گرداوری: ز- ع & م – ع
MRI
درس زیست شناسی پرتوی
زیر نظر:
………
فهرست
مقدمه
تاریخچه MRI
2
1
برگه ی شرح حال بیمار قبل از MRI
موارد کاربرد MRI
میدان مغناطیسی MRI
تقسیم بندی ایمنی MRI
تفاوت CT scan با MRI
8
3
5
9
11
7
4
10
6
وضعیت MRI در ایران
MRI در دوران بارداری
آثار بیولوژیک MRI
آمادگی های قبل از MRI
ام آر آی (MRI) که مخفف عبارت Magnetic Resonance Imaging یکی از بهترین روش های تصویربرداری است که تاکنون برای بیماران هیچگونه عوارضی ایجاد نکرده است. ام آر آی توانایی این را دارد که تصاویر تولید شده را به صورت مقطعی تهیه کند در حالی که در دستگاه رادیولوژی تصاویر از روش سایه سازی بدست می آمد و تصاویری که به ما نشان داده می شد وابسته به سایه ای است که به وسیله استخوان ها ایجاد می شود. ام آر آی روشی پرتونگارانه در تصویربرداری تشخیصی پزشکی و دامپزشکی است که در دهه های اخیر بسیار فراگیر شده است و بر اساس رزونانس مغناطیسی هسته است.
در تصویربرداری ام آر آی ما علاوه بر تصویربرداری از بافت های سخت می توانیم از بافت های نرم نیز تصویر تهیه کنیم. پایه و اساس تصویر برداری در ام آر آی تنها به مغناطیس وابسته است و از پرتوهای ایکس در تصویربرداری با ام آر آی استفاده نمی شود و به همین دلیل است که تصویر برداری با آم آرآی برای بدن انسان عوارضی ندارد.
با ام آر آی میتوان در جهات فوقانی-تحتانی (اگزیال)، چپراستی (ساژیتال) و پس و پیش (کورونال) و حتی در جهات اُریب و مایل تصویرگیری نمود.
مقدمه
در سال ۱۹۵۰، حصول تصویر یک بعدی MRI توسط هرمن کار گزارش گردید. پاول لاتربر، شیمیدان آمریکایی با کار بر روی تحقیقات پیشین، موفق به ابداع روش هایی برای تولید تصاویر دو بعدی و سه بعدی MRI گردید. سرانجام وی در سال ۱۹۷۳ اولین تصویر گرفته شده بر اساس تشدید مغناطیس هسته ای خود را منتشر نمود. اولین تصویر مقطع نگاری از یک موش زنده در ژانویه ۱۹۷۴ منتشر گردید.
از سوی دیگر تحقیقات و پیشرفت های مهمی در زمینه تصویر برداری بر اساس تشدید مغناطیسی هسته برای نخستین بار در دانشگاه ناتینگهام انگلستان صورت پذیرفت، جایی که پیتر منسفیلد فیزیکدان برجسته آن موسسه با گسترش یک روش ریاضی موفق به کاهش زمان تصویربرداری و افزایش کیفت تصاویر نسبت به روش بکارگرفته شده توسط لاتربر گردید. در همان زمان در سال ۱۹۷۱ دانشمند آمریکایی ارمنی تبار ریموند دامادیان استاد دانشگاه ایالتی نیویورک در مقاله ای که در مجله Science منتشر گردید، اعلام نمود که امکان تشخیص تومور از بافت های عادی به کمک تصویر برداری NMR میسر می باشد.
سرانجام جایزه نوبل پزشکی سال ۲۰۰۳ به خاطر اختراع ام آر آی به پاول لاتربر از دانشگاه ایلینوی در اوربانا شامپاین و پیتر منزفیلد از انگلستان اعطا گردید. امروزه نیز پژوهشگران از دستگاه های MRI منحصر بفردی استفاده می کنند که نه تنها جهت انتقال پیام ها در مغز بلکه آکسون ها و چگالی آن ها را نیز با دقت بالایی نشان می دهد.
تاریخچه
MRI
پیتر منسفیلد
پاول لاتربور
برگه ی شرح حال بیمار قبل از MRI
چه آمادگی هایی قبل از MRI لازم است؟
یک MRI میتواند بلافاصله بعد از سایر روشهای تصویر برداری انجام شود ، بسته به نوع MRI درخواستی ممکن است از بیمار خواسته شود که به مدت ۴ الی 6 ساعت قبل از آزمایش ناشتا باشد و آمادگی دیگری معمولا لازم نمی باشد میدان مغناطیسی بزرگی که در اطراف بیمار ایجاد میشود می تواند روی اشیاء فلزی که در داخل بدن pacemaker تاثیر بگذارد.
اگر شما هر یک از این اشیاء فلزی را در بدن خود دارید نباید هرگزMRI انجام دهید:
استنت های عروقی قدیمی
دریچه های مصنوعی قلب
کلیپس آنوریسم های مغزی
پروتزهای گوش داخلی (حلزونی)
مفصل های مصنوعی جدید
قبل از MRI از افرادی که با فلز سرو کار دارند و در معرض برخورد اشیاء فلزی ریز با بدنشان قراردارند باید یک رادیوگرافی از جمجمه این افراد تهیه شود تا مطمئن شویم که در چشمشان ذرات ریز فلزی وجود ندارد ، بخاطر میدان مغناطیسی قوی هیچگونه وسایل فلزی نباید در اتاق وجود داشته باشد.
MRI ویژه دستگاه گردش خون
MRI حفره شکم
MRI استخوان ها و مفصل ها
MRI ستون مهره ها
MRI مغز
برای بررسی:
مغز
نخاع
چشم
گوش
پارگی و جابجایی دیسک های بین مهره های ستون فقرات
صدمات و
تومورهای نخاع
تومورهای مغز
سکته های مغزی
برای بررسی:
بیرون زدگی یا
تورم غیرعادی دیسک
تنگ شدن و
ناراحتی کانال میانی ستون مهره ها
وضعیت آسیبها
و مشکلات عودکننده ستون مهره ها در بیمارانی است که مورد عمل جراحی ستون مهرهها قرار گرفته اند.
برای بررسی:
استخوان ها
مفصل ها
بافتهای نرم به
ویژه بخش های متصل به آن ها
تاندون ها
رباط ها
عضلات
غضروف ها
آسیبهای
احتمالی استخوان ها
بررسی:
کبد
غدد فوق کلیه
پانکراس
بررسی:
قلب
رگ های مرتبط
با گردن (کاروتید)
رگ های مرتبط با
مغز
رگهای محوطه شکم
موارد کاربرد MRI
MRI مفصل
MRI ستون مهره ها
MRI ناحیه سر
MRI رگ ها
MRI قلب
در تصویربرداری تشدید مغناطیسی یا MRI از آهنرباهای ابررسانا برای ایجاد تصاویری از ساختارهای داخلی، اندام ها و بافت های بیمار استفاده می شود. میدان مغناطیسی در این ساختار بسیار بالا است در حقیقت یک اسکنر MRI با قدرت 1.5 تسلا دارای یک میدان مغناطیسی است
فیزیک مغناطیس های دستگاه ام ار آی چیست؟
تصویری از آرشیو اداره ثبت اختراعات آمریکا که متعلق به ریموند دامادیان، دانشمند آمریکایی ارمنی تبار و یکی از
مخترعین سیستم های نوین ام آر آی است.
هنگامی که الکترون در امتداد سیم حرکت می کند یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم تولید می شود. هنگامی که جریان الکتریکی در یک سیم جریان می یابد میدان مغناطیسی به صورت حلقه اطراف سیم تشکیل می شود این میدان مغناطیسی بزرگ عمود بر حلقه تشکیل می شود.
الکترون هایی که در امتداد یک سیم جریان دارند. جریان الکتریکی در یک حلقه سیم یک میدان مغناطیسی (پیکان سیاه) عمود بر حلقه سیم ایجاد می کند.
چگونه میدان مغناطیسی در دستگاه MRIتولید می شود؟
برای تشکیل سیگنال رزونانس مغناطیسی یا تشدید لازم است که منبعی از پروتون های هیدروژن (پروتون در هسته اتم های هیدروژن که با مولکول های چربی و آب در ارتباط هستند) وجود داشته باشد. پروتون هیدروژن بار مثبت دارد و حول محور خود می چرخد. این پروتون در حال چرخش با بار مثبت مانند یک آهنربای کوچک عمل می کند. بنابراین پروتون های هیدروژن در بدن ما مانند بسیاری از آهنرباهای کوچک عمل می کنند.
طور عمده بدن انسان از آب و چربی تشکیل شدهاست. آب 2/3 وزن بدن را شامل می شود و دارایدو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن در هر مولکول است. مولکول های چربی نیز به مقدار زیادی هیدروژن دارند. به طور کلی مقدار اتم هیدروژن بدن تقریبا 3۳درصد است. و این اتم که مقدارش بیشتر از دیگر عناصر است، دارای سیگنال MRI می باشد. ازآنجایی که بین محتوای آب اندامها و بافتها تفاوت وجود دارد، و همچنین در خیلی از بیماری ها روند آسیب رسانی منجر به تغییر در محتوای آب می شود، این روش تصویر برداری بطور وسیع در پزشکیبکار برده می شود
پروتون های هیدروژن
پروتون هیدروژن. پروتون هیدروژن با بار مثبت (+) درمحور خود می چرخد و مانند یک آهنربای کوچک عمل می کند.
میدان مغناطیسی اصلی یک سیستم MRI یا تشدید مغناطیسی توسط یک جریان الکتریکی بزرگ عبوری از سیم های رسانا به شکل حلقه هایی در اطراف آهنربای سیستم تصویربرداری شکل می گیرد.
یک سیستم معمولی MRI بالینی دارای قدرت مغناطیسی تسلا است (هر تسلا ۱۰,000 گاوس است). سیم های رسانا در هلیوم مایع غوطه ور می شوند (در دمای ابررسانا) بنابراین می توان از جریان های بسیار زیاد برای تولید میدان مغناطیسی قوی استفاده کرد. آهنرباها را می توان توسط منبع تغذیه رمپ کرد (برای تزریق جریان الکتریکی به سیم پیچ) و سپس منبع تغذیه را از سیستم جدا کرد. سیستم تصویربرداری می تواند این جریان الکتریکی را سال ها حفظ کند (بدون نیاز به تزریق جریان الکتریکی اضافی) و افت بسیار کمی در جریان الکتریکی و میدان مغناطیسی رخ دهد با این حال لازم است که سطح هلیوم مایع در آهنربا در فواصل منظم پر شود (بسته به طراحی آهنربا هر ماه یک بار تا چند سال یک بار).
با قرار دادن اجزای بالا در کنار هم، پروتون های موجود در بدن انسان که دارای بار مثبت هستند و حول محورهای خود می چرخند مانند آهنرباهای کوچک عمل می کنند. این پروتون ها در حالت عادی جهت گیری تصادفی دارند و بدین ترتیب میدان های مغناطیسی آن ها با یکدیگر جمع نمی شوند بلکه یکدیگر را حذف می کنند.
.
میدان مغناطیسی اصلی. یک جریان الکتریکی بزرگ در حلقه های سیم در دمای ابررسانا یک میدان مغناطیسی بسیار بزرگ ایجاد می کند.
میدان مغناطیسی اصلی
هنگامی که پروتون های موجود در بدن را در یک میدان مغناطیسی قوی قرار می دهیم که این میدان مغناطیسی قوی نامیده می شود، بعضی از آن ها در جهت میدان مغناطیسی و برخی دیگر در جهت مخالف میدان مغناطیسی قرار می گیرند.
در این حالت میدان مغناطیسی بسیاری از پروتون ها حذف می شوند اما میدان مغناطیسی تعدادی از پروتون ها با میدان مغناطیسی اصلی همسو می شوند و یک مغناطش خالص ایجاد می کنند که به موازات میدان مغناطیسی اصلی قرار دارد. این مغناطش خالص منبع سیگنال MRI شده و برای تولید تصاویر MRI استفاده می شود.
همراستا شدن پروتون ها با میدان خارجی B0. بدون میدان مغناطیسی خارجی پروتون های هیدروژن به طور تصادفی جهت گیری می شوند. هنگامی که پروتون ها در یک میدان مغناطیسی قوی (B0) قرار می گیرند یک مغناطش خالص به موازات میدان مغناطیسی اصلی تولید می شود.
حرکت تقدیمی به معنی جابه جایی تدریجی راستای محور چرخش زمین یا هر جسم چرخان که مخروطی فرضی را در فضا ایجاد می کند است.
یک فرفره که در حال چرخش حول محورش است را در نظر بگیرید نیروی جاذبه تلاش می کند تا قسمت بالای فرفره را به سمت پایین بکشد تا جایی که فرفره سقوط کند. تاثیر این دو نیرو سبب می شود فرفره از محور چرخش خود منحرف شود.
همین اتفاق در حرکت تقدیمی هسته ای نیز رخ می دهد. پروتون هایی وجود دارند که در حال چرخش هستند و مانند آهنرباهای کوچک عمل می کنند. اگر این پروتون های در حال چرخش را در یک میدان مغناطیسی قوی قرار دهیم نیروی حاصل از میدان مغناطیسی با پروتون های در حال چرخش برهم کنش می کنند و منجر به حرکت تقدیمی پروتون ها می شوند.
فرکانس حرکت تقدیمی یعنی تعداد چرخش های پروتون در ثانیه مهم است. در حقیقت باید همانطور که فرکانس حرکت آونگ را در حرکت نوسانی می دانیم از مقدار این فرکانس نیز مطلع باشیم. فرکانس تقدیمی پروتون باعث ایجاد موقعیتی می شود که از طریق آن می توان از پدیده تشدید برای انتقال کارآمد انرژی به پروتون ها استفاده کرد.
حرکت تقدیمی یک فرفره و حرکت تقدیمی هسته ای از این نظر مشابه هستند که یک نیروی خارجی در یک جسم چرخان سبب انحراف محور چرخش می شود..
حرکت تقدیمی
Zone0 : ناحیه ای که عمومی بوده و خارج از محوطه تصویربرداری است مثل پارکینگ
Zone I: ناحیه ای که عمومی است و همه راحت رفت و آمد میکنند و هیچ خطری از نظر میدان مغناطیسی ام آر آی هیچ کس را تهدید نمیکند ولی شما می توانید تابلوی ورود به بخش MRI را ببینید و میزان شدت میدان مغناطیسی کمتر از 5.0mT است.
Zone II: محلی است که بیمار اسکرین میشود: گیره، سنجاق، هر چی هست در بیاورند و لباس یکبار مصرف بپوشند.
Zone III : منطقه ورود ممنوع است، اتاق اپراتور است و محلی که بیمار میخواهد واردzone IV شود.
Zone IV : این مکان، محلی است که مگنت دستگاه MRI قرار دارد.
تقسیم بندی ایمنی MRI
آثار بیولوژیک MRI
اطلاعات جمع آوری شده نشان دهنده چند اثر کم اهمیت و برگشت پذیر است. انستیتو ملی ایمنی کار، سازمان بهداشت جهانی هیچ موردی از لوسمی یا سایر سرطان ها گزارش ننموده است.
میدان های مغناطیسی که با گذشت زمان تغییر می کنند صداهای بسیار بلندی ایجاد می کنند که اگر از محافظ گوش استفاده نشود ممکن است به شنوایی آسیب برساند. همچنین این صدا ممکن است باعث تحریک عضله خارجی یا عصبی شود و در بدن فرد لرزش ایجاد کند.
ثرات بیولوژیک می تواند شامل احساس خفیف پوستی، انقباضات غیر ارادی عضلات و احساس جرقه در چشم باشد
سه ماهه ی اول بارداری
بعد از 3 ماهگی
بعد از 6 ماهگی
بهتر است انجام نشود مگر در شرایط استثنایی
با تمهیداتی ودرشرایط اورژانسی انجام میشود.
وقتی درسونوگرافی یک ناهنجاری مشاهده کنند درخواست MRI می کنند .
MRI در دوران بارداری
سی تی اسکن با استفاده از اشعه ایکس تصاویر داخل بدن را تولید می کند در حالی که MRI از میدان های مغناطیسی قدرتمند و پالس های فرکانس رادیویی برای تولید تصاویر دقیق از اندام ها و سایر ساختارهای داخلی بدن استفاده می کند.
در سی تی اسکن از اشعه ایکس استفاده می شود ولیMRI از اشعه ایکس استفاده نمی کند.
MRI اطلاعات دقیق تری در مورد اندام های داخلی (بافت های نرم) مانند مغز، سیستم اسکلتی، سیستم تولید مثل و سایر سیستم های بدن نسبت به آنچه در سی تی اسکن ارائه می شود نشان می دهد.
سی تی اسکن سریع، بدون درد و غیرتهاجمی است.
MRI تهاجمی نیست اما پر سر و صدا است، زمان بیشتری می برد و ممکن است باعث کلاستروفوبیا شود (اضطراب ناشی از قرار گرفتن در فضای بسته دستگاه).
MRI هزینه بیشتری نسبت به سی تی اسکن دارد.
اسکنرهای MRI به دلیل داشتن آهنرباهای قوی ممکن است از لحاظ مسائل ایمنی مشکل ایجاد کنند.
تفاوت سی تی اسکن با ام آر آی
وضعیت MRI در ایران
1388
رئیس انجمن رادیولوژی ایران :در انگلیس 60 میلیون نفری به ازای هر یک میلیون جمعیت 2/5 دستگاه MRI دارد پس باید حدود 600 دستگاه MRI در کشورمان باشد، این در حالی است که تنها حدود 95 دستگاه در ایران موجود است .
1386
حال حاضر 50 دستگاه MRI فعال در تهران وجود دارد.
تعداد دستگاه های MRI در کل اتحادیه اروپا با بیش از 13 کشور و 300 میلیون نفر جمعیت در حدود 300 دستگاه است.
1395
1404
طی بررسی های انجام شده پیش بینی می شود در سال 1404 تعداد دستگاه های MRI در ایران به 382 تا برسد.
گزارش شده است که تعداد دستگاه ها در سال 1395 در ایران 276 عدد می باشد.
منابع:
P.H carter Ed. Chesneys equipment for studend radiographers 4th ed. ، Blackwell Scientific pub. ،1997
Haacke EM, Lin W. Current protocols in magnetic resonance imaging. John Wiley and Sons; 2001
https://blog.faradars.org
https://www.mehrnews.com/
https://www.hamshahrionline.ir/
کیانی نظرلو، علی، تکنیک های MRIبه همراه تصاویر آناتومی، نشر نوردانش، سال ،1092تهران
کیانی نظرلو، علی، پارامترها و وضعیت دهی در ،MRIنشر اطمینان، سال ،1094تهران
مبانی فیزیک نوین ، ریچارد وایدنر،رابرت سلز،ترجمه علی اکبر بابائی و مهدی صفا ، نشر دانشگاهی 1365
توزیع تجهیزات پزشکی تشخیصی درمانی سرمایهای در ایران در سال 1395 و برآورد تعداد دستگاه مورد نیاز تا سال 1404 ، Ali Maher ، August 2018، Iranian Journal of Epidemiology
تکنیک های مقدماتی MRI و ایمنی در MRI – 1 ، دانشگاه علوم پزشکی تبریز
سپاس از توجه شما
Please keep this slide for attribution