ام‌آرآی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
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.

محتویات

تشریح [ویرایش]

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 (کورونال) و حتّا 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 (B۱)

سیستمهای امروزی [ویرایش]

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 صرفاً جنبه و کاربردهای تحقیقاتی دارد.

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

تاریخ [ویرایش]

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.

در سال ۱۹۵۰، حصول تصویر یک بعدی MRI، توسط هرمن کار (Herman Carr) گزارش گردید. پاول لاتربر، شیمیدان آمریکائی، با کار بر روی تحقیقات پیشین، موفق به ابداع روش‌هایی برای تولید تصاویر دو بعدی و سه بعدی MRI گردید[۱]. سرانجام وی در سال ۱۹۷۳ اولین تصویر گرفته شده بر اساس تشدید مغناطیس هسته‌ای (NMR) خود را منتشر نمود[۲].اولین تصویر مقطع نگاری از یک موش زنده، در ژانویه ۱۹۷۴ منتشر گردید.

از سوی دیگر تحقیقات و پیشرفت‌های مهمی در زمینه‌ی 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 مقاله‌ای که در مجله Science منتشر گردید، اعلام نمود که امکان تشخیص تومور از بافت‌های عادی به کمک تصویر برداری NMR میسر می‌باشد.

سرانجام جایزه نوبل پزشکی سال ۲۰۰۳ به خاطر اختراع ام آر آی به پاول لاتربر از دانشگاه ایلینوی در اوربانا شامپاین[۳] و پیتر منزفیلد از انگلستان اعطا گردید.

طرز کار [ویرایش]

نوشتار اصلی: ردیف ضربانی

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 (B۱) قرار گرفته و سپس از این حالت برانگیختگی به مرور به حالت اولیه خود بازمی گردند.[۴]* 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 نهایتاً بکمک تبدیلات فوریه ای به شکل تصویر در آورده می‌شوند.

کیفیت تصویری ام آر آی [ویرایش]

معمولاً بهبود کیفیت تصویری در ام آر آی را با مقیاس‌هایی همانند قدرت تفکیک می‌سنجند. و معمولاً نیز بهبود قدرت تفکیک با خود عواقبی همانند کاهش سیگنال مفید (SNR) بهمراه دارد. اما می‌توان این مشکلات را با راه حل‌هایی همانند استفاده از سیستمهای با قدرت میدان Bo بالاتر[۵]، ویا استفاده از ماده حاجب (contrast agents) مناسب[۶] تصحیح نمود.

  • قلب در حال تپش با دستگاه ۳ تسلا

  • نمونه تصویر ساژیتال از نوع T2 از نخاع

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

  • توالی برش‌های مغزی از بالا به پایین وزن یافته با T1

مقایسه [ویرایش]

تصویر ام آر آی یک میوهٔ کیوی

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[۷]:

برتری‌های ام‌آرآی در مقایسه با سی تی اسکن [ویرایش]

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

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

  • 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.
  • بیمار باید در حین انجام اسکن(ام آر آی) بی حرکت باشد. حرکات غیرقابل پیشگیری مانند تنفس، ضربان قلب و پریستالسیسم اغلب تصویر را مخدوش می‌سازند.
  • برای بیماران دارای مشکلات تنفسی و کسانی که از محیط های بسته می ترسند، عبور از تونل تنگ دستگاه MRI مشکل است.

fMRI [ویرایش]

نوشتار اصلی: اف‌ام‌آرآی
یک تصویر اف‌ام‌آرآی دید فوقانی-تحتانی.

این روش برای اولین بار دربهار سال ۱۹۹۱ در مرکز بیمارستان massachusetts در بوستون آمریکا به منظور نقشه‌برداری از فعالیت‌های مغزی مورد آزمایش قرار گرفت. در این روش غیر تهاجمی تصاویری بر اساس تغییرات محلی در جریان خون مغز گرفته می‌شود.

طیف‌نگاری [ویرایش]

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.

آنژیوگرافی تشدید مغناطیسی (MRA) [ویرایش]


اسکن‌های پایه MRI [ویرایش]


نمایش TE وTR یک سیگنال MR.

سیگنال های دریافتی توسط سیستم های MRI، حاوی اطلاعات بسیار زیادی بوده که می تواند در استخراج اطلاعات فیزیکی و شیمیایی جسم و یا بافت مورد نظر، به کار گرفته شود. با توجه به اطلاعات مطلوب، سیستم MRI برنامه ریزی می گردد و در نهایت تصویر سازی به یکی از روش های زیر و یا روش های ترکیبی نمایش داده می شود.

MRI با وزن دهی T1 [ویرایش]

اثر اصلی : زمان استراحت اسپین-لاتیس

این یک روش پایه در اسکن MRI می‌باشد، برای مثال، در این روش تصویر سازی، تفاوت دو بافت چربی و آب، به صورت تیره تر بودن آب نسبت به بافت چربی در عکس برداری به کمک دنباله اکو گردایان (GRE) با TE کوتاه و TR کوتاه می‌باشد.

MRI با وزن دهی T2 [ویرایش]

اثر اصلی : زمان استراحت اسپین-اسپین

این روش نیز یکی از روش‌های اصلی تصویر سازی MRI می‌باشد.در این روش نیز مانند وزن دهی T1، چربی و آب قابل تفکیک بوده با این تفاوت که چربی تیره تر و آب روشن تر در تصویر ظاهر می گردد.برای مثال در مطالعه مغز و ستون فقرات، مایع مغزی نخاعی به صورت روشن تر در تصویر ظاهر می گردد. این روش برای شرایطی با TE و TR طولانی مناسب می باشد.

MRI با وزن دهی T2*
(خوانده شود T 2 star)

در این روش، از توالی اکو گرادیان (GRE) با TE و TR طولانی استفاده می گردد.

MRI با وزن دهی چگالی اسپین ها-چگالی پروتون [ویرایش]

این روش به نام چگالی پروتون نیز شناخته می شود.کانترست در تصاویر حاصل از این روش تصویر سازی، حاصل از مقادیر T1 وT2 نبوده و تنها به اختلاف چگالی اسپین های اتم هیدروژن موجود در بافت ها وابسته می باشد. در این روش TE کوتاه و TR طولانی می باشد.[۸]

جستارهای وابسته [ویرایش]

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

منابع [ویرایش]

  1. ↑ First MRI and ultrasound scanning
  2. ↑ Image Formation by Induced Local Interactions: Examples Employing Nuclear Magnet
  3. ↑ به مقاله زیر مراجعه شود:
    Lauterbur, P.C. , Nature, 1973; 242:190-191
  4. ↑ relaxation
  5. ↑ Stuber M, Botnar RM, Fischer SE, et al. Preliminary report on in vivo coronary MRA at 3 Tesla in humans.Magn Reson Med 2002;48(3):425–429.
  6. ↑ Huber ME, Paetsch I, Schnackenburg B, et al. Performance of a new gadolinium-based intravascular contrast agent in free-breathing inversion-recovery 3D coronary MRA.Magn Reson Med 2003;49(1):115–121.
  7. ↑ فنون تخصصی. فضل‌الله تورچیان.انتشارات نور دانش. ۱۳۸۲. ص۲۸۵
  8. ↑ Magnetic resonance imaging. (2012, February 10). In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 07:01, February 15, 2012, from http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Magnetic_resonance_imaging&oldid=476118369
جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ ام‌آرآی موجود است.

پیوند به بیرون [ویرایش]

نماد خرد این یک نوشتار خُرد پیرامون مهندسی است. با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید.
نماد خرد این یک نوشتار خُرد پزشکی است. با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید.

برگرفته از «http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=ام‌آرآی&oldid=9674936»