بسم الله الرحمن الرحيم
ارفع لحضراتكم هذا البحث المنقول لعلاقته بالحياة العملية التي تواجه الكثيرين وبنا كفيزياويين.
جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)
ملاحظة.
جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي و يرمز لها بالرمز MRI هي اختصار ل Magnetic Resonance Imaging وهي تقنيه تصوير طبيه تشخيصيه تعتمد على مبادئ الرنين المغناطيسي النووي NMR NMRاختصار لNuclear Magnetic Resonance كلمة نووي هنا عائدة لنواة الذره وليس للاشعاعات النوويه والرنين المغناطيسي النووي هو الظاهرة التي تنشأ بواسطة نواة العديد من الذرات ,عندما توضع هذه الذرات في مجال مغناطيسي وتحفز بموجات راديويه RF ,فان النواة تمتص الطاقه من الموجات الراديويه وفقط عند ترددات مميزه لكل ذرة, والتردد الذي عنده امتصت النواة طاقة الموجات الراديويه يسمى (تردد الرنين) –(resonant frequency) وهذا التردد وحيد او مميز لكل نوع من الذرات ويعتمد عل قوة المجال المغناطيسي.
بعد تحفيز النواة بالموجات الراديويه , تنطفي او تخمد او تختزل كطاقه للترددات الراديويه . بعدها تبعث النواة اشارة عند ترددات الرنين لكل ذره وهذه العمليه تسمى (الاسترخاء)—(relaxation) وهذه الاشاره المنبعثه تُستقبل وتُعالج. وبما أن كل نوع من النواة يبعث نوع معين من ترددات الرنين عند مجال مغناطيسي معين, فان حزمه التردد او طيف التردد الراديوي للاشارة المستقبله received signal يمكن تقديره لحساب المكون الكيميائي للعينه المراد تشخيصها.
نبذة عن تاريخ جهاز الرنين المغناطيسي
لقد بدأت بحوث الرنين المغناطيسي في أوائل السبعينات. وبدأ تطبيقها على المرضى في سنة 1980 وكذلك تم إجازتها من خلال منظمة الغذاء والدواء في عام 1984, ومنذ ذلك الحين بدأ يتسع استخدامها حتى وصلت أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي إلى أكثر من عشرة آلاف جهاز في العالم والذي يعتبر أفضل طرق التصوير الطبي في الفحوص التالية:
المخ, الأوعية الدموية للمخ, الأذن الداخلية.
الرقبة, الكتف, الفقرات العنقية, الأوعية الدموية للرقبة.
القلب, الأورطي والشرايين التاجية.
الفقرات الصدرية أو القطنية.
أعلى البطن, الكبد, الكلى, الطحال, البنكرياس والأوعية الدموية للبطن.
الحوض, مفصل الفخذ, الأعضاء التناسلية للذكر والأنثى, المثانة.
الجهاز العضلي المركزي (الكتف- الركبة- مفصل الساعد- مفصل الكاحل والقدم) وذلك بفضل إظهار التباين بين الأنسجة المتقاربة في الكثافة
نظرة سريعه على جهاز التصوير بالرنين المغناطسي:
رسم توضيحي يوضح جهاز الرنين المغناطسي
في الصورة المبسطه الظاهره على اليمين لجهاز الرنين المغناطيسي يوضع المريض في الطاوله ويدخل داخل الاسطوانه التي تحتوي على المغناطيس القوي وتجري داخله عملية التصوير تدخل الموجات الراديويه الى الاسطوانه والتي تجعل ذرات الجسم في حالة رنين وكما فهمنا سابقا وكل نوع من انسجة الجسم يبعث اشارات مميزة من النواة لكل ذره بعدها يقوم الكمبيوتر بتحويل هذه الاشارات الى صورة ثنائية الابعاد.
بالعكس من اجهزة الاشعه التقليديه مثل الX-RAY او الCAT فجهاز الرنين المغناطيسي لا يحتاج الى اشعاعات مؤينه وبالتالي فلا نحتاج الى معرفه كمية الجرعات التي اخذها المريض حتى نتجنب ضرره لان الاشعه السينيه خطره وتعرض المريض لجرعات زائدة يودى الى العقم والاورام السرطانيه والتغييرات الجينيه. جهاز الرنين المغناطيسيس ينتج صور للاوعيه الدمويه, والغظاريف, وسائل الحبل الشوكي ,ونخاع العظم ,والصبغات وكذا الانسجه الاخرى للجسم كما ان الجهاز مستخدم في تتبع اورام الدماغ,والافات المصاحبه لتصلب الانسجه , واصابات المفاصل, واقراص العمود الفقري. جهاز الرنين المغناطيسي غير مؤذي كجهاز الاشعه ماعدا الاشخاص الذين لديهم تركيبات معدنيه مزروعة في اجسامهم مثل مسامير العظام والصمامات الصناعيه للقلب.لان القطع المعدنيه يمكن ان تتحرك بفعل المجال المغناطيسي القوي جدا.
أهم الأجهزة الصلبة الموجودة في الجهاز التالي:
تركيب جهاز الرنين المغناطسي
مغناطيس قوي magnet.
باعث الموجات الراديويه- RF Transmitter
مستقبل الموجات الراديويه RF Receiver.
نظام اكتساب البيانات Data Acquisition System (DAS)
كيف تتولد الاشارات من الجسم:
توضع العينه في مركز المغناطيس القوي وهي التي سنقوم بتصويرها scan, يشتغل باعث الموجات الراديويه لفتره قصيرة من الزمن , طاقة الموجات الراديويه المنبعثه من الباعث RF Transmitter سوف تمتص بواسطة نواة الهيدروجين (البروتونات) في العينه. وهذا الى ان ينطفئ ال RF Transmitter بعدها سوف تبعث برتونات الهيدروجين في العينه الطاقه التي اختزلتها من ال RF Transmitter وهذا في عمليه تسمى الاسترخاءRelaxation (وخلال عملية الاسترخاء بروتونات الهيدروجين سوف تبعث اشاره والتي سوف تكتشف او يتتبعها هوائي النظام Antenna ومستقبل الموجات الراديويه RF Receiver . نظام اكتساب البيانات DAS يحول هذه الاشاره الى ارقام ديجيتال لكي يتمكن الكمبيوتر من معالجتها وتحويلها الى صوره.
مكونات جهاز الرنين المغناطيسي:
غرفة التحكم
غرفة الموجات الراديويه
غرفة الجهاز
مكونات جهاز الرنين المغناطيسي نموذجيا تتوزع في ثلاث غرف مستقله وهذه الغرف هي: 1-غرفة التحكم Control Room 2- غرفة الموجات الراديويه RF Room 3- غرفة الجهاز Equipment Room
أولا : غرفة التحكم:
غرفة التحكم هو المكان الذي يوجد به الكمبيوتر ولوحة التحكم والذي من خلاله يتحكم التقني بمتغيرات التصوير يوجد امامه نافذة لمشاهدة المريض . في هذه الغرفه يتم انتاج صور جسم المريض ومعالجتها.
ثانيا : غرفة الموجات الراديويه :
غرفة الموجات الراديويه تحتوي على المغناطيس القوي مع طاولة المريض وبعض الالكترونيا ت المصاحبه. ولأن جهاز الرنين يستقبل من المريض اشارة موجه راديويه صغيره لانتاج الصوره وكما بينا سابقا , فانه لابد من عزل هذه الغرفه من اي موجات خارجيه والتي يمكنها ان تتداخل معها وتشوش التصوير. ويتم هذا العزل بواسطة عازل نحاسي يغطي الجدران الداخليه لهذه الغرفه.
ثالثا : غرفة الجهاز :
غرفة الجهاز تحتوي على الهاردوير الذي يتكون من كميه كبيره من الالكترونيات .
هذه الالكترونيات تتمثل في :
الكمبيوتر المستقبل host computer .
معالج الصور Image Processor .
وحدة التحكم لمزامنة التحكم بالهاردوير Control Unit .
نظام ودوائر الموجات الراديويه RF system .
دوائر الانحدار الخاصه بالمغناطيس Gradient System والتي تتحكم في قوه وتوزيع المجال المغناطيسي
Magnet Electronics
مصدر الطاقه الكهربائيه وتوزيعها على كافه النظام Power distribution System
MRI Basic Block Diagram
MRI Basic Block Diagram
1- كمبيوتر التخزين Host Computer
يشتغل هذا الكمبيوتر على برنامج معين يدعى NUMARIS وهو اختصار ل NUclear MAgnetic Resonance Imaging Software
من بعض مهام هذا البرنامج:
تشغيل عملية ال scan.
يمكن الفني من التحكم بمتغيرات التصوير وتخزين الصور.
2- معالج الصور Image Processor :
ينجز مهام انشاء وتجميع اجزاء الصورة ويؤدي وظائف المعالجه.
3- المصور Imager :
يعرض الصورة.
4- التحكم بالقياسات Measurement Control :
يتحكم بالموجات الراديويه RF والانحرافات Gradients ونظام اكتساب البيانات DAS وكل هذا خلال فترات متتاليه.
5- وحدة اشارة الموجات الراديويه RF Signal Unit :
تتظمن باعث الموجات الراديويه ومستقبل الموجات الراديويه.
مكبر الطاقه للموجات الراديويه RF Power Amplifier :
يكبر اشارة الموجات الراديويه القادمه من باعث الموجات الراديويه.
6- نظام الانحراف Gradient System :
يتظمن مكبرات الانحراف للمحاورX , Y , Z وكذلك ملفات الانحراف.
وهذا موضوع يطول الشرح فيه.....قريبا ان شاء الله..
7- الكاميرا الليزريه Laser Camera :
تنتج افلام الصور.
8- نظام المغناطيس Magnet System :
يتظمن المغناطيس , ومصدر الطاقه للمغناطيس والذي يستخدم لتهييج المجال المغناطيس بزيادة او نقصان.
9- ملفات الموجات الراديويه RF Coils :
ان التصوير بالرنين المغناطيسي ينجز مع استخدام ملفات تصوير خاصه وتدعى الملفات الموضعيه او الملفات السطحيه لانها تكون قريبه من سطح الجسم المراد تصويره.
وبصورة عامه فان قرب الملفات من المنطقه المراد تصويرها يزيد من الحساسيه sensitivity . بمعنى اخر فان بعد الملفات عن الجسم يعطينا مجال اوسع للتصوير ولكن بحساسيه سيئه.
مزايا جهاز MRI
يعتبر جهازMRI من الأجهزة القيمة والمفيدة جدا للطبيب حيث تمكنه من رؤية داخل جسم النسان بوضوح أكثر من تلك التى نحصل عليها من أجهزة التشخيص الأخرى ويستخدم هذا الجهاز فى تشخيص الإصابة بالسرطان وكذلك الإصابة فى المفاصل وفى الدماغ وفى العمود الفقرى كما يستخدم لاكتشاف الإصابة فى الكتفين وفى الرسغ وفى الركبة وفى الكوع ويمكن ا، يتم حساب وتقدير كتلة الأنسجة فى الجسم هذا بالاضافة إلى المزاي الأخرى التى تجبر الطبيب على استخدام هذا الجهاز كما أن هذا الجهاز لا يعتمد على أشعة مؤينة مما يعطى المريض الشعور بالاطمئنان ومادة التباين المستخدمة ليس لها أثار جانبية تذكر كما فى حالة جهازCT كما يجدر الإشارة أنه من مزايا جهاز MRIهو امكانية تصوير أى مستوى أو مقطع من جسم الانسان وبأى اتجاه وهذا يميز جهاز MRIعن جهازCTالذى يقوم بتصوير مقاطع من الجسم فى اتجاه واحد حسب موضع الجسم بالنسبة للجهاز أما فى جهازMRIفإن كل المقاطع تصور فى كل الاتجاهات بدون حركة الجسم و بدون حركة الجهاز أيضا
عيوب جهازMRI
بالرغم من الفوائد الجمة التى نحصل عليها من جهازMRI إلا أنه يصاحبه بعض العيوب البسيطة والتى تتلخص فى عدم امكانية تصوير الأشخاص ذوى الحجم الضخم وكذلك إذا وجد فى الجسم مرابط معدنية كما أنه إذا وجد عن طريق الخطأ أى قطعة معدنية مثل مقص أو مفك فإن الصور تشوه جدا هذا بالإضافة إلى ان الجهاز يصدر صوتا مزعجا أثناء عمله بسبب التيار المستخدم لتوليد المجال المغناطيسى المتغير وكلما ازداد المجال المغناطيسى كلما ازداد الصوت الصادر وغالبا ما ينصح المريض بوضع مادة شمعية فى أذنيه لتجنب سماع هذا الصوت أو الاستماع إلى الموسيقى كما أن المريض يجب أن يبقى ساكنا طوال مدة التصوير والتى تستغرق 20 دقيقة وقد تصل إلى 90 دقيقة وأى حركة قد تسبب تشويه للصورة الناتجة كما أن أجهزةMRI باهظة الثمن والفحص مكلف جدا
تطورات مستقبلية متوقع لجهاز MRI
تعد اجهزة MRI في اوجها فهي عمرها لا يتعد 20 عاما مقارنة باجهزة اشعة اكس التي مر عليها اكثر من 100 عام ولذلك التطوير على اجهزة MRI يعد محدودا لانها في افضل صورة ممكنة وتعطى نتائج ممتازة وصور دقيقة وواضحة. ولكن من الممكن ان يتم تطوير أجزة MRI اصغر حجماً ومخصصة لوظيفة محددة مثل ان نجد اجهزة رنين مغناطيسي مخصصة لتصوير بعض اعضاء الجسم مثل تصوير الذراع أو العمود الفقري او الركبة أو الرقبة أو التجويف البطني أو القفص الصدري او الدماغ. كذلك يعمل العلماء على استخدام اجهزة الرنين المغناطيسي على تصوير ذماغ الانسان اثناء قيامه باداء بعض المهام مثل الضغط على كرة او النظر إلى صورة لمعرفة كيف يعمل الدماغ. وبالتالي فإن مستقبل اجهزة الرنين المغناطيسي موجهة إلى الابحاث العلمية التي يمكن ان تتم باستخدامه لفهم العديد من اسرار جسم الانسان
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)