ام‌آرآی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

یک دستگاه پویشگر ام‌آرآی ۳ تسلا از نوع Philips Achieva

ام‌آرآی (به انگلیسی: MRI) که مخفف عبارت (به انگلیسی: Magnetic Resonance Imaging) است و تصویرسازی تشدید مغناطیسی نامیده می‌شود، روشی پرتونگارانه در تصویربرداری تشخیصی پزشکی و دامپزشکی است که در دهه‌های اخیر بسیار فراگیر شده‌است و بر اساس رزنانس مغناطیسی هسته است.

[ویرایش] تشریح

چگونگی قرار گرفتن اسپین‌های هسته‌ای در میدان مغناطیسی و نوسان با فرکانس لارمور

با ام آر آی می‌توان در جهات فوقانی-تحتانی (اگزیال)، چپ‌راستی (ساژیتال) و پس‌وپیش (کرونال) و حتی در جهات اُریب و مایل تصویرگیری نمود. یک سیستم ام آر آی از سه میدان مغناطیسی استفاده می‌کند:

1. میدان خارجی ثابت و قوی (B₀)
2. میدان ضعیف گرادیانی متغیر
3. میدان حاصل از پالس RF الکترومغناطیسی (B_۱)

[ویرایش] سیستمهای امروزی

سیستمهای ام آر آی امروزه غالباً دارای قدرت میدانهای 0.2، 1، 1.5، و 3 تسلا می‌باشند.

در ایالات متحده آمریکا بیمارستان‌ها و مراکز خدمات بهداشتی اجازه استفاده از سیستم‌های تا ۴ تسلا را نیز برای یک بیمار دارند. اما از چهار تسلا به بالا صرفا جنبه و کاربرد‌های تحقیقاتی دارد.

بزرگ ترین تولید کننده‌های سیستمهای ام آر آی امروزه شرکت‌های زیمنس (آلمان)، جی‌ای (آمریکا)، توشیبا (ژاپن)، و فیلیپس (هلند) می‌باشند.

[ویرایش] تاریخ

تصویری از آرشیو اداره ثبت اختراعات آمریکا که متعلق به ریموند دامادیان، دانشمند آمریکایی ارمنی-تبار و یکی از مخترعین سیستمهای نوین ام آر آی است.

جایزه نوبل پزشکی سال ۲۰۰۳ به خاطر اختراع ام آر آی به پاول لاتربر از دانشگاه ایلینوی در اوربانا شامپاین^[۱] و پیتر منزفیلد از انگلستان اعطا گردید. دانشمند آمریکایی ارمنی تبار ریموند دامادیان همچنین از بنیانگذاران این نوع پویشگر می‌باشد. ابداع این روش به دههٔ ۷۰ میلادی توسط این کسان باز می‌گردد.

[ویرایش] طرز کار

نوشتار اصلی: ردیف ضربانی

نوشتار اصلی: زمان استراحت اسپین-اسپین

نوشتار اصلی: زمان استراحت اسپین-لاتیس

چگونگی تولید تصویر ام آر آی فرایند بس پیچیده ایست. در این روش از خاصیت ویژه اسپین‌های هسته‌های هیدرژنی در میدان مغناطیسی (B₀) استفاده می‌شود. پس از انتخاب برش، اسپین‌ها تحت تاثیر میدان مغناطیسی پالس‌های الکترومغناطیسی (B_۱) قرار گرفته و سپس از این حالت برانگیختگی به مرور به حالت اولیه خود بازمی گردند.^[۲]* در هر بافتی این مدت زمان متفاوت است. بطور مثال در ۱٫۵ تسلا٫ ثابت T1 برای بافت چربی ۲۶۰ میلی ثانیه و برای بافت ماده خاکستری مغز ۹۲۰ میلی ثانیه می‌باشد.

بسته به اینکه چه نوع دنباله پالسیی انتخاب شود، و پارامترهای مثل TE و TR چگونه تعیین شوند، می‌توان با T1 و T2 کنتراست دلخواه را به تصویر کشید و توانایی ام آر آی در همین خاصیت ویژه قرار دارد. بطور مثال در یکی چربی روشن و در دیگری تاریک می‌شود.

هر برش تصویری توسط فاز و بسامد امواج دریافت شده بترتیب در محور‌های y و x کدگذاری می‌گردد. برای انجام کد گذاری احتیاج به میادین مغناطیسی متغیر می‌باشد که این امر بکمک آهن رباهای از نوع ابررسانا هر لحظه تولید می‌گردد. اطلاعات دریافتی در فضایی داده‌ای بنام فضای k واریز شده و نهایتا بکمک تبدیلات فوریه ای به شکل تصویر در آورده می‌شوند.

[ویرایش] کیفیت تصویری ام آر آی

معمولا بهبود کیفیت تصویری در ام آر آی را با مقیاس هایی همانند قدرت تفکیک می سنجند. و معمولا نیز بهبود قدرت تفکیک با خود عواقبی همانند کاهش سیگنال مفید (SNR) با خود بهمراه دارد. اما می‌توان این مشکلات را با راه حل هایی همانند استفاده از سیستمهای با قدرت میدان B_o بالاتر^[۳]، ویا استفاده از ماده حاجب (contrast agents) مناسب^[۴] تصحیح نمود.

قلب در حال تپش با دستگاه ۳ تسلا

نمونه تصویر ساژیتال از نوع T2

نمونه تصویر T1 (غده سرطانی سفید رنگ از نوع لمفوما است)

توالی برش های مغزی از بالا به پایین وزن یافته با T1

[ویرایش] مقایسه

کد گذاری با بسامد (frequency encoding)

ام آر آی از بعضی نقاط برتری و از بعضی جهات دیگر نسبت به ابزار دیگر در فیزیک پزشکی ضعف دارد. در قیاس با سی تی اسکن این موارد عبارتند از^[۵]:

[ویرایش] برتری‌های ام‌آرآی در مقایسه با سی تی اسکن

• تضاد تصویری (سایه‌روشن) بالاتر از سی تی اسکن.
• تهیه مقاطع تصویری از جهات مختلف (از جمله اریب).
• عدم استفاده از پرتوهای یونیزان.
• مانند سی‌تی‌اسکن موجب سخت شدن باریکه پرتوها (آرتیفکت سخت، beam hardening) نمی‌شود.

[ویرایش] نقاط ضعف ام آر آی در مقایسه با سی‌تی‌اسکن

• پر هزینه تر از سی‌تی‌اسکن، کمیاب‌تر، و کار با آن مشکل‌تر است.
• تصویرگیری زمان بیشتری می‌برد.
• وضوح تصویری کمتری دارد.
• بدلیل طولانی تر بودن اسکن‌ها آرتیفکت حرکتی بیشتری دارد.
• موجب مشکلات برای بیماران دارای اجسام فلزی در بدن خود می‌باشد.

[ویرایش] fMRI

یک تصویر اف‌ام‌آرآی دید فوقانی-تحتانی.

در fMRI همانند پت اسکن تصویر گرفته شده اطلاعات دگرگشتی در اختیار ما می‌گذارد. سه روش تصویربرداری در fMRI غالباً DWI، BOLD، و Perfusion می‌باشند. در تمام این روشها عموماً از دنباله پالسی از نوع EPI استفاده می‌گردد.

[ویرایش] طیف‌نگاری

طیف‌نگاری با تشدید مغناطیسی (MR Spectroscopy) تکنیکی است که امروزه برای تصویرگیری از مغز کاربرد‌های فراوانی دارد. به ویژه از دنباله‌های پالسی PRESS و STEAM در این روش استفاده می‌گردد.

[ویرایش] آنژیوگرافی تشدید مغناطیسی (MRA)

نوشتار اصلی: آنژیوگرافی تشدید مغناطیسی

[ویرایش] جُستارهای وابسته

یک نمونه از ام آر آی از نوع باز (Open) ساخت هیتاچی

• افکنش شدت بیشینه
• دنباله‌های پالسی
• برش در تصویرسازی تشدید مغناطیسی
• آرتیفکت در تصویرسازی تشدید مغناطیسی
• تصویرگیری با تانسور پخش

[ویرایش] منابع

در ویکی‌انبار منابعی در رابطه با

ام‌آرآی

موجود است.

[ویرایش] پیوند به بیرون

• How stuff works: mri
• Radiology info: mri
• کتاب به زبان انگلیسی رایگان در مورد مبانی ام آر آی
• رگ‌نگاری ام‌آر (به فارسی)

این نوشتار دربارهٔ مهندسی خُرد است. با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید.

این نوشتار مربوط به دانش پزشکی، خُرد است. با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید.