MR cihazlarının çalışma prensibi nedir?

Konusu 'Bunları biliyormuydunuz' forumundadır ve Ceren tarafından 9 Haziran 2016 başlatılmıştır.

  1. Ceren

    Ceren Süper moderatör

    MR cihazlarının çalışma prensibi nedir?

    MR cihazının çalışması kısaca özetlenmek istenirse; cihazda bulunan güçlü mıknatıslar, insan hücresinde bulunan atom çekirdeklerinin titreşim yapmasını sağlayacak alanlar yaratır. Titreşen atomlar üzerine gönderilen radyo dalgaları onların salınım yapmalarını sağlayacak ve bu salınımların sonucunda bu atomlar bir radyo dalgası yayılımı yapmaya başlayacaklardır. Bu yayımlanan dalgalar ise bir bilgisayar yardımıyla hareketsiz veya hareketli 3 boyutlu görüntüler oluşturur.


    MR cihazı protonların manyetik alan altındaki titreşimlerinden yola çıkarak oluşturulmuştur ve tanı amaçlı kullanılmaktadır. Protonlar, yani H+ iyonları normal ortamlarda kendi eksenlerinde spin (titreşim) hareketi yaparlar. Bu iyonlar bir manyetik alana girdiklerinde ise manyetik alanın yönüne göre ( N kutbuna) dizilme eğilimi gösterir ve bu yön doğrultusunda spin hareketlerine devam ederler. Üzerlerine yüksek frekanslı RF dalgası uygulandığında ise bu protonlar RF dalgalarının bazılarını soğurur bazılarını ise yayarlar. Bu durum protonların (H+ iyonları) yoğunluk, dağılım ve dizilişlerine göre değişiklikler gösterir.


    İşte MR cihazı, protonların RF ve Manyetik Alan altındaki bu özelliklerine dayanarak görüntülerini oluşturur ve klinik anlamda insan vücudunun büyük bir kısmının sudan (H2O) oluşması nedeniyle birçok hastalığın özellikle de tümörlerin teşhisinde kullanılır. Buradan anlaşıldığı üzere MR cihazının etkili olduğu ve kullanıldığı alan vücuttaki yumuşak dokulardır. MR yumuşak dokularda maksimum kontrastlama ve görüntüleme yeteneğine sahiptir. Bu sayede MR ile yumuşak dokulardaki lezyon ve patolojik dokular kolayca incelenebilmektedir. Bu cihaz bu tip hastalıkların tedavi ve tanısında hekimlerin en büyük yardımcısıdır.

    Manyetik Rezonans cihazını teknik anlamda incelediğimizde cihazın üç ana kısımdan oluştuğunu görürüz. Bu kısımlar;

    -Magnet,
    -Kabinetler,
    -Görüntü İşleme ve Operatör Bilgisayarları.
    Bu kısımlardan ilki magnettir. Magnetler cihaz çeşitlerine göre değişiklik gösterse de amaç düzgün ve görüntü alabilecek bir stabil manyetik alan yaratmaktır. Oluşturulan bu manyetik alanın içerisine hasta sokulur ve görüntü alımı için RF sinyalleri uygulanır. Adından da anlaşılabileceği üzere magnet MR cihazının en önemli bileşenidir. Aslında magnet ilkesi çok basittir. Manyetik alanın en kolay yaratılabileceği yöntem mıknatıslardır. İşte adını bu mıknatıstan alan magnet, basit olarak sadece manyetik alan yaratmada kullanılır. Bu amaçla kullanılan manyetik alan 1 - 1,5 Tesla aralığındadır. Bir kıyaslama yapmak gerekirse, dünyanın manyetik alanı (pusulaların iğnesini kuzeye çeviren manyetik alan) 0,5 Gauss düzeyindedir. 1 Tesla, 10.000 Gauss'a eşittir. Dolayısıyla MR cihazında dünyanın manyetik alan gücünün yaklaşık 20 bin katı bir manyetik alan kullanılır.

    Magnet yapısını incelediğimizde ise, geçmişten günümüze permanent magnet, rezistif magnet, süperiletken magnet gibi birçok magnet çeşidiüretilmiş ancak en çok kabul gören süperiletken magnette karar kılınmıştır.

    Cihazın ikinci bileşeni olan kabinetler, magnetin devirdaim sürekliliğini sağlayan komponentleri taşırlar, bunun yanında görüntü bilgisayarı ile magnet veri akışı için arayüzü oluşturur. Kabinetlerde magnette bulunan helyum pompasının kontrol kartları gibi birçok kontrol kartı, MR cihazına güç sağlayan kaynaklar ve onların kontrol kartları, RF kartları ve beslemeleri bulunur.


    Cihazın üçüncü ve son bileşeni ise görüntü işleme ve operatör bilgisayarlarıdır. Bu bilgisayarlar MR cihazının görüntülerini oluşturan ana bileşenlerinden birisidirler. MR cihazının ürettiği verileri görünür ve elle tutulur hale getiren parçalardır. Cihazın RF sargılarından alınan veriler iletim hatları aracılığıyla görüntü işlem bilgisayarına gelir. Bu bilgisayarlar bir tür sinyal işleyicisi olarak çalışır ve gelen bu sinyalleri yorumlar. Yorumlanan bu sinyallerden görüntüleri oluşturarak çıkışında bağlı olan operatör bilgisayarına iletir. Bu bilgisayardan görüntüler üzerinde ayarlamalar yapılabilir, bu görüntülerin çıktıları alınabilir.