Come funziona una macchina per la risonanza magnetica per ortopedia

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La risonanza magnetica rappresenta la risonanza magnetica. In realtà, il nome corretto per questo studio è un’immagine di risonanza magnetica nucleare (NMRI), ma quando la tecnica era stata sviluppata per l’uso in ambito sanitario, la connotazione della parola "nucleare" era ritenuta troppo negativa e veniva lasciata fuori il nome accettato

La risonanza magnetica si basa sui principi fisici e chimici della risonanza magnetica nucleare (NMR), una tecnica utilizzata per ottenere informazioni sulla natura delle molecole.

Come funziona la risonanza magnetica

Per iniziare, esaminiamo le parti della macchina per la risonanza magnetica. I tre componenti di base della macchina per la risonanza magnetica sono:

  • Il magnete primario
    La parte più grande della risonanza magnetica è il magnete primario. Lo sviluppo di un campo magnetico di forza adeguata per creare immagini MRI è stato un ostacolo da superare nello sviluppo di questa tecnologia.
  • I magneti a gradiente
    I magneti a gradiente sono la parte "messa a punto" della macchina per risonanza magnetica. Permettono alla risonanza magnetica di concentrarsi su una parte specifica del corpo. I magneti a gradiente sono anche responsabili del "rumore del clanging" in una risonanza magnetica.
  • La bobina
    Accanto alla parte del corpo che si sta riprendendo è la bobina. Ci sono bobine fatte per spalle, ginocchia e altre parti del corpo. La bobina emetterà una radiofrequenza che rende possibile la risonanza magnetica.

Il magnete primario

Un magnete permanente (come il tipo che usi sulla porta del frigorifero) abbastanza potente da essere utilizzato in una risonanza magnetica sarebbe troppo costoso da produrre e troppo ingombrante da conservare.

L’altro modo per creare un magnete è quello di avvolgere il filo elettrico e far passare una corrente attraverso il filo. Questo crea un campo magnetico all’interno del centro della bobina. Per creare un campo magnetico sufficientemente forte per eseguire la risonanza magnetica, le bobine del filo non devono avere resistenza; quindi sono immersi in elio liquido a una temperatura di 450 gradi Fahrenheit sotto zero!

Ciò consente alle bobine di sviluppare campi magnetici da 1,5 a 3 Tesla (la forza della maggior parte delle risonanze magnetiche mediche), più di 20.000 volte più forti del campo magnetico terrestre.

I magneti sfumati

Ci sono tre magneti più piccoli all’interno di una macchina per la risonanza magnetica denominata magneti a gradiente. Questi magneti sono molto più piccoli di quelli del magnete primario (circa 1/1000 di quelli forti), ma consentono di alterare il campo magnetico in modo molto preciso. Sono questi magneti a gradiente che consentono di creare "fette" di immagine del corpo. Modificando i magneti del gradiente, il campo magnetico può essere specificamente focalizzato su una parte selezionata del corpo.

La bobina

utilizza le proprietà degli atomi di idrogeno per distinguere i diversi tessuti all’interno del corpo umano. Il corpo umano è composto principalmente da atomi di idrogeno (63%), altri elementi comuni sono ossigeno (26%), carbonio (9%), azoto (1%) e quantità relativamente piccole di fosforo, calcio e sodio. La risonanza magnetica utilizza una proprietà di atomi chiamata "spin" per distinguere le differenze tra tessuti come muscolo, grasso e tendine.

Con un paziente in una macchina per risonanza magnetica e il magnete acceso, i nuclei degli atomi di idrogeno tendono a ruotare in una delle due direzioni. Questi nuclei di atomi di idrogeno possono trasformare il loro orientamento di rotazione, o precessione, nell’orientamento opposto.

Per ruotare l’altra direzione, la bobina emette una radiofrequenza (RF) che provoca questa transizione (la frequenza di energia richiesta per effettuare questa transizione è specifica e viene chiamata Frequenza Larmour).

Il segnale utilizzato nella creazione di immagini MRI deriva dall’energia rilasciata dalle molecole in transizione o precessione, dalla loro alta energia al loro stato di bassa energia. Questo scambio di energia tra stati di spin è chiamato risonanza, e quindi il nome di risonanza magnetica.

Mettere tutto insieme

La bobina funziona anche per rilevare l’energia emessa dall’induzione magnetica dalla precessione degli atomi.

Un computer interpreta i dati e crea immagini che mostrano le diverse caratteristiche di risonanza di diversi tipi di tessuto. La vediamo come un’immagine di sfumature di grigio: alcuni tessuti del corpo appaiono più scuri o più chiari, il tutto dipende dai processi sopra descritti.

Ai pazienti che sono in programma di sottoporsi a una risonanza magnetica verranno poste alcune domande specifiche per determinare se la risonanza magnetica è sicura per quel paziente. Alcuni dei problemi che verranno affrontati includono:

  • Metallo nel corpo
    I pazienti con protesi metalliche nel corpo devono avvisare il personale di risonanza magnetica prima di sottoporsi a un test di risonanza magnetica. Alcuni impianti metallici sono compatibili con la risonanza magnetica, compresa la maggior parte degli impianti ortopedici. Tuttavia, alcuni impianti impediscono ai pazienti di avere sempre una risonanza magnetica, come clip di aneurisma nel cervello e impianti di occhio metallico.
  • Dispositivi impiantati
    I pazienti con pacemaker o defibrillatori interni devono avvisare il personale dell’MRI, poiché questi dispositivi impediscono l’uso di un test MRI.
  • Abbigliamento / gioielli
    Eventuali vestiti metallici o gioielli dovrebbero essere rimossi prima di sottoporsi a uno studio RM.

Gli oggetti metallici nelle vicinanze di una risonanza magnetica possono essere pericolosi. Nel 2001, un bambino di sei anni fu ucciso quando un serbatoio di ossigeno colpì il bambino. Quando il magnete MRI è stato acceso, il serbatoio di ossigeno è stato risucchiato nella risonanza magnetica e il bambino è stato colpito da questo oggetto pesante. A causa di questo potenziale problema, lo staff dell’MRI è estremamente attento nel garantire la sicurezza dei pazienti.

Il rumore

I pazienti si lamentano spesso di un rumore "sferragliante" causato dalle macchine MRI. Questo rumore proviene dai magneti a gradiente descritti in precedenza. Questi magneti a gradiente sono in realtà piuttosto piccoli rispetto al magnete MRI primario, ma sono importanti per consentire lievi alterazioni nel campo magnetico per meglio "vedere" la parte appropriata del corpo.

Lo spazio

Alcuni pazienti sono claustrofobici e non amano entrare in una macchina per risonanza magnetica. Fortunatamente, ci sono diverse opzioni disponibili. M Risonanza magnetica

  • Le nuove risonanze magnetiche non richiedono di giacere in un tubo. Piuttosto, i pazienti con una risonanza magnetica di ginocchio, caviglia, piede, gomito o polso, possono semplicemente posizionare quella parte del corpo all’interno della macchina per risonanza magnetica. Questo tipo di macchina non funziona per risonanza magnetica di spalle, colonna vertebrale, fianchi o bacino.
    Apri risonanza magnetica
  • Le risonanze magnetiche aperte hanno avuto problemi di qualità significativi, ma la tecnologia delle immagini è migliorata un po ‘negli ultimi anni. Mentre la risonanza magnetica chiusa è ancora preferita da molti medici, la risonanza magnetica può essere un’alternativa adeguata.
    Sedazione
  • Alcuni pazienti hanno problemi a stare seduti fermi per i 45 minuti necessari per completare una risonanza magnetica, soprattutto con il rumore del clangore. Pertanto, potrebbe essere opportuno prendere un farmaco per rilassarsi prima di fare uno studio RM. Discutere con il proprio medico prima di programmare lo studio RM.

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