Dev Bir Mıknatıs: Manyetik Rezonans

Günlük hayatta sıklıkla adını duyduğumuz ancak hakkında birçok yanlış bilgiye sahip olduğumuz MR cihazının görüntüleme prensibine bakalım.

Öncelikle bilinen ilk yanlış MR cihazının radyasyon göndererek görüntü aldığıdır. MR cihazını dev bir mıknatıs gibi düşünebiliriz. Dış kabindeki mıknatıs çok şiddetli manyetik alan üreterek vücudumuzdaki atomların oluşturduğu manyetik alanı algılar ve bu şekilde görüntü oluşturur.

Görüntüleme aşamalarına bakalım.

Öncelikle görüntüsü alınacak organ güçlü manyetik alanın içine yerleştirilir. Yaklaşık 3 ms boyunca bir Rezonans Frekansı (RF) organa gönderilir ve daha sonra RF kapatılır. Organ tarafından geri gönderilen RF dalgaları algılanır ve bu dalgalar zamana göre kaydedilir. Daha sonra kaydedilen bu dalgalar Ters Fourier veya Geri Yansıma Yöntemi ile görüntüye dönüştürülür.

Rezonans, vücudun neresinden görüntü alınacağının belirlendiği yöntemdir. Vücuttaki dokuların rezonans frekansları farklı olduğu için farklı dokulardan görüntü almak için farklı rezonans frekansları kullanılır. Rezonans frekansını değiştirmek için;

Önce yüksek şiddette manyetik alan oluşturulur. Daha sonra görüntülenecek yere göre gradyan bobinleri ile rezonans frekansı değişir.

MR cihazı mıknatıs, Gradyan Bobinleri ve RF bobinleri bileşenlerinden oluşur. Bu bileşenlerin ne işe yaradıklarına bakalım.

Mıknatıs: 0,5-4 Tesla büyüklüğünde manyetik alan üretir. Bu manyetik alan Dünya’nın manyetik alanı (50 mikro Tesla) ile kıyaslandığında çok büyük bir değerdir. İçine giren küçücük bir manyetik eşya bile bomba etkisi yaratabilir.

Gradyan Bobinleri: Her MR cihazınca 3 adet gradyan bobini bulunur (x,y,z eksenleri için). Ana mıknatısa göre çok küçük manyetik alana (18-27 mT) sahiptirler. Ana mıknatıs sabit bir manyetik alan oluştururken gradyan mıknatısları değişken manyetik alan oluşturmak için kullanılır.

RF Bobinleri: Hidrojen atomlarından elde edilen sinyalleri algılar. Ancak bu sinyaller çok zayıftır. Bu yüzden RF bobinleri küçüktür. Görüntülenecek dokunun etrafını sarar ve dokuya yakın olması gerekir.

Peki vücuttaki hangi atomlar görüntü oluşmasını sağlıyor?

Hidrojen atomları. Aynı ve zıt yönde dizilmiş H atomları arasındaki farka manyetik alan uygulanarak görüntü oluşturulur. Bu H atomları hizalanmak için şiddetli manyetik alana maruz bırakılır. Çoğu H atomu bu manyetik alan sonucunda manyetik alanla aynı yöne hizalanır. Manyetik alanla aynı yöndeki H atomları düşük enerjili, zıt yöndeki H atomları yüksek enerjilidir.

Şimdi de Manyetik Rezonans görüntüleme yönteminin avantajlarına ve dezavantajlarına bakalım.

Avantajları:

• İyonize radyasyon yoktur.

• Yumuşak dokuları görüntülemede en iyi yöntemdir.

• Kemikli yapılar derinlik ile görselleştirilir.

• 3 boyutlu görüntüleme yapılır.

• Kalp akışı ve kalp fonksiyonlarını görüntülemede iyi bir yöntemdir. (Anjiyografi)

Dezavantajları:

• Elemanları yüksek maliyetlidir.

• Kapalı alan fobisi olan hastalar sorun yaşayabilmektedir.

• Görüntüleme zamanı uzundur.

• Gürültülüdür.

Bunlara ek olarak ASELSAN, tıbbi cihaz üretiminde dışa bağımlılığı azaltmak için tıbbi cihaz üretimi çalışmalarına başladı. Mobil dijital röntgen ve yerli MR görüntüleme sistemi geliştirilmesi projelerini başlatan ASELSAN, önümüzdeki yıl ilk örnek cihazları üretmeyi hedefliyor.

Kaynaklar

Ç.Ü. Biyomedikal Mühendisliği – Ders Föyü

Aselsan-Sağlıkta Devrim Haberi