자기공명영상(MRI). 원자 확장: 자기공명영상 MRI 스캐너의 작동 원리

자기공명영상(MRI)– 신체의 내부 구조를 시각화할 수 있는 현대적인 비침습적 기술입니다. 이는 핵자기공명의 효과, 즉 자기장에서 전자기파의 영향에 대한 원자핵의 반응을 기반으로 합니다. 인체의 모든 조직에 대한 3차원 이미지를 얻을 수 있습니다. 위장병학, 호흡기학, 심장학, 신경학, 이비인후학, 유방학, 산부인과 등 다양한 의학 분야에서 널리 사용됩니다. 높은 정보 내용, 안전성 및 합리적인 가격으로 인해 모스크바의 MRI는 사용되는 방법 목록에서 선두 위치를 차지하고 있습니다. 다양한 기관 및 시스템의 질병 및 병리학적 상태를 진단합니다.

연구의 역사

MRI가 만들어진 날짜는 전통적으로 미국의 물리학자이자 방사선학자인 P. Lauterbur가 이 주제에 관한 기사를 발표한 1973년으로 간주됩니다. 그러나 MRI의 역사는 훨씬 더 일찍 시작되었습니다. 1940년대에 미국인 F. Bloch와 R. Purcell은 핵자기공명 현상을 독립적으로 기술했습니다. 50년대 초, 두 과학자는 물리학 발견으로 노벨상을 받았습니다. 1960년에 소련 군 장교가 MRI 기계의 유사체를 설명하는 특허를 신청했지만 "실행 불가능"하다는 이유로 거부되었습니다.

Lauterbur의 논문이 출판된 후 MRI는 급속도로 발전하기 시작했습니다. 조금 후에 P. Mansfield는 이미지 수집 알고리즘을 개선하는 작업을 수행했습니다. 1977년 미국 과학자 R. 다마디안(R. Damadian)은 MRI 연구를 위한 최초의 장치를 만들어 테스트했습니다. 최초의 MRI 기계는 지난 세기 80년대 미국 진료소에 등장했습니다. 90년대 초에는 이미 전 세계에 이러한 장치가 약 6,000개 있었습니다.

현재 MRI는 복부 장기, 관절, 뇌, 혈관, 척추, 척수, 신장, 후복막, 여성 생식기 및 기타 해부학적 구조의 질병에 대한 현대적인 진단을 상상하는 것이 불가능한 의료 기술입니다. MRI를 사용하면 질병 초기 단계의 특징적인 사소한 변화도 감지하고, 장기 구조를 평가하고, 혈류 속도를 측정하고, 뇌의 다양한 부분의 활동을 결정하고, 병리학적 초점을 정확하게 위치시키는 등의 작업을 수행할 수 있습니다.

시각화 원리

MRI는 핵자기공명 현상을 기반으로 합니다. 화학 원소의 핵은 축을 중심으로 빠르게 회전하는 일종의 자석입니다. 외부 자기장에 들어가면 핵의 회전축이 특정 방식으로 이동하고 핵은 이 자기장의 힘선 방향에 따라 회전하기 시작합니다. 이 현상을 행렬이라고합니다. 특정 주파수(행렬의 주파수와 일치)의 전파를 조사하면 핵은 전파 에너지를 흡수합니다.

조사가 중단되면 핵은 정상 상태로 돌아가고 흡수된 에너지가 방출되어 특수 장치를 사용하여 기록되는 전자기 진동이 생성됩니다. MRI 기계는 수소 원자핵에서 방출되는 에너지를 기록합니다. 이를 통해 신체 조직의 수분 농도 변화를 감지할 수 있으므로 거의 모든 장기의 이미지를 얻을 수 있습니다. 수분 함량이 낮은 조직(뼈, 기관지 폐포 구조)을 시각화하려고 할 때 MRI를 수행할 때 특정 제한 사항이 발생합니다. 이러한 경우 이미지는 충분한 정보를 제공하지 못합니다.

MRI의 종류

연구 중인 영역을 고려하여 다음과 같은 유형의 MRI를 구분할 수 있습니다.

머리 MRI(뇌, 뇌하수체 및 부비동).
흉부 MRI(폐와 심장).
복강 및 후복막 공간(췌장, 간, 담도, 신장, 부신 및 이 부위에 위치한 기타 기관)의 MRI.
골반 장기(요로, 전립선 및 여성 생식기)의 MRI.
근골격계(척추, 뼈, 관절)의 MRI.
유선, 목의 연조직(타액선, 갑상선, 후두, 림프절 및 기타 구조), 인체의 다양한 부위의 근육 및 지방 조직을 포함한 연조직의 MRI.
혈관 MRI(뇌혈관, 사지 혈관, 장간막 혈관 및 림프계).
전신 MRI. 일반적으로 다양한 장기 및 시스템의 전이성 손상이 의심되는 진단 검색 단계에서 사용됩니다.

MRI는 조영제를 사용하거나 사용하지 않고 수행할 수 있습니다. 또한 조직 온도, 세포내액의 움직임, 언어, 움직임, 시력 및 기억을 담당하는 뇌 영역의 기능적 활동을 평가할 수 있는 특별한 기술이 있습니다.

표시

모스크바의 MRI는 일반적으로 방사선 촬영 및 기타 일차 진단 연구 후 진단의 마지막 단계에서 사용됩니다. MRI는 진단을 명확히 하고, 감별진단하고, 병리학적 변화의 심각도와 정도를 정확하게 평가하고, 보존적 치료 계획을 준비하고, 수술적 개입의 필요성과 범위를 결정하며, 치료 중 및 장기간에 걸쳐 동적 모니터링을 수행하는 데 사용됩니다. .

머리 MRI뼈, 표면 연조직 및 두개 내 구조 연구를 위해 처방되었습니다. 이 기술은 뇌, 뇌하수체, 두개내 혈관 및 신경, ENT 기관, 부비동 및 머리의 연조직의 병리학적 변화를 확인하는 데 사용됩니다. MRI는 선천성 기형, 염증 과정, 일차 및 이차 종양 병변, 외상성 부상, 내이 질환, 눈 병리 등의 진단에 사용됩니다. 절차는 대조 유무에 관계없이 수행될 수 있습니다.

가슴 MRI심장, 폐, 기관, 큰 혈관 및 기관지, 흉막강, 식도, 흉선 및 종격동 림프절의 구조를 연구하는 데 사용됩니다. MRI의 적응증은 심근 및 심낭의 병변, 혈관 장애, 염증 과정, 흉부 및 종격동의 낭종 및 종양입니다. MRI는 조영제를 사용하거나 사용하지 않고 수행할 수 있습니다. 폐포 조직을 검사할 때는 그다지 유익하지 않습니다.

복강 및 후복막 MRI췌장, 간, 담관, 내장, 비장, 신장, 부신, 장간막 혈관, 림프절 및 기타 구조의 구조를 연구하기 위해 처방되었습니다. MRI에 대한 적응증은 발달 이상, 염증성 질환, 외상성 부상, 담석증, 요로결석증, 원발성 종양, 전이성 신생물, 기타 질병 및 병리학적 상태입니다.

골반 MRI남성의 직장, 요관, 방광, 림프절, 골반 내 조직, 전립선, 여성의 난소, 자궁 및 나팔관 연구에 사용됩니다. 연구에 대한 적응증은 발달 결함, 외상성 부상, 염증성 질환, 공간 점유 과정, 방광 및 요관 결석입니다. MRI는 신체에 방사선 노출을 수반하지 않으므로 임신 중에도 생식계 질환을 진단하는 데 사용할 수 있습니다.

근골격계 MRI관절, 뼈, 척추의 특정 부분 또는 전체 척추를 포함한 다양한 해부학 적 영역의 뼈 및 연골 구조, 근육, 인대, 관절낭 및 윤활막 연구에 처방됩니다. MRI를 사용하면 다양한 발달 이상, 외상성 부상, 퇴행성 질환은 물론 뼈와 관절의 양성 및 악성 병변을 진단할 수 있습니다.

혈관 MRI대뇌 혈관, 말초 혈관, 내부 장기로의 혈액 공급과 관련된 혈관 및 림프계 연구에 사용됩니다. MRI는 발달 결함, 외상성 부상, 급성 및 만성 뇌혈관 사고, 동맥류, 림프부종, 혈전증 및 사지 및 내부 장기 혈관의 죽상동맥경화성 병변에 사용됩니다.

금기 사항

심장 박동기 및 기타 이식된 전자 장치, 대형 금속 임플란트 및 Ilizarov 장치는 모스크바에서 MRI에 대한 절대 금기 사항으로 간주됩니다. MRI에 대한 상대적 금기 사항에는 인공 심장 판막, 비금속 중이 임플란트, 달팽이관 임플란트, 인슐린 펌프 및 강자성 염료를 사용하는 문신이 포함됩니다. 또한 MRI에 대한 상대적 금기 사항은 임신 초기, 밀실 공포증, 보상되지 않은 심장 질환, 일반적인 심각한 상태, 운동 동요 및 의식 장애 또는 정신 장애로 인해 의사의 지시를 따르지 못하는 환자의 무능력입니다.

조영증강 MRI는 조영제에 대한 알레르기, 만성 신부전, 빈혈이 있는 환자에게는 금기입니다. 조영제를 사용한 MRI는 임신 중에는 처방되지 않습니다. 수유 기간 동안 환자는 미리 젖을 짜내고 연구 후 2일 동안(조영제가 몸에서 제거될 때까지) 수유를 삼가하도록 요청받습니다. 티타늄에는 강자성 특성이 없기 때문에 티타늄 임플란트의 존재는 모든 유형의 MRI에 금기 사항이 아닙니다. 이 기술은 자궁내 장치가 있는 경우에도 사용할 수 있습니다.

MRI 준비하기

대부분의 연구에는 특별한 준비가 필요하지 않습니다. 골반 MRI 촬영 전 며칠 동안은 가스를 생성하는 음식 섭취를 자제해야 합니다. 장내 가스의 양을 줄이려면 활성탄 및 기타 유사한 약물을 사용할 수 있습니다. 일부 환자에게는 관장이나 완하제가 필요할 수 있습니다(의사의 지시에 따라). 연구가 시작되기 직전에 방광을 비워야 합니다.

어떤 종류의 MRI를 시행하든 다른 검사(방사선 촬영, 초음파, CT, 실험실 검사) 결과를 의사에게 제공해야 합니다. MRI를 시작하기 전에 머리핀, 장신구, 시계, 틀니 등 금속 요소가 포함된 의복과 모든 금속 물체를 제거해야 합니다. 금속 임플란트나 이식된 전자 장치가 있는 경우 해당 유형과 위치를 전문의에게 알려야 합니다.

방법론

환자는 단층촬영 터널로 미끄러지는 특수 테이블에 배치됩니다. 조영증강 MRI에서는 먼저 조영제를 정맥에 주입합니다. 연구가 진행되는 동안 환자는 단층촬영 내부에 설치된 마이크를 사용하여 의사와 연락할 수 있습니다. MRI 기계는 시술 중에 약간의 소음을 발생시킵니다. 연구가 끝나면 의사가 얻은 데이터를 검사하는 동안 환자에게 기다려야 합니다. 어떤 경우에는 더 완전한 그림을 만들기 위해 추가 이미지가 필요할 수 있기 때문입니다. 그런 다음 전문가는 결론을 준비하여 주치의에게 전달하거나 환자에게 전달합니다.

모스크바의 자기공명영상 비용

진단 절차의 가격은 검사 대상 영역, 대비의 필요성, 특별한 추가 기술의 사용, 장비의 기술적 특성 및 기타 요인에 따라 달라집니다. 모스크바에서 자기공명영상 가격에 가장 큰 영향을 미치는 것은 조영제 관리의 필요성입니다. 조영제를 사용할 때 환자의 총 비용은 거의 두 배가 될 수 있습니다. 스캔 비용은 진료소의 조직적, 법적 지위(민간 또는 공공), 의료기관의 수준과 평판, 전문의의 자격에 따라 달라질 수 있습니다.

MRI는 현대적이고 안전한(전리 방사선 없이) 진단 방법인 "자기 공명 영상"의 약어입니다. MRI는 의료기관(병원, MRI 전문센터)에서 시행하는 진단 시술입니다. MRI 절차는 인체의 기관과 시스템을 검사하여 변화를 확인하는 것으로 구성됩니다. 오늘날 자기공명영상(MRI)은 뇌, 척수, 척추, 골반 기관 및 관절의 대부분의 질병 진단에서 1위를 차지하며 신경학, 종양학, 외상학 및 신경외과 분야에서 널리 사용됩니다. 자기공명영상(MRI)은 가장 역동적으로 발전하는 진단 방법 중 하나입니다. MRI를 사용하면 서로 다른 연조직 사이의 대비가 높은 이미지를 얻을 수 있으며 환자 신체의 해부학적 특징을 고려하여 모든 섹션에서 연구를 수행할 수 있으며 필요한 경우 3차원 이미지를 얻을 수 있습니다.

금기 사항

MRI의 주요 금기 사항은 자기장의 영향을 받을 수 있는 금속 물체와 전자 의료 기기가 체내에 존재한다는 것입니다. 현재 거의 모든 의료용 임플란트, 의치 및 금속 치과 충전재는 비자성 재료로 만들어져 자기장의 영향을 받지 않지만 이미지 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.
절대 금기 사항(MRI는 수행할 수 없습니다):

설치된 맥박 조정기
강자성 또는 전자 중이 임플란트
대형 금속 임플란트, 신체 내 강자성 물체
대뇌 혈관의 지혈 클립

상대적 금기 사항특정 상황에서는 MRI 절차 수행이 어렵거나 바람직하지 않을 수 있습니다. 이러한 요인의 대부분은 시험 중에 가만히 있을 수 없는 것과 관련이 있습니다. 어떤 경우에는 신체에 강자성 임플란트나 파편이 있는 경우 강한 자기장의 영향으로 변위 위험을 줄이기 위해 자기장 강도가 낮은 장치(0.3 - 0.4 Tesla)에서 검사를 받는 것이 더 안전합니다. . WHO는 임신 중에 MRI 촬영을 권장하지 않습니다. 왜냐하면 자기장이 태아에 미치는 영향에 대한 충분한 데이터가 아직 수집되지 않았기 때문입니다. 다만, 필요한 경우에는 CT보다는 MRI를 시행하는 것이 바람직하다.
시술 전에 반드시 의사나 방사선 전문의와 상담하십시오.

MRI와 CT, 차이점

CT와 MRI의 차이는 다양하며, 방법의 선택은 의사의 최종 진단의 신뢰성, 치료의 성격 및 환자의 삶의 예후에 직접적인 영향을 미칩니다. 대부분의 경우 이들은 경쟁하는 것이 아니라 보완적인 유형의 시험입니다. 이러한 방법은 레이어별 스캐닝 원리에 의해서만 통합됩니다.
이러한 이미징 방법은 완전히 다른 물리적 현상을 사용하여 이미지를 생성합니다. 컴퓨터 단층촬영(CT)은 다소 위험한 이온화 X선을 사용합니다. MRI는 자기장, 전파, 환자 신체의 수소 원자에서 방출되는 신호를 사용하여 진단 이미지를 생성합니다.
MRI는 전리 방사선을 사용하지 않으므로 방사선 노출 측면에서 안전하므로 3개월 이상의 임산부와 영유아를 포함하여 필요한 경우 빈도에 관계없이 사용할 수 있습니다. "CT 또는 MRI 중 어느 것이 더 낫습니까?"라는 질문 잘못된. 이러한 각 방법에는 고유한 장점과 단점이 있습니다. 어떤 경우에는 CT를 사용하는 것이 더 효과적이고 다른 경우에는 MRI를 사용하는 것이 더 효과적이며 어떤 경우에는 두 연구가 모두 필요할 것입니다.
뇌, 신경, 근육, 인대, 힘줄, 연골 요소, 추간판, 혈관 등 연조직을 검사해야 하는 경우 MRI를 선택하십시오. 뼈의 경우 MRI 방법은 주로 골수를 시각화하지만 CT의 경우 MRI 방법으로는 실제 뼈와 뼈 구조를 인식하지 못하므로 상황은 반대입니다. 따라서 뼈를 연구하기 위해서는 질병의 성격에 따라 CT나 MRI를 선택해야 한다.
다음과 같은 경우에는 CT를 사용해야 합니다.

골격, 두개골, 두개골 기저부, 안면 두개골의 뼈 파괴, 골절 및 기타 병변 및 질병의 감지
흉부 장기의 병리학
일부 유형의 혈관 상태 연구
뇌 손상(첫 12시간 동안만)
복강 및 후복막 공간의 여러 질병

MRI와 CT 절차는 연구 기간이 다릅니다. MRI는 검사하는 부위에 따라 더 긴 절차이며, 스캔은 10~15분에서 1시간까지 지속될 수 있습니다.
오늘날 MRI와 CT의 비용은 거의 동일하지만 CT에는 종종 요오드 기반 조영제의 정맥 투여가 필요합니다. 요오드 함유 약물에는 금기 사항이 있으며 심각한 알레르기와 합병증을 유발할 수 있다는 점을 기억해야 합니다. MRI의 경우 실제로 알레르기 반응이나 부작용을 일으키지 않고 신체 대사의 일부가 아닌 다른 유형의 약물이 사용됩니다.
MRI와 CT의 정보 내용이 유사한 상황에서는 많은 환자에게 MRI 중에 신체에 해를 끼치 지 않고 CT 중에 그러한 해가 존재하는 것이 중요합니다. 초음파와 함께 연조직의 병리학에 대해 자기공명영상은 매우 유익하고 구체적입니다.
신체 진단 방법 중 하나 또는 다른 방법의 선택은 특정 사례에 따라 다르다는 점을 항상 기억할 필요가 있습니다.

MR 조영제

어떤 경우에는 MR 검사의 진단 가치, 즉 종양, 혈관 기형, 농양 등과 같은 다양한 병리학 적 과정의 국소화를 식별하고 결정하는 정확성과 신뢰성이 특수 약물의 정맥 투여로 크게 증가될 수 있습니다. MR 조영제 또는 조영제.
MR 조영제 생성의 기초는 금속 가돌리늄이었는데, 이는 복합 화합물의 일부로 정맥 내 투여할 때 인간에게 실질적으로 안전합니다. 이상반응은 극히 드물게 발생하며(약국에서 무료로 판매되는 일부 일반 약물보다 빈도가 낮음) 일반적으로 경미합니다(주사 부위의 발적, 경미한 두통).
조영제는 주사기나 주사기를 사용하여 정맥 내로 투여됩니다.

결론의 준비

검사 후 적절한 자격을 갖춘 방사선 전문의가 획득한 MR 이미지를 분석하고 연구 대상 부위의 조직 및 기관 상태에 대한 평가와 발견된 이상 또는 병리에 대한 설명이 포함된 서면 보고서를 준비합니다. MRI 스캐너는 영상화 도구일 뿐 자동으로 진단할 수 없기 때문에 정확한 진단을 위해서는 의사의 자격과 경험이 중요하다는 점을 기억해야 한다.
평균적으로 보고서를 준비하는 데는 약 30분이 걸리지만, 복잡한 경우 이 프로세스는 몇 시간이 걸릴 수 있습니다.
MRI 절차가 완료된 후 몇 분 이내에 필름 이미지 또는 전자 매체 이미지 형태의 검사 결과를 얻을 수 있습니다.

신경과 MRI

뇌의 혈관 질환
- 허혈성 뇌졸중
- 출혈성 뇌졸중
  - 뇌내출혈
  - 지주막 하 출혈
  - 수막 출혈
외상성 출혈, 뇌 타박상
뇌와 척수의 종양, 중추신경계의 전이성 병변
후두개와의 형성(종양, 낭종), 뇌간의 병변
소뇌교각 종양, 청력 상실
발작성 질환, 간질
중추신경계의 전염병
- 농양
- 수막염
- HIV 감염
두통
인지 장애
셀라 부위의 병리학적 변화(뇌하수체 선종)
머리와 목의 혈관 구조의 발달 이상 및 변형
- 동정맥 기형
- 두개내 혈관의 동맥류
- 정맥동 혈전증
신경퇴행성 질환
다발성 경화증
정맥 두염
두개골 기저부의 병리학적 형성

척추 MRI

탈장, 추간판(경추, 흉추, 요추) 돌출
척추관 협착증
염증성 질환(척추염, 척추디스크염)
척추의 외상성 병변
척추와 척수의 기형
척수의 퇴행성 및 혈관 질환
척수 종양 및 척수와 척추의 전이성 병변

관절 MRI

관절 및 근골격계 MRI의 일반적인 적응증:

뼈와 연조직의 종양
퇴행성 및 염증성 관절 질환(관절염, 관절염)
스트레스 골절
스포츠 부상
방사선 촬영 및 CT로 발견되지 않은 골절

고관절 MRI

대퇴골두의 무혈성 괴사
골수염
패혈성 관절염
스트레스 골절
원인 불명의 통증 증후군

무릎 관절 MRI

무릎 내부 구조(관절 연골, 반월판, 인대) 손상
스트레스 골절

발목 MRI

엑스레이로 진단되지 않은 골절
뼈 손상
힘줄 부상
아탈구, 염좌

어깨 MRI

회전근개를 형성하는 근육의 힘줄 파열
극하근건충돌증후군
관절낭 파열
습관성 탈구
관절의 영양 장애 및 퇴행성 변화

손목 관절의 MRI

수근관의 정중신경 포착 증후군
주상골 골절
다중 외상을 입은 노인 환자의 골절
손목 관절의 안정성 손상
척골 경상 돌기의 이탈 및 손목 관절 인대 손상

MR 혈관 조영술

동맥류 감지
동정맥 기형의 발견
머리와 목의 큰 동맥의 혈전증
정맥동의 혈전증(MR 정맥조영술)
머리와 목의 혈관 발달 이상 및 변형 식별

자기공명영상(MRI)은 핵자기공명(NMR) 현상을 이용해 인체 내부 장기의 영상을 얻는 방법이다.

방법의 물리학

인체에는 많은 수의 양성자(수소 원자의 핵)가 포함되어 있습니다. 물의 구성, 유기물의 모든 분자(단백질, 지방, 탄수화물, 소분자)... 양성자는 다음과 같은 몇 안 되는 원자 중 하나입니다. 자체 자기 모멘트 또는 방향 벡터를 가지고 있습니다. 외부의 강력한 자기장이 없으면 양성자의 자기 모멘트는 무작위로 방향이 지정됩니다. 즉, 벡터의 화살표가 다른 방향으로 향합니다.

원자를 강하고 일정한 자기장 속에 놓으면 모든 것이 변합니다. 수소핵의 자기 모멘트는 자기장의 방향이나 반대 방향으로 향합니다. 두 번째 경우에는 상태 에너지가 약간 더 높아집니다. 이제 우리가 공명 주파수(다행히도 이것은 인간에게 절대적으로 안전한 전파의 주파수)의 전자기 방사선으로 이러한 원자에 영향을 미치면 일부 양성자는 자기 모멘트를 반대 방향으로 변경합니다. 그리고 외부 자기장을 끄면 원래 위치로 돌아가서 단층 촬영기에 기록되는 전자기 방사선의 형태로 에너지를 방출합니다.

정위 자기 순간들 코어 ㅏ) V 결석 비) ~에 유효성 외부 자기 필드

NMR 효과는 양성자뿐만 아니라 자연(또는 인체)에서 발생률이 상당히 높은 0이 아닌 스핀(즉, 특정 방향으로 회전)을 갖는 모든 동위원소에서도 나타날 수 있습니다. 이러한 동위원소에는 2H, 31P, 23Na, 14N, 13C, 19F 등이 포함됩니다.

MRI의 역사

1937년년도 이지도르 라비컬럼비아 대학의 교수인 그는 강한 자기장에 놓인 시료의 원자핵이 무선 주파수 에너지를 흡수하는 흥미로운 현상을 연구했습니다. 이 발견으로 그는 1944년에 노벨 물리학상을 받았습니다.

나중에 미국의 물리학자들로 구성된 두 그룹이 그 중 한 그룹을 이끌었습니다. 펠릭스 블로흐, 다른 하나 - 에드워드 M. 퍼셀, 처음으로 고체로부터 핵자기 공명 신호를 받았습니다. 이를 위해 둘 다 1952년노벨 물리학상도 받았습니다.

1989년 노먼 포스터 램지 1949년에 공식화한 화학적 이동 이론으로 노벨 화학상을 받았습니다. 이론의 핵심은 공명 주파수의 변화로 원자핵을 식별할 수 있고, 흡수 스펙트럼으로 모든 분자 시스템을 설명할 수 있다는 것입니다. 이 이론은 자기공명분광학의 기초가 되었다. 1950년에서 1970년 사이에 NMR은 분광학의 화학적, 물리적 분자 분석에 사용되었습니다.

1971년물리학 자 레이몬드 다마디안(미국)은 NMR을 사용하여 종양을 탐지할 가능성을 열었습니다. 그는 쥐를 대상으로 악성 조직의 수소 신호가 건강한 조직의 수소 신호보다 더 강하다는 사실을 입증했습니다. Damadian과 그의 팀은 인체의 의료 영상을 위한 최초의 MRI 스캐너를 설계하고 제작하는 데 7년을 보냈습니다.

자신의 MRI 영상을 얻으려는 다마디안 박사

1972년화학자 폴 크리스티안 라우터버(USA)은 핵자기공명영상의 원리를 공식화하여 2차원 영상을 얻기 위해 교번 자기장 구배를 사용할 것을 제안했습니다.

1975년 리처드 에른스트(스위스)은 MRI에서 여전히 사용되는 방법인 자기공명영상에서 위상 및 주파수 코딩과 푸리에 변환을 사용하는 방법을 제안했습니다. 1991년 Richard Ernst는 펄스 단층 촬영 분야에서의 업적으로 노벨 화학상을 수상했습니다.

1976년 피터 맨스필드(영국)은 자기장 변화도의 초고속 전환을 기반으로 하는 가장 빠른 기술인 에코 평면 이미징(EPI)을 제안했습니다. 덕분에 영상 획득 시간이 몇 시간에서 수십 분으로 단축됐다. 2003년 자기공명영상(MRI) 발명으로 노벨 생리의학상을 받은 사람은 피터 맨스필드(Peter Mansfield)와 폴 라우텐버(Paul Lautenbur)였습니다. 그건 그렇고, Alfred Nobel의 증손자 Mikael Nobel이 Lautenbur와 함께 MRI 방법을 만드는 데 참여했다는 것이 궁금합니다.

그래서, 1977년 7월 3일, 첫 번째 테스트가 시작된 지 거의 5시간 만에 그들은 마침내 자기 공명 스캐너의 첫 번째 프로토타입에서 인체 단면의 첫 번째 이미지를 얻었습니다.

인체 단면의 최초 MRI 이미지. 1977년 7월 3일 수령

단층촬영 장치

MRI 스캐너는 자석, 경사도, 시밍 및 무선 주파수 코일, 냉각 시스템, 데이터 수신, 전송 및 처리 시스템, 차폐 시스템 등의 블록으로 구성됩니다(그림 참조).

계획 씨- 단층 촬영기

자석은 단층촬영에서 가장 중요하고 값비싼 부분으로 강력하고 안정적인 자기장을 생성합니다. MRI 스캐너에는 영구 자석, 저항 자석, 초전도 자석, 하이브리드 자석 등 다양한 자석이 있습니다.

영구자석 단층촬영에서는 강자성 물질로 만들어진 두 극 사이에 자기장이 생성됩니다(강자성이란 외부 자기장이 없을 때 자기 특성을 갖는 물질입니다). 이러한 단층촬영의 장점은 추가 전기나 냉각이 필요하지 않다는 것입니다. 그러나 이러한 유형의 단층촬영에 의해 생성된 자기장은 유도 시 0.35T를 초과하지 않습니다(Tesla, T는 자기장의 강도를 측정하는 단위입니다. 0.35T는 10,000배의 강력한 자기장이라고 해야 합니다.) 지구 자기장보다 더 강력합니다.) 영구 단층 촬영의 단점은 자석 자체와 지지 구조물의 비용이 높고 자기장의 균일성에 문제가 있다는 것입니다.

저항성 자석에서는 철심에 감긴 전선에 강한 전류를 흘려 자기장이 생성됩니다. 이러한 MRI의 전계 강도는 대략 0.6 Tesla로 약간 더 높습니다. 그러나 이러한 단층촬영은 자기장의 균일성을 유지하기 위해 우수한 냉각과 지속적인 전원 공급이 필요합니다.

하이브리드 시스템은 전류 전달 코일과 영구 자화 재료를 모두 사용하여 자기장을 생성합니다.

0.5 Tesla 이상의 자기장을 생성하려면 일반적으로 초전도 자석이 필요하며 이는 매우 안정적이고 균일하고 시간 안정적인 자기장을 생성합니다. 이러한 자석에서는 절대 영도(-273.15°C) 근처의 온도에서 전기 저항이 없는 초전도 물질로 만들어진 와이어의 전류에 의해 자기장이 생성됩니다. 초전도체는 손실 없이 전류를 흐른다. MRI는 일반적으로 구리 매트릭스에 내장된 수 킬로미터 길이의 니오븀-티타늄 합금 와이어를 사용합니다. 이 시스템은 액체 헬륨으로 냉각됩니다. 현재 생산되는 MRI 스캐너의 90% 이상이 초전도 자석을 사용한 모델입니다.

내부에는 자석이 위치해 있습니다. 그래디언트 코일,주 자기장에 작은 변화를 생성하도록 설계되었습니다. 서로 수직인 세 방향으로 적용되는 그래디언트 필드를 사용하면 3차원 공간에서 관심 영역을 정확하게 위치화할 수 있습니다.

쉬머 코일연구분야에서 주자석의 결함이나 자화된 물체의 존재로 인해 단층촬영의 주자장의 불균일성을 보상하기 위해 보조자장을 생성하는 저전류 코일이다.

무선 주파수(RF) 코일은 스핀을 90° 또는 180° 회전하고 신체 내부 스핀의 신호를 기록하는 데 필요한 자기장을 생성하는 하나 이상의 도체 루프입니다.

최근까지 임상 현장에서 자기장 강도의 상한선은 2테슬라였지만, 현재는 7개의 테슬라 단층촬영기가 시장에 출시되고 있다.

MRI의 종류

MRI 스캐너는 설계에 따라 열리거나 닫힐 수 있습니다. 최초의 MRI 스캐너는 길고 좁은 터널로 설계되었습니다. 개방형 디자인 MRI에는 수평 또는 수직으로 반대되는 자석이 있으며 환자 주위에 더 많은 공간이 있습니다. 환자를 똑바로 세운 자세로 검사하는 시스템이 있습니다.

환자 자세를 바로 세운 MRI 스캐너

개방형 MRI 스캐너

MRI-스캐너 닫은 유형

확산 텐서 MRI.이 방법은 세포, 혈관, 신경 섬유 등 조직에서 물 분자 확산의 방향과 텐서(힘)를 결정합니다. 이 방법은 조영제를 사용할 필요가 없으므로 절대적으로 안전합니다. 확산 맵은 단층 촬영에서 얻은 데이터를 기반으로 구성됩니다. 이 방법은 중추신경계를 연구하는 데 매우 적합하며 뇌의 전도성 구조를 잘 시각화할 수 있습니다. 텐서 MRI는 때때로 트랙토그래피(tractography)라고도 합니다.

확산텐서MRI를 이용하여 얻은 뇌경로 이미지

MR 혈관 조영술.혈관을 시각화하는 방법은 혈액 내에서 움직이는 양성자 신호와 주변의 정지 조직에서 양성자 신호의 차이를 기반으로 합니다.

머리 혈관의 MR 혈관 조영술

기능성 MRI.이 방법은 활발하게 활동하는 뇌 영역의 혈액 순환을 기록하는 데 기반을 두고 있습니다. 이 방법에 대해서는 포털에서 별도의 자료를 제공할 예정입니다.

MR 분광학.이 방법을 사용하면 조직, 기관 및 충치에서 특정 대사산물(젖산염, 크레아티닌, N-아세틸아스파르트산 등)의 존재를 확인할 수 있으며, 이를 통해 질병의 존재와 그 역학에 대한 결론을 내릴 수 있습니다.

MRI의 응용

MRI를 사용하면 사람에게 해를 끼치지 않고 내부 장기를 볼 수 있습니다. 높은 해상도와 안전성 덕분에 MRI는 다소 높은 비용에도 불구하고 임상 실습에서 매우 인기 있고 유망한 연구 방법입니다.

인간, 동물 등 대형 물체를 연구하는 것 외에도 연구자가 자기 공명을 사용할 수 있는 다른 방법이 있습니다. 예를 들어, MR 현미경. 화학자, 물리학자, 생물학자에게 MR 현미경은 아마도 분자 수준에서 물질을 연구하는 가장 강력한 도구일 것입니다. 3D 볼륨에서 자기핵의 위치를 파악하는 것이 가능하므로 이미지를 얻고 10 -6m에 달하는 해상도로 물체를 관찰할 수 있습니다.

NMR 현미경은 오늘날 이미 다양한 물체의 미세결함을 탐지하는 데 사용되고 있습니다. 화학자의 경우 이 방법을 사용하면 복잡한 혼합물의 구성을 식별할 수 있습니다.

출처:

1. Hornak J.P. MRI의 기초. 2005년

2. Marusina M.Ya., Kaznacheeva A.O. 현대적인 유형의 단층 촬영. 지도 시간. - 상트페테르부르크: 상트페테르부르크 주립대학교 ITMO, 2006. - 132 p.

3. McRobbie D. W. 외. 사진에서 양성자까지의 MRI. - 캠브리지 대학 출판부, 2006.

4. http://www.fonar.com/nobel.htm

5. 그리스인 알렉산더. 빛나는 두뇌: 다채로운 생각. 인기 역학 // 2008 - No. 2(64) - pp. 54-58

6. http://www.bakuprightmri.com

7. http://mri-center.ru/mrt-otkritogo-tipa

8. Okolzin A.V. 뇌종양의 특성에서 수소에 대한 자기 공명 분광학 // 종양학. - 2007. - T. 8.

다리아 프로쿠디나

생성일: 2015년 10월 28일 업데이트 날짜: 2015년 10월 28일 조회수: 10761

후보에 올랐습니다 1973년에.

MR 단층촬영은 다음으로 구성됩니다:

자기 경사도;
주 자석;
무선 펄스 수신기;

만 고려하자 품질과 속도

매우 낮음: 0.1T 미만;
저층: 범위 안에 0.1~0.5T;
평균: 0.5~1.0T;
고자기장: 1.0 - 2.0T 1.5 테슬라;
매우 높음: 2.0T 이상 3.0T.

영구적인;
저항성 전기;

필드 0.2 - 0.3 T;
경제적인 운영

개방형 단층촬영 MRI 밀실 공포증.
몸무게 120kg 이상

자기장 0.2~0.4T;

디자인 특징:
필드 0.35 - 4T.

고자기장;
그들을 기반으로 한 창작 개방형 단층촬영.

높은 가격;
자기장 정렬

MRI 단층촬영의 작동 원리

그것들을 충동으로 변조합니다.;
컴퓨터
- 중앙에서 전체 시스템을 관리하다;

인간의 내부 장기의 이미지를 형성한다는 아이디어 핵자기공명후보에 올랐다 1973년에.
2003년 미국 일리노이 대학의 Paul Christian Lauterbur와 영국 노팅엄 대학의 Peter Mansfield는 노벨 생리의학상 MRI 스캐너의 발명을 위해

MR 단층촬영은 다음으로 구성됩니다:

자기 경사도;
주 자석;
데이터 수집 및 처리 시스템;
무선 펄스 발생기(송신기);
무선 펄스 수신기;
전원 공급 장치 및 냉각 시스템.

만 고려하자 MR 단층 촬영 구조의 일반 원리, 모델 범위를 자주 업데이트하는 것은 특정 장치의 설계 기능을 고려하는 데 의미가 없기 때문입니다. 품질과 속도단층 촬영기의 수신 코일의 신호에 의해 결정되는 출력 이미지를 얻는 것은 자기 유도(자석 강도)에 따라 달라집니다.

자기장의 강도에 따라 단층 촬영은 다음과 같이 나뉩니다.

매우 낮음: 0.1T 미만;
저층: 범위 안에 0.1~0.5T;
평균: 0.5~1.0T;
고자기장: 1.0 - 2.0T, 전형적인 고자기 단층촬영 1.5 테슬라;
매우 높음: 2.0T 이상, 가장 일반적인 단층 촬영 모델 3.0T.

MRI 스캐너의 자석은 다음과 같이 분류됩니다.

영구적인;
저항성 전기;
초전도 전기.

클래스 1 영구 자석의 특성:

강자성 합금으로 구성됩니다.
필드 0.2 - 0.3 T;
경제적인 운영, 전기와 냉각이 필요하지 않기 때문입니다.
자기장 방향 - 수직;

영구자석의 장점과 개방형 단층촬영이를 바탕으로 발작 환자의 MRI 촬영이 가능하다. 밀실 공포증.
폐쇄 공포증이 있는 환자를 수용할 수 있는 비용 효율성, 단순성 및 능력 몸무게 120kg 이상영구자석을 채용한 개방형 MR 단층촬영 수요 증가에 기여했다.

클래스 2 저항성 전자석의 특성:

저항성 전자석 디자인:
- 구리 또는 철선으로 만들어진 솔레노이드;
- 수냉이 사용됩니다.
자기장 0.2~0.4T;
필드는 솔레노이드 구멍을 따라 방향이 지정됩니다.
저항성 전자석을 기반으로 한 최신 MR 단층 촬영 모델은 개방형입니다.

클래스 3, 4, 5의 초전도 전자석의 특성:

디자인 특징:
- 니오븀 - 티타늄 합금으로 만든 솔레노이드;
- 액체 헬륨으로 -269 gr로 냉각되었습니다. 초전도 상태가 되는 섭씨(4K);
필드 0.35 - 4T.

초전도 자석의 장점:

고자기장;
그들을 기반으로 한 창작 개방형 단층촬영.

고자기장 MR 단층촬영의 단점:

높은 가격;
냉각을 위해 액체 헬륨 사용;
추가 필요 자기장 정렬고품질의 이미지를 얻으려면.

MRI 단층촬영의 작동 원리

송신 코일은 공진 주파수의 파동을 생성하고 그것들을 충동으로 변조합니다.;
메인 필드 방향(X-Y 평면)에 수직으로 위치한 고감도 안테나를 나타내는 수신 코일 수신된 신호를 ADC로 전송;
아날로그-디지털 변환기(ADC) 데이터를 디지털 방식으로 전송이미지 재구성을 위해 운영자의 컴퓨터에;
컴퓨터, 단층 촬영에서 이미지를 얻는 것 외에도 다음을 수행할 수 있습니다.
- 중앙에서 전체 시스템을 관리하다;
- 이미지 처리, 기록 및 인쇄;
- 빠른 푸리에 변환을 수행합니다.

MRI(자기공명영상)법은 조직과 장기의 신진대사, 해부학, 생리학에 대한 매우 정확한 정보를 포함하여 환자 신체에 대한 모든 데이터를 얻을 수 있는 독특한 능력을 갖춘 현재 유일한 방사선 의료 진단 방법입니다.

MRI 기계를 사용하여 검사하는 동안 인간 장기 및 조직의 일련의 이미지가 다양한 투영으로 생성되며, 이는 의료 전문가의 평가 및 처리 후 상당히 정확한 결론을 도출할 수 있습니다.

MRI 작동 원리

MRI는 NMR(핵자기공명) 현상을 이용해 인체의 조직과 장기를 층층이 영상으로 얻는 방법이다.

핵자기공명은 양성자(원자핵)의 성질에 기초한 물리적 현상으로 간주된다. 전자기장에서는 무선 주파수 펄스를 사용하여 에너지가 신호 형태로 방출되며, 이는 이후 컴퓨터 시스템에서 기록되고 변환됩니다.

NMR 방법을 사용하면 신체 조직이 수소로 포화되고 자기 특성의 특성으로 인해 인체를 연구할 수 있습니다. 일반적으로 두 개의 상이 반대쪽에 위치한 양성자 매개변수의 벡터 방향과 자기 모멘트에 대한 부착을 기반으로 특정 수소 원자가 어느 투영에 위치하는지 결정할 수 있습니다.

양성자가 외부 자기장에 배치되면 자기 모멘트(스핀)는 자기장의 자기 모멘트와 반대 방향을 갖게 됩니다. 연구 중인 신체 부위에 특정 주파수의 전자기 방사선에 노출되면 일부 양성자의 위치가 바뀌지만 곧 원래 위치로 돌아갑니다. 이 기간 동안 단층촬영의 컴퓨터 데이터 수집 시스템은 이전에 여기된 양성자를 "이완된" 상태로 기록합니다.

MRI 준비하기

MRI 기계의 자기장은 지구 자기장보다 10,000배 더 강하다는 점을 강조해야 합니다. 이와 관련하여 진단을 수행할 때 모든 안전 요구 사항을 준수하고 금기 사항을 엄격하게 고려합니다.

검사를 받으려면 본인, 건강 상태 및 가능한 제한 사항에 대한 간략한 정보가 포함된 설문지를 작성해야 합니다.

MRI 장비를 사용하기 전에 금속이 포함된 의복을 제거하십시오. 또한 일부 장식용 화장품(예: 마스카라)에는 금속 불순물이 포함되어 있어 정확하고 정확한 연구 그림을 만드는 데 확실히 방해가 됩니다. 따라서 시술 전 화장품을 조심스럽게 제거합니다.

MRI 기술

특수 검사실에서 환자는 MRI 튜브 내부에 배치됩니다. 진단 부위는 시술을 처방한 의사가 결정합니다.

공부시간은 약 20분 정도입니다. 이 기간 동안 환자는 움직이지 않아야 하며 이는 이미지의 품질을 결정합니다.

의사는 특수창이나 비디오카메라를 이용해 환자를 관찰한다. 필요한 경우 버튼을 눌러 신호를 보내고 인터콤을 통해 의사와 대화할 수 있습니다.

정확한 결과를 얻기 위해 조영제를 정맥 주사하는 경우가 있습니다. 이 절차에는 부작용이 없습니다.

30분 이내에 환자는 완성된 보고서와 이미지를 받습니다.

오늘날 거의 모든 사람은 방사선 촬영과 컴퓨터 단층 촬영을 사용하여 질병을 진단하는 것의 이점에 대해 알고 있습니다. 때로는 그들 없이는 사람을 치료하는 것, 즉 정확한 진단을 내리는 것이 불가능합니다.