पेक्षा हे मॅग्नेट बनवण्यासाठी खर्चात कमी आहेत, परंतु वायरच्या नैसर्गिक प्रतिकारामुळे ऑपरेट करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात वीज लागते. जेव्हा जास्त पॉवर मॅग्नेटची आवश्यकता असते तेव्हा वीज महाग होऊ शकते.
- एक कायम चुंबक फक्त तेच आहे -- कायम. चुंबकीय क्षेत्र नेहमीच असते आणि नेहमी पूर्ण ताकदीने असते. त्यामुळे शेताची देखभाल करण्यासाठी काहीही खर्च येत नाही. एक मोठी कमतरता अशी आहे की हे चुंबक अत्यंत जड असतात: कधीकधी अनेक, अनेक टन. काही मजबूत क्षेत्रांना चुंबकांची आवश्यकता असते इतकी जड ते बांधणे कठीण होईल.
-सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेट एमआरआयमध्ये सर्वात जास्त वापरले जातात. सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेट काहीसे प्रतिरोधक चुंबकांसारखेच असतात - विद्युत प्रवाह असलेल्या तारांचे कॉइल चुंबकीय क्षेत्र तयार करतात. महत्त्वाचा फरक असा आहे की सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेटमध्ये वायर सतत द्रव हेलियममध्ये (शून्यपेक्षा कमी 452.4 अंशांवर) अंघोळ केली जाते. या जवळजवळ अकल्पनीय थंडीमुळे वायरचा प्रतिकार शून्यावर येतो, ज्यामुळे सिस्टीमसाठी विजेची गरज नाटकीयरित्या कमी होते आणि ते ऑपरेट करणे अधिक किफायतशीर होते.
चुंबकाचे प्रकार
एमआरआयची रचना मूलत: मुख्य चुंबकाच्या प्रकार आणि स्वरूपानुसार, म्हणजे बंद, बोगदा-प्रकार एमआरआय किंवा ओपन एमआरआयद्वारे निर्धारित केली जाते.
सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे चुंबक हे सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स आहेत. यामध्ये हीलियम लिक्विड कूलिंगद्वारे सुपरकंडक्टिव्ह बनविलेल्या कॉइलचा समावेश आहे. ते मजबूत, एकसंध चुंबकीय क्षेत्र तयार करतात, परंतु ते महाग असतात आणि नियमित देखभाल आवश्यक असतात (म्हणजे हीलियम टाकी टॉप अप करणे).
सुपरकंडक्टिव्हिटी कमी झाल्यास, विद्युत उर्जा उष्णतेच्या रूपात नष्ट होते. या उष्णतेमुळे द्रव हेलियम जलद उकळते, ज्याचे रूपांतर अत्यंत उच्च वायूयुक्त हेलियम (शमन) मध्ये होते. थर्मल बर्न्स आणि श्वासोच्छ्वास रोखण्यासाठी, सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेटमध्ये सुरक्षा प्रणाली असतात: गॅस इव्हॅक्युएशन पाईप्स, एमआरआय रूमच्या आत ऑक्सिजन आणि तापमानाच्या टक्केवारीचे निरीक्षण करणे, दरवाजा बाहेरून उघडणे (खोलीच्या आत जास्त दाब).
सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेट सतत कार्य करतात. चुंबकाच्या स्थापनेची मर्यादा मर्यादित करण्यासाठी, स्ट्रे फील्ड ताकद कमी करण्यासाठी डिव्हाइसमध्ये एक शिल्डिंग सिस्टम आहे जी एकतर निष्क्रिय (धातू) किंवा सक्रिय (बाह्य सुपरकंडक्टिंग कॉइल ज्याचे फील्ड आतील कॉइलला विरोध करते) असते.
लो फील्ड एमआरआय देखील वापरते:
-प्रतिरोधक इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स, जे सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेटपेक्षा स्वस्त आणि देखभाल करणे सोपे आहे. हे खूपच कमी शक्तिशाली आहेत, अधिक ऊर्जा वापरतात आणि शीतकरण प्रणालीची आवश्यकता असते.
-स्थायी चुंबक, विविध स्वरूपांचे, फेरोमॅग्नेटिक धातू घटकांनी बनलेले. जरी त्यांचा स्वस्त आणि देखभाल करण्यास सोपा असण्याचा फायदा असला तरी ते खूप जड आणि तीव्रतेने कमकुवत आहेत.
सर्वात एकसंध चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करण्यासाठी, चुंबकाला बारीक ट्यून केले पाहिजे (“शिमिंग”), एकतर निष्क्रीयपणे, धातूचे जंगम तुकडे वापरून किंवा सक्रियपणे, चुंबकामध्ये वितरीत केलेल्या लहान इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कॉइल वापरून.
मुख्य चुंबकाची वैशिष्ट्ये
चुंबकाची मुख्य वैशिष्ट्ये अशी आहेत:
-प्रकार (सुपरकंडक्टिंग किंवा रेझिस्टिव्ह इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स, कायम चुंबक)
- टेस्ला (टी) मध्ये मापन केलेल्या शेताची ताकद. सध्याच्या क्लिनिकल प्रॅक्टिसमध्ये, हे 0.2 ते 3.0 T पर्यंत बदलते. संशोधनात, 7 T किंवा अगदी 11 T आणि त्याहून अधिक ताकद असलेले चुंबक वापरले जातात.
- एकजिनसीपणा
