fMRI چیست؟

fMRI چیست؟

در پست های قبل در مورد MRI سخن گفته شد. اصول fMRI نیز مانند MRI است فقط تفاوت های اندکی باهم دارند.

Functional magnetic resonance imaging) fMRI) یک روش نسبتا جدید است که از عکس برداری MR برای اندازه گیری تغییرات متابولیکی کوچک که در قسمت فعالی از مغز رخ می دهد ، استفاده می کند.

کاربردهای عمومی این روش چیست؟

fMRI یک روش تشخیصی مناسب است ، که بدانیم یک مغز سالم، بیمار یا صدمه دیده چگونه کار می کند. بعلاوه برای تعیین مقدار ریسک انواع اعمال جراحی و درمانی مغز ، مفید است.

پزشکان fMRI را برای موارد زیر به کار می برند:

_ بررسی آناتومی مغز.

_ تعیین دقیق اینکه کدام بخش های مغز دارای موقعیت های بحرانی هستند. از جمله : تفکر، تکلم، حرکت و احساس . که به آن نقشه برداری مغزی گفته می شود (brain mapping).

_ به تعیین اثرات سکته مغزی و آسیب ها مغزی (مثل آلزایمر) نیز کمک می کند.

_ نظارت بر رشد تومور سرطانی مغز.

_ تعیین برنامه جراحی ، پرتو درمانی یا دیگر روش های درمانی مغز.

چه آمادگی هایی برای این روش لازم است؟

مانند MRI ، مریض باید يك لباس کشاد و راحت بپوشد شاید هم اجازه داده شود پوشاك خودش را بپوشيد اگر گشاد باشد و هرگونه فلزی را باید از خود دور سازد.

اجازه در مورد خوردن و آشامیدن بسته به نوع تجهیزات و آزمایش متفاوت است. اکثرا بعد از عکسبرداری مریض می تواند به کارهای روزانه اش ادامه دهد(مگر اینکه پزشک دستور ویژه ای بدهد).

گاهی شاید به بیمار مواد کنتراست خورانده یا تزریق شود. راديولوژيست يا تکنسین ممكن است از بیمار بپرسد که آیا او آلرژیهایی از هر نوعى از قبيل تب يونجه ، كهير، آسم و یا آلرژی به انواع غذا و دارو دارد یا نه. مواد کنتراستی که برای MRI استفاده می شود به گادولینیم (gadolinium) موسوم است.

در مواردی مثل بیماری های کلیوی و یا کم خونی ممکن است از داروهای کنتراست استفاده نشود.

زنانی که احتمال بارداریشان می رود باید به پزشک اطلاع دهند. چون اثرات احتمالی MRI بر نوزاد و یا جنین می تواند خطرناک باشد و تا زمانی که واقعا ضروری نباشد نباید اقدام به MRI کنند.

هرگونه جواهرات باید از بدن دور شود. چون این لوازم با میدان مغناطیسی تداخل می کنند. مریض هایی که در بدن خود از پلاتین و یا مواد فلزی دیگر استفاده می کنند نمی توانند از MRI استفاده کنند.

در صورت داشتن هر گونه وسایل الکترونیکی و فلزی در بدن باید به پزشک اطلاع داد. برخی از این وسایل عبارتند از:
_ سمعک

_ سوند

_ IUD

_ باتری قلب

_ دست و پای مصنوعی

در کل فلزات بکار برده شده در جراحی ارتوپدی خطری را در هنگام MRI متوجه بیمار نمی کنند. اگر شک و شبهه ای از وجود مواد فلزی وجود داشته باشد می توان بوسیله عکس های اشعهX از وجود این اشیا اطمینان حاصل کرد.

رنگ های استفاده شده در خالکوبی ممکن است حاوی آهن باشند و ممکن است هنگام عکسبرداری MRI گرم شوند، اما در واقع مشکلی برای فرد و عکسبرداری ایجاد نمی کنند. دندانهای پر شده معمولا بر عکسبرداری تاثیر نمی گذارند. اما ممکن است تصویر مغز را کمی اعوجاج دار کنند.

این تجهیزات شبیه به چیست؟

دستگاه های MRI معمولی به شکل استوانه ای هستند که دور تا دور آن میدانهای مغناطیسی دایروی وجود دارد. که مریض بر روی تخت آن دراز کشیده و به داخل حفره آن می رود.

برخی از دستگاه های MRI طوری ساخته شده اند که میدان مغناطیسی کاملا دور تا دور مریض نیست که Short-bore نام دارند و نوع دیگر اطراف مریض باز است و به MRI باز موسومند. این نوع MRI ها برای مریض هایی که از مکان تنگ می ترسند مناسب است. اما این نوع MRI ها برای هر نوع عکسبرداریی مناسب نیستند در ضمن کیفیت عکسبرداری های دیگر را ندارند.

این پروسه چگونه کار می کند؟

بر خلاف عکسبرداری های معمولی و CT ، این روش یعنی MRI بر مبنای تشعشع نیست. بلکه امواج رادیویی به پروتون (هسته هیدروژن) در یک میدان مغناطیسی قوی تابانده می شود.

میدان مغناطیسی در اثر عبور جریان از یک سیم پیچ بزرگ تولید می شود. سیم پیچ های دیگر در نقاط مختلف دستگاه قرار داده می شوند. معمولا سیم پیج اصلی حول بدن بیمار ، درون دستگاه است که امواج رادیویی را ارسال و دریافت می کند. وقتی مریض درون دستگاه MRI دراز می کشد ، امواج رادیویی به طرف پروتون های قسمتی از بدن که باید مورد بررسی قرار بگیرد تابانده می شود. در میدان مغناطیسی ، این پروتونها جهتشان تغییر می کند که سیگنال هایی را تولید می کند و به وسیله سیم پیچ ها این سیگنال ها آشکارسازی می شوند.

یک کامپیوتر هم این سیگنال ها را بررسی کرده و آنها را به تصویر تبدیل می کند. کامپیوتر تصاویر را در سه بعد بررسی می کند که بر روی صفحه مونیتور می تواند در جهت های مختلف بررسی شود.

چون مقدار پروتون در مولکول آب بسیار زیاد است ، تصاویر بافت های پر آب با دیگر بافت ها متفاوت است. MRI برای مواقعی که نیاز به بررسی بی نظمی در انتشار مایع در یک نقطه از بدن است بسیار مفید می باشد. بعنوان مثال نقاطی که تومور، عفونت یا سوختگی دارند. بطور کلی تفکیک بافت های غیر عادی از بافت های عادی توسط روش MRI نسبت به روشهای دیگر بسیار آسان تر است.

علاوه بر اینها ، در fMRI ، بیمار باد کارهای ویژه ای را هنگام عکسبرداری انجام دهد، تا در قسمتی از مغز که باید از آن عکسبرداری شود متابولیسم بالا رود. این فعالیت ها شامل گشاد کردن رگ های مغز ، تغییرات شیمیایی و تحویل اکسیژن اضافی ، می شود.

این روش چگونه است؟

مریض روی تخت دستگاه خوابانده می شود و به درون دستگاه برده می شود. وسایل کوچکی که محتوی سیم پیچ های ارسال و دریافت امواج رادیویی هستند ممکن است در مجاورت قسمتی که باید از آن عکسبرداری شود قرار گیرد.

اگر ماده کنتراست زا مورد استفاده شود یک محلول نمک مخصوص نیز به ماده کنتراست اضافه می شود که از انعقاد آن در رگ جلوگیری کند.

پس از عکسبرداری باید اطمینان حاصل شود که عکس ها مناسب هستند.

برای fMRI سر بیمار باید محکم بدون تحرک شود تا موقعیتش تغییر نکند. این بست ممکن است شامل یک ماسک مخصوص هم بشود.

این مراحل معمولا 45 دقیقه طول می کشد.

طیف سنجی MR ، که اطلاعات اضافی را از فعالیت های شیمیایی سلولی بدن به دست می دهد ممکن است به مراحل MRI اضافه شود که این مرحله به تنهایی 15 دقیقه طول می کشد.

در حین این عملیات و پس از آن انسان چه احساسی دارد؟

بیشتر آزمایشات MRI بدون درد اند. مگر ناراحتی از تحت دستگاه یا طولانی بودن انجام آزمایش و یا تزریق درد آور باشد.

گرم شدن نقطه مورد عکسبرداری یک چیز عادی است ولی اگر عذاب آور باشد باید به تکنسین یا رادیولوژیست خبر داده شود. همچنین شنیدن سر و صدا از دستگاه عادی است که مربوط به تولید میدان مغناطیس است. ولی می توان از گوشی های صدا گیر مخصوص استفاده کرد.

بسیاری از مراکز MRI به بیمار اجازه می دهند که یک نفر همراه را به داخل اتاق ببرد.

داخل دستگاه MRI مجهز به تهویه هوا و دارای نور کافی است. انواع جدید آن نیز دارای پخش موسیقی و تلویزیون هستند.

اگر ماده کنتراست تزریق شود ، احساس سرما تا یکی دو دقیقه طبیعی است.

فرد بلافاصله پس از عکسبرداری می تواند به فعالیتهای عادی خود بپردازد. تعداد کمی از بیماران دچار عوارض جانبی ماده کنتراست از جمله استفراغ و خونریزی موضعی می شوند. همچنین فرد به ندرت دچار حساسیت هایی از قبیل سوزش چشم و یا تورم می شود.

همچنین ضروری است که مادران شیرده ، 36 تا 48 ساعت پس از تزریق ماده کنتراست شیردهی نکنند.

چه کسی نتایج را بررسی می کند؟

یک رادیولوژیست و یک پزشک متخصص تصاویر را بررسی می کنند و نتایج به فرد مراجعه کننده یا به پزشکی که درخواست عکسبرداری را داده ، ارجاع داده می شود.

مزایا و خطرات این روش چیست؟

مزایا:

_ MRI انسان را در معرض مواد رادیو اکتیو قرار نمی دهد.

_ MRI قادر است که مشکلات ریز ستون فقرات مثل دیسک کمر را که با روشهای دیگر به راحتی قابل مشاهده نیست ، نشان دهد.

_ fMRI می تواند قسمت های غیر عادی مغز را به خوبی مشخص کند. همچنین عملکرد های عادی مغز را که بوسیله روش های دیگر عکسبرداری قابل مشاهده نیست را نشان می دهد.

خطرات:

_ اگر خطرات و مزایای MRI را با هم مقایسه کنیم ، مزایای این روش بسیار بیشتر از خطرات آن است.

_ میدان مغناطیسی قوی به خودی خود مضر نیست بلکه وسایل دارویی و پزشکی ای که در خود فلز دارند ممکن است باعث ایجاد خطر شوند.

_ تزریق مواد کنتراست زا دارای خطر بسیار ناچیزی هستند. فقط ممکن است که تولید آلرژی کنند. در مواردی هم مشاهده شده که عفونت های پوستی را بوجود آورده اند و یا عملکرد کلیه را در بیماران سیستمیک فیبروسیس کلیوی دچار اختلال کرده است.

محدودیت های fMRI مغزی چیست؟

_تصاویر با کیفیت بالا تنها وقتی بوجود می آیند که تا پایان ثبت عکس بدون تحرک و ساکن ایستاد.

_فرد بسیار چاق ممکن است درون دستگاه های معمولی جا نشود.

_وجود اشیای فلزی در بدن ، تصاویر را از نتیجه مطلوب دور می سازد.

_این روش نسبت به روش های دیگر عکسبرداری مثل CT زمان بیشتری را می طلبد.

_MRI گران قیمت تر از روش های دیگر است .

fMRI هنوز هم در حال توسعه و پیشرفت است. تا بصورت دقیق تر بتواند محل فعالیت های مغزی را مشخص کند.

مطلب از : نوید خالدی

منبع: nuclearmedicine.blogfa.com

بـررسی سـاختـمـان داخـلی و عملکرد ام.ار.آی.

بـررسی سـاختـمـان داخـلی و عملکرد ام.ار.آی.

تاريخچه:

در سوم جولاي سال 1977 حادثه اي روي داد که به طور کل دنياي پزشکي نوين را دگرگون ساخت و در خارج دنياي پزشکي نيز عکس العمل هايي را به دنبال داشت .اين آزمايش بزرگ اولين آزمايش MRI (ام.ار.آی.‏) بود که بر روي انسان انجام مي شد و بيش از 5 ساعت به طول انجاميد تا يک تصوير از بافت فرد مورد آزمايش ايجاد کند، تصويري که با تصاوير‏ ام.ار.آی.‏ امروزي اصلا قابل مقايسه نبود! دکتر ريموند دماديان¹ پزشک و محقق به همراه همکارانش دکتر لری مينکف² و دکتر مايکل گلداسميت³ هفت سال بي وقفه براي رسيدن به اين هدف تلاش کردند. آنها اين دستگاه جديد را تسخيرناپذير⁴ ناميدند. اين دستگاه در حال حاضر در انستيتو اسميتسونين⁵ نگهداري مي شود .تا سال 1982 تعداد دستگاه هاي ‏ ام.ار.آی.‏ در آمريکا انگشت شمار بود اما امروزه بعد از گذشت تقريبا 25 سال هزاران دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ با توانايي خارق العاده گرفتن تصاوير با وضوح بي نظير به صورت دو بعدي و سه بعدي در اکثر بيمارستان هاي جهان پراکنده شده است.

‏ ام.ار.آی.‏ تکنولوژي بسيار پيچيده اي است که بسياري با نحوه ي دقيق عملکرد آن آشنا نيستند .در اين مقاله که توسط عده از دانشجويان مهندسي پزشکي و اعضاي انجمن بيوالکتريک ايران گردآوري شده است شما را با نحوه ي دقيق عملکرد و استفاده از اين دستگاه غول پيکر و پر سر و صدا آشنا خواهيم کرد.

ايده اصلي:

‏ ام.ار.آی.‏ (تصوير برداري تشديد مغناطيسي) روش توليد تصاوير با جزييات کامل از بافت ها و ارگان هاي بدن بدون استفاده از پرتوهاي ايکس و پرتوهاي يونيزه شده ميباشد که همين مزيت است که سبب شده آن را از عکس برداري به کمک اشعه ايکس متمايز سازد.در زمان گذشته اين گونه تصوير برداري از بافت را NMRI (تصوير برداري تشديد مغناطيسي هسته اي) ميناميدند چراکه در اوايل از پرتوهاي يونيزه شده هسته اي جهت عکس برداري استفاده ميشد اما بعد از گذشت زمان و پيشرفت تکنولوژي اين پرتوهاي يونيزه شده حذف شده و دستگاه به ‏ ام.ار.آی.‏ تغيير نام داد.دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ معمولا در غالب يک مکعب غول پيکر در ابعاد 3*2*2 (طول * عرض * ارتفاع) طراحي ميشود هر چند با پيشرفت تکنولوژي مدل هايي روانه بازار شده اند که داراي ابعاد کوچکتري هستند.در داخل اين دستگاه يک لوله ي افقي وجود دارد که از جلو به عقب درون يک مغناطيس حرکت ميکند و به منفذ يا کاليبر مغناطيس موسوم است بيمار در حالي که به پشت بر روي يک ميز مخصوص دراز کشيده وارد کاليبر شده و بسته به نوع اسکني که قرار است بر روي وي انجام شود وي را تا حد مورد نياز از سمت سر و يا پا وارد کاليبر مي کنند تا زماني که بافت هدف کاملا در مرکز ميدان مغناطيسي قرار بگيرد. به کمک امواج راديويي که در ادامه توضيح داده خواهد شد دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ ميتواند يک نقطه کوچک به کوچکي يک مکعب به ضلع 0.5 ميليمتر را جهت اسکن انتخاب کند.سيگنال هاي فرستاده شده از طرف اين نقطه کوچک به مرکز پردازش دستگاه موجب توليد تصاوير دو و يا سه بعدي از بافت هدف ميشود .با تغيير پارامترهاي آزمايش ‏ ام.ار.آی.‏ مي توان تصاوير با ظواهر و کارايي هاي متنوع توليد کرد که اصلا قابل قياس با تصوير توليد شده توسط ديگر اسکنرها از قبيل سي تي اسکن نيست. يکي ديگر از کاربرد هاي ‏ ام.ار.آی.‏ ايجاد تصاوير با جزييات بسيار زياد از عروق خوني بدون استفاده از مواد حاجب (کانتراست زا) مي باشد. هر چند که استفاده از ماده حاجب وضوح تصاوير را بسيار بالا می برد اما تزريق آن بدون درد نيست و نيز ممکن است بدن بيمار به آن واکنش دهد. استفاده از ‏ ام.ار.آی.‏ در اين زمينه به خصوص جهت تشخيص بيماري هاي آئورت ، عروق خوني ، کليه ها و ريه ها را در اصطلاح MRA مي گويند . معمولا پزشک معالج برای بيماراني که داراي پيشينه آنوريسم شرياني هستند تصويربرداري MRA تجويز مي کند.

مواد حاجب (کانتراست زا) :

ماده حاجب که گاهي اوقات به ماده رنگي نيز مشهور است ماده ای است که جهت افزايش وضوح تصوير در اسکن آن را به وريد شخص بيمار تزريق مي کنند. اين امر سبب می گردد که ارگانها و نماي عروق روشن تر شود و در نتيجه پزشک راحت تر بتواند آنها را مشاهده نمايد . اين ماده بعد از انجام تست با نوشيدن مايعات فراوان از بدن شخص بيمار دفع خواهد شد .

ساختمان اسکنر ‏ ام.ار.آی.‏ :

سيستم هاي اصلي مورد استفاده در دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ عبارتند از:

1- ميدان مغناطيسي استاتيک⁶

2- گراديان و فرستنده RF

3-گراديان مغناطيسي قائم قابل کنترل

مگنت ها بزرگترين و گرانبهاترين قسمت اسکنر ‏ ام.ار.آی.‏ هستند و باقي قسمت ها در اطراف اين مگنت ها ساخته مي شوند . دقت و قدرت اين آهنربا به شدت براي توليد تصوير مهم است به طوري که در منفذ ‏ ام.ار.آی.‏ بايد خطوط ميدان يکنواخت برقرار باشد. به طور کلي انواع مغناطيس هاي مورد استفاده در ‏ ام.ار.آی.‏ جهت ايجاد ميدان يکنواخت در منفذ دستگاه به سه دسته تقسيم مي شوند :

مغناطيس هاي دايمي يا آهنرباهاي ثابت⁷ : اين مغناطيس ها از مواد فرومغناطيس تشکيل شده اند و مي توانند براي ايجاد ميدان مغناطيسي استاتيک استفاده شوند : آنها بسيار حجيم هستند به طوري که وزن آنها مي تواند حتي به 100 تن نيز برسد. مزيت آهنرباهای ثابت هزينه نگهداري کمتر آنهاست اما پايداري مغناطيسي کم و عدم امکان تعويض آنها در صورت بروز مشکل از معايب آنها به شمار می رود. اين آهنرباها داراي شدت ميداني در حدود 0.5 تا 5 تسلا مي باشند.

مغناطيس هاي مقاومتي⁸ : اين مغناطيس ها بر اساس "خاصيت القاي مغناطيسي در اثر عبور يک جريان الکتريکي از سيم پيچ" ساخته مي شوند که توانايي تشکيل ميداني به شدت 5 تسلا را دارا ميباشند. در واقع اين نوع مغناطيس سيم پيچي از جنس مس است که تشکيل يک آهنرباي متناوب را مي دهد. از مزاياي آن ميتوان به قيمت ارزان آن اشاره کرد ولي پايداري کم و توانايي توليد ميدان محدود و همچنين مصرف انرژي الکتريکي نسبتا زياد ، استفاده از اين مگنت را پر هزينه کرده است.

مغناطيس هاي ابررسانا⁹ : زماني که آلياژ نيوبيوم¹⁰– تيتانيم توسط هليم مايع در دماي 4 کلوين سرد مي شود ابر رسانا تشکيل شده به طوري که تمام مقاومت خود را در برابر عبور جريان الکتريکي از دست مي دهد. با ساختن سيم پيچ هاي الکترومگنت از سيم هاي ابر رسانا مي توان ميدان هايي با قدرت و پايداري خيلي زياد ايجاد کرد. معمولا ميدان هاي مغناطيسي توليدي توسط اين آهنرباها داراي شدتي بيش از 2 تسلا مي باشد از اين رو سبب شده که اکثر اسکنر هاي امروزي از چنين ساختاري در ساختمان اسکنر خود استفاده کنند .

از آنجا که بر اثر افزايش دما خاصيت ابر رسانايي سيم پيچ ها به شدت کاهش مي يابد از اين رو سيم هاي ابر رسانا معمولا در داخل محفظه اي به نام کريوستات¹¹ در هليوم مايع فرو برده مي شود. مشکلي که در اينجا وجود دارد اين است که با وجود عايق بندي اطراف ظرف ، حرکت بروني هليوم و همچنين دماي بالاي محيط اطراف موجب مي شود هليوم موجود تبخير شود. اما براي رفع اين مشکل نيز چاره جويي هايي انجام شده که به قرار زير مي باشند:

روش معمول تر اين است که به کمک کرايوکولر¹² مقداري از هليوم تبخير شده را به ظرف بازگردانيم .

روش دوم اين است که به جاي استفاده از کريوستات مستقيما سيم ها را سرد کنيم و مانع از افزايش دما شويم.

در هر حال از هر يک از مگنت هاي فوق که استفاده کنيم بايد دارای اين سه ويژگی مهم باشد :

توليد ميدان يکنواخت در منفذ دستگاه

شدت ميدان ثابت

نسبت نويز به سيگنال کم

به طور کلي اين سه ويژگی موجب توليد تصاوير با رزولوشن مناسب و افزايش سرعت اسکن می شود .

گراديان ها :

علاوه بر ميدان هاي مغناطيسي يکنواخت در ‏ ام.ار.آی.‏ ميدان هاي متغير ديگري به نام گراديان نيز وجود دارند. گراديان هاي مغناطيسي توسط سه سيم پيچ قائم در جهات x, y, z اسکنر ايجاد شده اند .اين سيم پيچ ها معمولا الکترومگنت هاي مقاومتي هستند که توسط تقويت کننده هايي با قابليت تنظيم دقيق و سريع جهت و اندازه ميدان ، تغذيه مي شوند. اين گراديان ها داراي قدرتي در حدود 20 تا 100 ميلی تسلا بر متر هستند . در حقيقت اين گراديان است که صفحه تصوير برداري را تعيين ميکنند زيرا گراديان هاي قايم به راحتي بر روي هر صفحه اي ايجاد مي شوند. سرعت اسکن به عملکرد سيستم گراديان وابسته است به طوري که گراديان هاي قوي تر داراي سرعت تصوير برداري بيشتري هستند .

سيستم فرستنده امواج راديويي¹⁴ :

سيستم فرستنده امواج راديويي که مي تواند امواجي را به صورت پالس ارسال کند از يک ترکيب کننده، يک تقويت کننده و يک فرستنده تشکيل شده است که معمولا در بدنه ي اسکنر ها جاسازي مي شوند. توان فرستنده متغير است به طوري که بيشينه توان آن در حدود 35 کيلووات است . گيرنده اين امواج معمولا از يک سيم پيچ ، تقويت کننده و پردازنده سيگنال تشکيل شده است . در اسکنرها مي توان از سيم پيچهاي مجتمع¹³ به عنوان فرستنده و گيرنده استفاده نمود اما زماني که بخواهيم از ناحيه کوچکي اسکن بگيريم بهتر است از سيم پيچ هاي کوچکي که بر روي عضو هدف متمرکز مي شوند استفاده کرد تا تصويري با کيفيت وجزئيات بيشتر به دست آيد .

از جديدترين تکنولوژي های مورد استفاده در سيستم ‏ ام.ار.آی.‏ استفاده از آرايه فازي چند عنصره است که توانايي ايجاد چندين کانال داده به صورت موازي را دارا ميباشد . با استفاده از اين تکنولوژي سرعت تصوير برداري افزايش يافته ولي ممکن است در بازسازي تصاوير ايجاد آرتيفکت کند.

به طور خلاصه تصوير برداري به روش ‏ ام.ار.آی.‏ طي مراحل زير انجام مي گيرند:

قسمت مورد نظر ازبدن بيمار در يک ميدان مغناطيسي ثابت و قوي قرار مي گيرد.

يک سري ميدانهاي مغناطيسي متغير¹⁵ با شدت کم به بيمار اعمال مي شود.

در همان حال يکدسته امواج راديويي با طول موج معين، به صورت پالس تابيده مي شود.

پس از هر پالس امواج راديويی، از بدن بيمار سيگنالهای الکتريکي دريافت مي گردد.

اين علايم توسط کامپيوتر پردازش شده و به صورت تصوير در روي صفحه نمايشگر ظاهر مي شود .

در ادامه، روند مراحل فوق به طور کامل شرح داده مي شود.

فيزيک اسپين ها:

بدن انسان از ميلياردها اتم تشکيل شده که اين اتم ها اجزاء اصلي و تشکيل دهنده هر ماده در طبيعت است اتمها از قسمت هاي اساسي به نام هسته تشکيل شده اند همچنين داراي ذراتي هستند که از نظر الکتريکي داراي بار هستند و توانايي تشکيل ميدان هاي الکتريکي خيلي کوچکي را دارند. الکترون ذره اي است با بار الکتريکي منفی که همواره در حال چرخش به دور محور فرضي خود است اين نوع چرخش را اسپين مي گويند . اسپين مانند بارالکتريکي يکي از مشخصات طبيعي و ضروري هر ذره است. جالب است بدانيد که پروتون ها نيز دارای اسپين هستند و در جای نسبتا ثابت خود در هسته اتم، دارای چرخشی شبيه به آنچه در حرکت وضعی زمين مشاهده می کنيم هستند. هر الکترون و يا پروتون موجود در يک اتم داراي اسپيني برابر با 1/2 یا 1/2-

منبع: انجمن بیوالکتریک ایران

مغناطیس (magnetism)

مغناطیس (magnetism)
هر ذره بارداری در حال حرکت، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند.
میدان مغناطیسی یک ذره باردار، مثل یک الکترون درحال حرکت، عمود بر مسیر حرکت ذره است. شدت میدان مغناطیسی به وسیله خطوط فرضی بیان می شود اگر حرکت ذره یک مسیر بسته باشد، همانند الکترون که به دور هسته می چرخد خطوط میدان مغناطیسی بر صفحه حرکت ذره عمود خواهند بود. الکترونها همچنین بدور یک محور درجهت عقربه های ساعت ویا خلاف عقربه های ساعت، می گردند.
این چرخش یک ویژگی از الکترون را به نام اسپین (spin) به وجود می آورد. اسپین الکترون یک میدان مغناطیسی را بوجود می آورد که اگر در هر لایه از اتم، یک زوج الکترون وجود داشته باشد، این میدان خنثی می گردد. خطوط میدان مغناطیسی همیشه حلقه های بسته ای هستند. این خطوط همانند میدان الکتریکی نقطه شروع و پایان ندارند. چنین میدانی دو قطبی (bipolar / dipolar) نامیده می شوند.
این میدان همیشه یک قطب شمال ویک قطب جنوب دارد. مغناطیس کوچکی که به وسیله اسپین الکترون بوجود می آید، دیپلهای مغناطیسی ( magnetic dipole)نامیده می گردد. چنین دیپلهایی با هم می توانند یک محدوده مغناطیسی ( magnetic domain) را بوجود می آورند.

نفوذ پذیری مغناطیسی (magnetic permeability):
نفوذ پذیری مغناطیسی توانایی ماده است برای جذب خطوط شدت میدان مغناطیسی
* طبقه بندی مواد مغناطیسی (classification of magnets)
مواد مغناطیسی براساس منشا خاصیت مغناطیسی طبقه بندی می گردند.
سه نوع کلی از مواد مغناطیسی وجود دارند: مواد مغناطیسی طبیعی، مواد مغناطیسی که بطور مصنوعی خاصیت مغناطیسی دائمی را دارا شده اند و مواد الکترو مغناطیس.
بهترین مثال مواد مغناطیسی طبیعی (natural magnet) ، کره زمین است. زمین دارای میدان مغناطیسی است، چون زمین به دور یک محور می چرخد.
مواد مغناطیسی دائمی (permanent magnet) که بطور مصنوعی ساخته می گردند به شکلها و اندازه های گوناگونی ساخته می گردند که عمدتاً از جنس آهن هستند. این مواد بوسیله قرار دادن آهن دریک میدان مغناطیسی الکتریکی ساخته می گردند.
مواد الکترومغناطیس تشکیل شده اند از یک سیم که بدور یک هسته آهنی پیچیده شده است (Electromagnet).
هنگامی که جریان الکتریکی از سیم عبور داده می شود، یک میدان مغناطیسی ایجاد می گردد که شدت این میدان وابسته به جریان عبوری از سیم است.
تمام مواد می توانند طبق عکس العملهایشان درمقابل یک میدان مغناطیس خارجی طبقه بندی گردند.
برخی ازمواد هنگامی که در داخل یک میدان مغناطیسی برده میشوند، بی تاثیر می مانند چنین موادی را دیامغناطیس (diamagnetic) گویند. این مواد را نمی توان بطور مصنوعی مغناطیسی کرد و ضمناً این مواد جذب میدان مغناطیسی نمی گردند. مثالهایی از این مواد می توانند چوب، شیشه و پلاستیک باشند. مواد فرومغناطیس ( Ferromagnetic) که آهن (iron)، کبالت (cobalt) و نیکل (nickel) هستند، به شدت جذب میدان مغناطیسی می گردند و ضمناً می توانند تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی، به مواد مغناطیسی دائمی تبدیل گردند. یک آلیاژ از آلومینیوم، کبالت و نیکل که آلنیکو ( Alnico) نامیده می گردد، یک ماده مغناطیسی مفیدتری نسبت به آهن و کبالت و نیکل دراین گروه از مواد مغناطیسی است و بیشتر استفاده می گردد. مواد پارامغناطیس (paramagnetic) تاحدی بین مواد فرومغناطیس و مواد دیا مغناطیس قرار میگیرند.
این مواد به طور اندکی جذب میدان مغناطیسی می گردند و در اثر قطع میدان مغناطیسی خارجی ، خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند. مواد حاجبی (contrast agent) که در MRI استفاده میگردد پارامغناطیس هستند.

تاثیر پذیری مغناطیسی (magnetic susceptibility):
درجه مواد مختلف طی مغناطیسی شدن را تاثیرپذیری مغناطیسی گویند.
مثلاً هنگامی که یک چوب دریک میدان مغناطیس قوی قرار می گیرد، این چوب میدان مغناطیسی را شدت
نمی بخشد ولی هنگامی که آهن در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، این آهن به شدت میدان مغناطیسی را تقویت می کند پس چوب دارای تاثیرپذیری مغناطیسی کم است و آهن دارای تاثیرپذیری مغناطیسی زیاد است.

* دیپلها (dipole)
هرماده مغناطیسی از دو قطبی ها تشکیل شده است که این دو قطبی ها با شکستن یک آهنربا از بین نمی روند، پس همواره ما دریک ماده مغناطیسی دو قطب شمال و جنوب را خواهیم داشت.
* جذب و دفع (Attraction and Repulsion)
همانند بارهای الکتریکی، قطبهای مغناطیسی هم نام یکدیگر را دفع می کنند و قطب های مغناطیسی ناهمنام، همدیگر را دفع می کنند. همچنین بطور ساده، خطوط فرضی میدان مغناطیسی قطب شمال (N) را ترک می کنند و به قطب جنوب (S) وارد می شوند.
* القاء مغناطیسی (magnetic induction)
همانند بار الکترواستاتیک که میتواند از یک جسم به جسم دیگر القاء گردد، مواد مغناطیسی هم می توانند بوسیله القاء، مغناطیسی گردند. خطوط فرضی میدان مغناطیسی که توصیف گردید، خطوط مغناطیسی (magnetic lines) القاء نامیده می شوند و تراکم این خطوط وابسته به شدت میدان مغناطیسی است.
اجسام فرومغناطیس می توانند به ماده مغناطیسی از طریق القاء تبدیل گردند.
هنگامی که یک ماده فرومغناطیس مثلاً یک قطعه آهن نرم ( soft Iron) به درون یک میدان مغناطیسی برده می شود،خطوط القاء تغییر پیدا می کنند و بوسیله آهن جذب می گردند و آهن بطور موقت به یک ماده مغناطیسی تبدیل می گردد ولی اگر یک ماده دیامغناطیسی مثل مس (copper) را جایگزین آهن کنیم، چنین اتفاقی نمی افتد.
* نیروی مغناطیسی (magnetic force)
نیرویهای الکترومغناطیسی بوسیله تئوری میدان تابش الکترومغناطیسی ماکسول به هم مرتبط می گردند. این تئوری بیان می کند که نیرویی که بوسیله میدان مغناطیسی ایجاد می گردد، همانند نیرویی است که بوسیله میدان الکتریکی ایجاد میگردد.
تئوری میدان ماکسول:
نیروی مغناطیسی متناسب است با ضرب شدت قطبهای مغناطیسی تقسیم بر مربع فاصله بین آنها. واحد SI شدت نیروی مغناطیسی تسلا (Tesla) است. واحد قدیمی ترآن گوس (gauss) است که یک تسلا برابر است با 10.000 گوس. (1 T=10,000 G)
منبع : prin.ir

ام آر آی

MRI from A to Z free Download 'This work is more than a simple compendium. Its reading is pleasant. it casts light on both the meanings of words and the basics of MRI. I personally found it very inventive as it will contribute to clarify difficult concepts and to make easier the dialogue between each link of the MRI chain. I would clearly recommend the purchase of this book to anyone who wants to know hat he is dealing with when ordering, acquiring, interpreting MRI images or MRI spectrometry. Moreover, it will be invaluable reading it for each single individual of the MRI manufacturers' staffs.' Pediatric Radiology 'All medical libraries will ... be likely to have readers for whom this book would be a valuable item of stock, for use over the next few years.' Reference Reviews 'I clearly recommend the purchase of this book to anyone who wants to know what he is dealing with when requesting, acquiring, or interpreting MRI images or MR spectrometry ... Excellent.' Pediatric Radiology From 'AB systems' to 'Zipper artefact' - even for the experienced practitioner in MRI, the plethora of technical terms and acronyms can be daunting and bewildering. This concise but comprehensive guide provides an effective and practical introduction to the full range of this terminology. It will be an invaluable source of reference for all students, trainees and medical professionals working with MRI. More than 800 terms commonly encountered in MR Imaging and Spectroscopy are clearly defined, explained and cross-referenced. Illustrations are used to enhance and explain many of the definitions, and references to further reading will point the reader to more in-depth coverage. As well as being a compendium of terms from A to Z, the volume concludes with a useful collection of appendices, which tabulate many of the key constants, properties and equations of relevance download this book Download this book for free but with rapid share link ..