So funktioniert ein MRT-Gerät für die Orthopädie
Die MRT basiert auf den physikalischen und chemischen Prinzipien der Kernspinresonanz (NMR), einer Technik, mit der Informationen über die Natur von Molekülen gewonnen werden.
Wie funktioniert die MRT?
Schauen wir uns zunächst die Teile des MRT-Geräts an. Die drei Grundkomponenten des MRT-Geräts sind:- Der primäre Magnet
- Der größte Teil der MRT ist die Hauptmagnet. Die Entwicklung eines Magnetfelds mit ausreichender Stärke zur Erzeugung von MRT-Bildern war eine frühe Hürde, die bei der Entwicklung dieser Technologie zu überwinden war.
- Die Gradientenmagnete
- Das Magnete mit Farbverlauf sind der "Feinabstimmungs" -Teil des MRT. Sie ermöglichen der MRT, sich auf einen bestimmten Körperteil zu konzentrieren. Die Gradientenmagnete sind auch für das "Klirrgeräusch" in einer MRT verantwortlich.
- Die Spule
- Neben dem Teil Ihres Körpers wird abgebildet Die Spule. Es gibt Spulen für Schultern, Knie und andere Körperteile. Die Spule sendet eine Hochfrequenz aus, die eine MRT ermöglicht.
Der primäre Magnet
Ein Permanentmagnet (wie der, den Sie an Ihrer Kühlschranktür verwenden), der stark genug ist, um in einem MRT verwendet zu werden, wäre zu teuer in der Herstellung und zu umständlich in der Aufbewahrung. Die andere Möglichkeit, einen Magneten herzustellen, besteht darin, ein elektrisches Kabel zu wickeln und einen Strom durch das Kabel zu leiten. Dies erzeugt ein Magnetfeld in der Mitte der Spule. Um ein Magnetfeld zu erzeugen, das stark genug ist, um eine MRT durchzuführen, dürfen die Drahtspulen keinen Widerstand haben. Deshalb werden sie in flüssigem Helium bei einer Temperatur von 450 Grad Fahrenheit unter Null gebadet! Dadurch können die Spulen Magnetfelder von 1,5 bis 3 Tesla (die Stärke der meisten medizinischen MRTs) entwickeln, die mehr als 20.000 Mal stärker sind als das Erdmagnetfeld.Die Gradientenmagnete
Innerhalb eines MRT-Geräts gibt es drei kleinere Magnete, sogenannte Gradientenmagnete. Diese Magnete sind viel kleiner als der Primärmagnet (ungefähr 1/1000 so stark), aber sie ermöglichen es, das Magnetfeld sehr genau zu verändern. Es sind diese Gradientenmagnete, die es ermöglichen, Bild- "Scheiben" des Körpers zu erzeugen. Durch Veränderung der Gradientenmagnete kann das Magnetfeld gezielt auf einen ausgewählten Körperteil fokussiert werden.Die Spule
Die MRT nutzt die Eigenschaften von Wasserstoffatomen, um zwischen verschiedenen Geweben im menschlichen Körper zu unterscheiden. Der menschliche Körper besteht hauptsächlich aus Wasserstoffatomen (63%), andere übliche Elemente sind Sauerstoff (26%), Kohlenstoff (9%), Stickstoff (1%) und relativ geringe Mengen Phosphor, Calcium und Natrium. Die MRT verwendet eine Eigenschaft von Atomen, die als "Spin" bezeichnet wird, um Unterschiede zwischen Geweben wie Muskeln, Fett und Sehnen zu unterscheiden.Wenn ein Patient in einem MRT-Gerät sitzt und der Magnet eingeschaltet ist, neigen die Kerne der Wasserstoffatome dazu, sich in eine von zwei Richtungen zu drehen. Diese Wasserstoffatomkerne können ihre Spinorientierung oder Prezession in die entgegengesetzte Orientierung umwandeln. Um die andere Richtung zu drehen, Die Spule sendet eine Radiofrequenz (RF) aus, die diesen Übergang verursacht (die Frequenz der Energie, die für diesen Übergang erforderlich ist, ist spezifisch und wird als Larmour-Frequenz bezeichnet).
Das Signal, das bei der Erstellung von MRT-Bildern verwendet wird, wird aus der Energie abgeleitet, die von Molekülen freigesetzt wird, die sich von ihrem energiereichen in ihren energiearmen Zustand bewegen oder voranschreiten. Dieser Energieaustausch zwischen den Spinzuständen wird Resonanz genannt, daher die Bezeichnung Magnetresonanztomographie.
Alles zusammenfügen
Die Spule dient auch dazu, die Energie zu erfassen, die durch die magnetische Induktion bei der Prägung der Atome abgegeben wird. Ein Computer interpretiert die Daten und erstellt Bilder, die die unterschiedlichen Resonanzeigenschaften verschiedener Gewebetypen anzeigen. Wir sehen dies als ein Bild von Grautönen - einige Körpergewebe erscheinen dunkler oder heller, abhängig von den oben genannten Prozessen.Patienten, bei denen eine MRT geplant ist, werden einige spezifische Fragen gestellt, um festzustellen, ob die MRT für diesen Patienten sicher ist. Einige der Themen, die behandelt werden, umfassen:
- Metall im Körper
- Patienten mit Metallimplantaten im Körper müssen das MRT-Personal informieren, bevor sie sich einem MRT-Test unterziehen. Einige Metallimplantate sind mit der MRT kompatibel, einschließlich der meisten orthopädischen Implantate. Einige Implantate verhindern jedoch, dass Patienten jemals eine MRT erhalten, z. B. Aneurysmaklammern im Gehirn und metallische Augenimplantate.
- Implantierte Geräte
- Patienten mit Herzschrittmachern oder internen Defibrillatoren müssen das MRT-Personal alarmieren, da diese Geräte die Verwendung eines MRT-Tests verhindern.
- Kleidung / Schmuck
- Alle metallenen Kleidungsstücke oder Schmuckstücke sollten vor einer MRT-Untersuchung entfernt werden.
Der Lärm
Die Patienten klagen häufig über ein "Klappern", das durch MRT-Geräte verursacht wird. Dieses Rauschen kommt von den zuvor beschriebenen Gradientenmagneten. Diese Gradientenmagnete sind im Vergleich zum primären MRT-Magneten eigentlich recht klein, aber sie sind wichtig, damit subtile Änderungen im Magnetfeld den entsprechenden Körperteil am besten "sehen" können.Der Raum
Einige Patienten sind klaustrophobisch und möchten nicht in ein MRT-Gerät. Zum Glück gibt es mehrere Möglichkeiten.- Extremität MRT
- Bei neuen MRTs müssen Sie nicht in einer Röhre liegen. Vielmehr können Patienten mit einer MRT des Knies, Knöchels, Fußes, Ellbogens oder Handgelenks diesen Körperteil einfach in das MRT-Gerät einsetzen. Dieser Maschinentyp funktioniert nicht für die MRT der Schultern, der Wirbelsäule, der Hüften oder des Beckens.
- MRT öffnen
- Offene MRTs hatten erhebliche Qualitätsprobleme, aber die Bildtechnologie hat sich in den letzten Jahren erheblich verbessert. Während geschlossene MRTs nach wie vor von vielen Ärzten bevorzugt werden, kann eine offene MRT eine geeignete Alternative sein.
- Sedierung
- Einige Patienten haben Probleme, 45 Minuten still zu sitzen, um eine MRT durchzuführen, insbesondere mit dem klirrenden Geräusch. Daher kann es angebracht sein, vor einer MRT-Untersuchung ein Medikament zur Entspannung einzunehmen. Besprechen Sie dies mit Ihrem Arzt, bevor Sie die MRT-Untersuchung planen.
