MRIマシンが整形外科でどのように機能するか

コンテンツ

• MRIの仕組み
• プライマリマグネット
• グラデーションマグネット
• コイル
• すべてを一緒に入れて
• 雑音
• スペース

MRIは 磁気共鳴画像。実際には、この研究の適切な名前は核磁気共鳴画像（NMRI）ですが、医療で使用するためにこの技術が開発されたとき、「核」という言葉の意味はあまりにも否定的であると感じられ、除外されました受け入れられた名前。

MRIは、分子の性質に関する情報を得るために使用される技術である核磁気共鳴（NMR）の物理的および化学的原理に基づいています。

MRIの仕組み

まず、MRI装置の部品を見てみましょう。 MRI装置の3つの基本コンポーネントは次のとおりです。

• 主磁石
  • MRIの最大の部分は 主磁石。 MRI画像を作成するのに十分な強度の磁場を発生させることは、この技術の開発において克服する初期のハードルでした。
• 勾配磁石
  • の 勾配磁石 MRI装置の「微調整」部分です。それらにより、MRIは体の特定の部分に焦点を合わせることができます。勾配磁石は、MRIの「クランギングノイズ」の原因にもなります。
• コイル
  • 画像化されているあなたの体の部分の隣は コイル。肩、膝、その他の体の部分のために作られたコイルがあります。コイルは、MRIを可能にする無線周波数を放出します。

プライマリマグネット

MRIで使用するのに十分強力な永久磁石（冷蔵庫のドアで使用するようなもの）は、製造するにはコストがかかりすぎ、保管するのが面倒です。磁石を作るもう1つの方法は、電線を巻いて、電線に電流を流すことです。これにより、コイルの中心内に磁場が発生します。 MRIを実行するのに十分な強さの磁場を作成するには、ワイヤーのコイルに抵抗があってはなりません。したがって、彼らは華氏零下450度の温度で液体ヘリウムを浴びています！これにより、コイルは1.5〜3テスラ（ほとんどの医療用MRIの強度）の磁場を発生させることができます。これは、地球の磁場より20,000倍以上強いです。

グラデーションマグネット

MRI装置内には、勾配磁石と呼ばれる3つの小さな磁石があります。これらの磁石は主磁石よりもはるかに小さい（約1/1000の強さ）が、磁場を非常に正確に変化させることができます。身体の画像「スライス」を作成できるのは、これらの勾配磁石です。勾配磁石を変更することにより、体の選択した部分に磁場を明確に集中させることができます。

コイル

MRIは水素原子の特性を使用して、人体内の異なる組織を区別します。人体は主に水素原子（63％）で構成され、他の一般的な要素は酸素（26％）、炭素（9％）、窒素（1％）、および比較的少量のリン、カルシウム、ナトリウムです。 MRIは「スピン」と呼ばれる原子の特性を使用して、筋肉、脂肪、腱などの組織間の違いを区別します。

MRI装置に患者がいて磁石がオンになっていると、水素原子の原子核は2つの方向のいずれかに回転する傾向があります。これらの水素原子核は、スピンの向きまたは歳差運動を反対の向きに遷移させることができます。反対方向に回転させるために、 コイル この遷移を引き起こす無線周波数（RF）を放出します（この遷移を行うために必要なエネルギーの周波数は特定であり、ラーモア周波数と呼ばれます）。

MRI画像の作成に使用される信号は、高エネルギー状態から低エネルギー状態に移行または歳差運動する分子によって放出されるエネルギーから得られます。このスピン状態間のエネルギー交換は共鳴と呼ばれ、磁気共鳴イメージングと呼ばれます。

すべてを一緒に入れて

コイルはまた、原子の歳差運動からの磁気誘導によって放出されるエネルギーを検出するように機能します。コンピューターがデータを解釈し、異なる組織タイプの異なる共鳴特性を表示する画像を作成します。これは、すべて上記のプロセスに応じて、灰色の一部の体組織の色合いの画像が暗くまたは明るく表示されると見なします。

MRIを受ける予定のある患者は、MRIがその患者にとって安全かどうかを判断するために、いくつかの特定の質問をされます。対処される問題のいくつかは次のとおりです。

• 体内の金属
  • 体内に金属製のインプラントがある患者は、MRIテストを受ける前にMRIスタッフに警告する必要があります。ほとんどの整形外科用インプラントを含め、一部の金属製インプラントはMRIと互換性があります。ただし、脳内の動脈瘤クリップや金属製の眼のインプラントなど、一部のインプラントは患者がMRIを施行するのを妨げます。
• 埋め込まれたデバイス
  • ペースメーカーまたは内部除細動器を使用している患者は、MRI検査の使用を妨げるため、MRIスタッフに警告する必要があります。
• 服/ジュエリー
  • 金属の衣服や宝石類は、MRI検査を受ける前に取り外してください。

MRIの近くにある金属物体は危険な場合があります。 2001年、酸素タンクが子供に当たったときに6歳の男の子が殺されました。 MRI磁石をオンにすると、酸素タンクがMRIに吸い込まれ、子供がこの重い物体にぶつかった。この潜在的な問題のため、MRIスタッフは患者の安全を確保するために非常に注意を払っています。

雑音

患者はしばしば、MRI装置によって引き起こされる「カチャカチャ」というノイズを訴えます。このノイズは、前述の勾配磁石から発生しています。これらの勾配磁石は、実際にはプライマリMRI磁石に比べてかなり小さいですが、体の適切な部分を最もよく「見る」ために磁場の微妙な変化を可能にする上で重要です。

スペース

一部の患者は閉所恐怖症で、MRI装置に入るのが嫌いです。幸い、いくつかのオプションが利用できます。

• 四肢MRI
  • 新しいMRIでは、チューブ内に横たわる必要はありません。むしろ、膝、足首、足、肘、または手首のMRIを持っている患者は、MRI装置内にその身体部分を単に置くことができます。このタイプのマシンは、肩、脊椎、腰、骨盤のMRIには機能しません。
• オープンMRI
  • オープンMRIには重大な品質問題がありましたが、画像技術は過去数年でかなり改善されました。クローズドMRIは依然として多くの医師に好まれていますが、オープンMRIが適切な代替手段となる場合があります。
• 鎮静
  • 一部の患者は、MRIを完了するのにかかる45分間静止することに問題があります。したがって、MRI検査を受ける前に、薬を飲んでリラックスすることが適切な場合があります。 MRI検査をスケジュールする前に、これについて医師と話し合ってください。