MRI అనేది నాన్-ఇన్వాసివ్ ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీ, ఇది త్రిమితీయ వివరణాత్మక శరీర నిర్మాణ సంబంధమైన చిత్రాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇది తరచుగా వ్యాధి గుర్తింపు, రోగ నిర్ధారణ మరియు చికిత్స పర్యవేక్షణ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది సజీవ కణజాలాలను రూపొందించే నీటిలో కనిపించే ప్రోటాన్ల భ్రమణ అక్షం యొక్క దిశలో మార్పును ఉత్తేజపరిచే మరియు గుర్తించే అధునాతన సాంకేతికతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
MRI ఎలా పని చేస్తుంది?
MRIలు శక్తివంతమైన అయస్కాంతాలను ఉపయోగిస్తాయి, ఇవి బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇది శరీరంలోని ప్రోటాన్‌లను ఆ క్షేత్రంతో సమలేఖనం చేయడానికి బలవంతం చేస్తుంది. రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ కరెంట్ రోగి ద్వారా పల్స్ చేయబడినప్పుడు, ప్రోటాన్‌లు ప్రేరేపించబడతాయి మరియు సమతౌల్యం నుండి బయటకు తిరుగుతాయి, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పుల్‌కు వ్యతిరేకంగా ప్రయాసపడతాయి. రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ ఫీల్డ్ ఆపివేయబడినప్పుడు, ప్రోటాన్‌లు అయస్కాంత క్షేత్రంతో తిరిగి ఏర్పడినప్పుడు విడుదలయ్యే శక్తిని MRI సెన్సార్‌లు గుర్తించగలవు. ప్రోటాన్‌లు అయస్కాంత క్షేత్రంతో సరిచేయడానికి పట్టే సమయం, అలాగే విడుదలయ్యే శక్తి పరిమాణం, పర్యావరణం మరియు అణువుల రసాయన స్వభావాన్ని బట్టి మారుతుంది. ఈ అయస్కాంత లక్షణాల ఆధారంగా వైద్యులు వివిధ రకాల కణజాలాల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని చెప్పగలుగుతారు.
MRI ఇమేజ్‌ని పొందేందుకు, రోగిని పెద్ద అయస్కాంతం లోపల ఉంచుతారు మరియు ఇమేజ్‌ని బ్లర్ చేయకుండా ఉండేందుకు ఇమేజింగ్ ప్రక్రియలో చాలా నిశ్చలంగా ఉండాలి. కాంట్రాస్ట్ ఏజెంట్లు (తరచుగా గాడోలినియం మూలకాన్ని కలిగి ఉంటాయి) ఒక రోగికి MRIకి ముందు లేదా సమయంలో ఇంట్రావీనస్ ద్వారా ప్రోటాన్‌లు అయస్కాంత క్షేత్రంతో తిరిగి ఏర్పడే వేగాన్ని పెంచడానికి ఇవ్వవచ్చు. ప్రోటాన్‌లు ఎంత వేగంగా పునఃసృష్టించబడతాయో, చిత్రం అంత ప్రకాశవంతంగా ఉంటుంది.
MRI లు ఏ రకమైన అయస్కాంతాలను ఉపయోగిస్తాయి?
MRI వ్యవస్థలు మూడు ప్రాథమిక రకాల అయస్కాంతాలను ఉపయోగిస్తాయి:
-రెసిస్టివ్ అయస్కాంతాలు ఒక సిలిండర్ చుట్టూ చుట్టబడిన వైర్ యొక్క అనేక కాయిల్స్ నుండి తయారు చేయబడతాయి, దీని ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రవహిస్తుంది. ఇది అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. విద్యుత్తు ఆపివేయబడినప్పుడు, అయస్కాంత క్షేత్రం చనిపోతుంది. ఈ అయస్కాంతాలు సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతం కంటే తక్కువ ఖర్చుతో ఉంటాయి (క్రింద చూడండి), కానీ వైర్ యొక్క సహజ నిరోధకత కారణంగా పనిచేయడానికి భారీ మొత్తంలో విద్యుత్ అవసరం. అధిక శక్తి అయస్కాంతాలు అవసరమైనప్పుడు విద్యుత్తు ఖరీదైనది కావచ్చు.
- శాశ్వత అయస్కాంతం అంతే -- శాశ్వతం. అయస్కాంత క్షేత్రం ఎల్లప్పుడూ ఉంటుంది మరియు ఎల్లప్పుడూ పూర్తి శక్తితో ఉంటుంది. అందువల్ల, క్షేత్రాన్ని నిర్వహించడానికి ఏమీ ఖర్చు చేయదు. ఒక ప్రధాన లోపం ఏమిటంటే, ఈ అయస్కాంతాలు చాలా భారీగా ఉంటాయి: కొన్నిసార్లు చాలా, చాలా టన్నులు. కొన్ని బలమైన క్షేత్రాలకు అయస్కాంతాలు అవసరమవుతాయి కాబట్టి వాటిని నిర్మించడం కష్టం.
-MRIలలో సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతాలు చాలా సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతాలు రెసిస్టివ్ మాగ్నెట్‌లకు కొంతవరకు సమానంగా ఉంటాయి - పాసింగ్ ఎలక్ట్రికల్ కరెంట్‌తో వైర్ కాయిల్స్ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తాయి. ముఖ్యమైన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతంలో వైర్ నిరంతరం ద్రవ హీలియంతో స్నానం చేయబడుతుంది (సున్నా కంటే తక్కువ 452.4 డిగ్రీల చలి వద్ద). దాదాపుగా ఊహించలేని ఈ చలి వైర్ యొక్క ప్రతిఘటనను సున్నాకి తగ్గిస్తుంది, సిస్టమ్‌కు విద్యుత్ అవసరాన్ని నాటకీయంగా తగ్గిస్తుంది మరియు ఆపరేట్ చేయడం మరింత పొదుపుగా చేస్తుంది.
అయస్కాంతాల రకాలు
MRI రూపకల్పన తప్పనిసరిగా ప్రధాన అయస్కాంతం యొక్క రకం మరియు ఆకృతి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, అనగా మూసివేయబడిన, టన్నెల్-రకం MRI లేదా ఓపెన్ MRI.
అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించే అయస్కాంతాలు సూపర్ కండక్టింగ్ విద్యుదయస్కాంతాలు. ఇవి హీలియం లిక్విడ్ కూలింగ్ ద్వారా సూపర్ కండక్టివ్‌గా తయారైన కాయిల్‌ను కలిగి ఉంటాయి. అవి బలమైన, సజాతీయ అయస్కాంత క్షేత్రాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, కానీ ఖరీదైనవి మరియు సాధారణ నిర్వహణ అవసరం (అవి హీలియం ట్యాంక్‌ను అగ్రస్థానంలో ఉంచడం).
సూపర్ కండక్టివిటీని కోల్పోయిన సందర్భంలో, విద్యుత్ శక్తి వేడిగా వెదజల్లుతుంది. ఈ తాపన ద్రవ హీలియం యొక్క వేగవంతమైన ఉడకబెట్టడానికి కారణమవుతుంది, ఇది చాలా ఎక్కువ పరిమాణంలో వాయు హీలియం (క్వెన్చ్) గా రూపాంతరం చెందుతుంది. థర్మల్ బర్న్స్ మరియు అస్ఫిక్సియాను నివారించడానికి, సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతాలు భద్రతా వ్యవస్థలను కలిగి ఉంటాయి: గ్యాస్ తరలింపు పైపులు, MRI గది లోపల ఆక్సిజన్ మరియు ఉష్ణోగ్రత శాతాన్ని పర్యవేక్షించడం, తలుపు బయటికి తెరవడం (గది లోపల అధిక ఒత్తిడి).
సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతాలు నిరంతరం పనిచేస్తాయి. మాగ్నెట్ ఇన్‌స్టాలేషన్ పరిమితులను పరిమితం చేయడానికి, పరికరానికి నిష్క్రియ (మెటాలిక్) లేదా యాక్టివ్‌గా ఉండే షీల్డింగ్ సిస్టమ్ ఉంటుంది (అంతర్గత కాయిల్‌ను వ్యతిరేకించే ఔటర్ సూపర్ కండక్టింగ్ కాయిల్) విచ్చలవిడి ఫీల్డ్ బలాన్ని తగ్గిస్తుంది.
తక్కువ ఫీల్డ్ MRI కూడా ఉపయోగిస్తుంది:
-నిరోధక విద్యుదయస్కాంతాలు, ఇవి సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతాల కంటే చౌకగా మరియు సులభంగా నిర్వహించబడతాయి. ఇవి చాలా తక్కువ శక్తివంతమైనవి, ఎక్కువ శక్తిని ఉపయోగిస్తాయి మరియు శీతలీకరణ వ్యవస్థ అవసరం.
- శాశ్వత అయస్కాంతాలు, వివిధ ఫార్మాట్లలో, ఫెర్రో అయస్కాంత లోహ భాగాలతో కూడి ఉంటాయి. అవి చవకైనవి మరియు నిర్వహించడం సులభం అనే ప్రయోజనం ఉన్నప్పటికీ, అవి చాలా భారీగా ఉంటాయి మరియు తీవ్రతలో బలహీనంగా ఉంటాయి.
అత్యంత సజాతీయ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని పొందేందుకు, అయస్కాంతం తప్పనిసరిగా చక్కగా ట్యూన్ చేయబడాలి ("షిమ్మింగ్"), నిష్క్రియంగా, కదిలే లోహపు ముక్కలను ఉపయోగించి లేదా చురుకుగా, అయస్కాంతం లోపల పంపిణీ చేయబడిన చిన్న విద్యుదయస్కాంత కాయిల్స్ ఉపయోగించి.
ప్రధాన అయస్కాంతం యొక్క లక్షణాలు
అయస్కాంతం యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు:
-రకం (సూపర్ కండక్టింగ్ లేదా రెసిస్టివ్ విద్యుదయస్కాంతాలు, శాశ్వత అయస్కాంతాలు)
-ఉత్పత్తి చేసిన ఫీల్డ్ యొక్క బలం, టెస్లా (T)లో కొలుస్తారు. ప్రస్తుత క్లినికల్ ప్రాక్టీస్‌లో, ఇది 0.2 నుండి 3.0 T వరకు మారుతూ ఉంటుంది. పరిశోధనలో, 7 T లేదా 11 T మరియు అంతకంటే ఎక్కువ బలాలు కలిగిన అయస్కాంతాలు ఉపయోగించబడతాయి.
-సజాతీయత
