Biyomedikal cihazlar ve Biyomedikal görüntüleme cihazları günümüzde tıp biliminin; tanı, teşhis ve tedavide en büyük yardımcılarıdır. Biyomedikal görüntüleme cihazları



Yüklə 2,1 Mb.
səhifə2/5
tarix21.01.2017
ölçüsü2,1 Mb.
#6214
1   2   3   4   5

Rezistif Magnetler: Bu mıknatıslarda manyetik alan sanal bir iletkenden akım geçirilmesiyle sağlanır. Oluşturdukları ısı ve elektriksel kayıp oranlarından dolayı pratik alan şiddeti 0,2 T ile sınırlıdır. Bu tür mıknatısların bir dezavantajı ise yüksek miktarda elektriğe ihtiyaç duymalarıdır. Oldukça kolay ve ucuz bir şekilde üretilebilmeleri en önemli yararlarındandır.




        • Süper İletken Magnetler: Bu magnet çalışma prensibi süper iletkenlik yasasına dayanır. Bilindiği üzere süper iletkenlik yasası; “Mutlak Sıfıra (-2730C, 00 K) soğutulmuş iletkenlerin direnci sıfır olur.” der. Bu magnetler bir tank içerisine iletken sargıların döşenmesi ile kurulur. Sargı döşeli bu tank içerisindeki iletkenlerin mutlak sıfır sıcaklığına indirebilmek için sıvı Helyum (He) kullanılır. Sıvı He -2690C’dir ve çok yüksek basınç uygulandığında oda sıcaklığında da sıvı halde kalabilir. İşte bu çok yüksek basınca dayanıklı tanka sıvı helyum depolandığında sargıların sıcaklığı mutlak sıfıra çok yakın bir sıcaklık olan -2690C ye soğumuş olur. Bu sıcaklıkta sargıların iç direnci yok denecek kadar azdır. Daha sonra sargılara verilen 600A’lik akım (1.5T’lık Manyetik alan için) direnç sıfıra çok yakın olacağı için; uzun bir süre yaklaşık olarak aynı değerde sargılarda devirdaim yapacaktır. Yine Faraday kanunlarına dayanarak halka şeklindeki bir iletken telden geçen akım; telin ortasında yaratacağı manyetik alandan dolayı; sürekli içerisinden 600A akım akan tellerin ortasındaki manyetik alan da yaklaşık olarak 1.5T olacaktır. Süper İletken Mıknatısların isminin bu yasadan geldiği gayet açıktır. Bu yöntemle çok uzun süreli ve gayet yüksek manyetik alan yaratılmış olur. Bunun yanı sıra bu tarz bir magnetin; yapısından dolayı çok yüksek maliyetinin olacağı açıktır.

2.3.1.4. MR Cihazının Çalışma Prensibi


Manyetik rezonans adından da anlaşılabileceği üzere manyetik titreşim anlamına gelir. MR cihazı protonların manyetik alan altındaki titreşimlerinden yola çıkarak oluşturulmuş ve tanı amaçlı kullanılmaktadır.
Protonlar, yani H+ iyonları normal ortamlarda kendi eksenlerinde spin (titreşim) hareketi yaparlar. Bu iyonlar bir manyetik alana girdiklerinde ise manyetik alanın yönüne göre ( N kutbuna) dizilme eğilimi gösterir ve bu yön doğrultusunda spin hareketlerine devam ederler. Üzerlerine yüksek frekanslı RF dalgası uygulandığında ise bu protonlar RF dalgalarının bazılarını soğurur bazılarını ise yayarlar. Bu durum protonların (H+ iyonları) yoğunluk, dağılım ve dizilişlerine göre değişiklikler gösterir.
İşte MR cihazı protonların RF ve Manyetik Alan altındaki bu özelliklerine dayanarak görüntülerini oluşturur ve klinik anlamda insan vücudunun büyük bir kısmının sudan (H2O) oluşması nedeniyle bir çok hastalığın özellikle de Tümörlerin teşhisinde kullanılır. Bu cihaz bu tip hastalıkların tedavi ve tanısında hekimlerin en büyük yardımcısıdır.
Sonuç olarak Manyetik Rezonans Cihazı protonların SPIN hareketini referans alarak çalışan bir Tanı ve Görüntüleme Cihazıdır.

2.3.1.5. Manyetik Rezonans Cihazının Klinikteki Kullanım Alanları


Radiodiagnostikde kullanılan görüntüleme yöntemlerinin karşılaştırılmasında üç temel özellik önemli yer tutar. Bunlar;
a)Rezolüsyon (Resolution- Çözünürlük)

b)Sensitivite (Sensitivity- Duyarlılık)

c)Spesifisite (Specificity- Belirlilik)
Manyetik Rezonans, yukarıda bahsettiğimiz gibi H+ iyonlarının diziliminden yaralanarak görüntülerini oluşturuyordu. İnsan vücudu belli oranlarda, farklı bölgelerde H+ iyonu bulundurmaktadır. Örneğin kafatası H+ iyonunu Ca elementinden çok daha az bulundurduğu için kafatası yani kemikler MR görüntülerinde seçilemez. Bir diğer deyişle Manyetik Rezonansta Kemikli Dokuların Kontrastları Sağlanamaz.
Aksine MR yumuşak dokularda maksimum kontrastlama ve görüntüleme yeteneğine sahiptir. Bu sayede MR ile yumuşak dokulardaki lezyon ve patolojik dokular kolayca incelenebilir. Yumuşak dokularda H+ iyonu sadece H2O ile bulunmamaktadır, H+ iyonu karbon ( C) odaklı moleküllerde de Oksijen elementi ile beraber bulunmaktadır. Buna en uygun örnek ise insan dokusunda bulunan Proteinlerdir.
MR cihazı genel anlamda, tümörlerin ve patolojik dokuların tespitinde kullanılır ve bu tür dokuların ortak özelliği olan kontrolsüz büyüme ve yoğunlaşma eğilimleri nedeniyle diğer dokulardan kolayca kontrast farkları ayırt edilebilmektedir. Kontrolsüz büyüyen ve ilerleyen patolojik doku birbirinin aynı hücre yapılarına sahip olur. Yine bunun yanı sıra diğer normal dokuların aksine kan damarları ve yapısal olarak daha yoğun olur. MR kontrastlamada dokuların bu özelliği nedeniyle diğer dokulardan kolayca ayırt edilebilmektedir.
Sonuç olarak Manyetik Rezonansta doku kontrast özelliği diğer görüntüleme cihazlarına oranla çok daha iyidir.
Manyetik Rezonans Cihazı;


  • Beyin lezyonlarının görüntülenmesi ve incelenmesinde.

  • Akciğer, Bronş ve Soluk Borusu detaylı incelenmesinde.

  • Böbrek, İdrar yolları ve mesane incelenmesinde.

  • Eklem yerleri ve romatizmal bulgularda.

  • Sporcu sakatlanmalarında.

  • Testis ve vajina gibi ürogenital organların genel incelemesinde.

  • Bağırsak ve batın incelemelerinde.



vb yumuşak doku görüntüleme ve incelemesinde sıklıkla kullanılır. Örnek olarak Beyin Omurilik Zarının yırtılması sonucu oluşan komplikasyonlar ancak hastanın MR cihazına sokulması ile anlaşılabilmektedir.

2.3.1.6. MR Cihazının Diğer Görüntüleme Yöntemlerine Nazaran Eksiklik ve Üstünlüklerinin İrdelenmesi


MR cihazının uzay rezolüsyonu Bilgisayarlı Tomografi cihazınınkinden çok farklı değildir. 64X64 düşük matris değeriyle başlayan MRI bugünlerde 256X256 hatta 512X512 yüksek matris değerlerinde yüksek rezolüsyonlu görüntüler üretebilmektedir. Yani cihazın Rezolüsyonu yüksektir.
MR çalışma prensibi doğrultusunda yumuşak dokuları BT ye ve diğer nükleer görüntüleme cihazlarına oranla daha iyi görüntüleyebilmesi; cihazın Doku Kontrastı Özelliğinin Diğer Görüntüleme Tekniklerinden Belirgin Olarak Daha Üstün Olduğunu gösterir. Bu durum MRI’ın sensitivitesinin daha üstün olduğunu göstermektedir. Bu yüksek sesitivite sayesinde birçok patolojik doku ve lezyon saptanabilmektedir. Başlangıç aşamasındaki birçok tümörün bu cihazla teşhisi sağlanmıştır.
MRI’ ın (Magnetic Resonance Imaging- Magnetic Resonans Görüntüleme) sensitivite ve rezolüsyon bakımından üstünlükleri olmasına rağmen tekniğin spesifisitesinin düşük oluşu birçok dezavantajı yanında getirir. Öncelikle bazı patolojik dokuların sinyal özellikleri birbirine benzemektedir. Bu dokuların kolaylıkla MR ile görüntülenebilmesine rağmen, tanı konulması kolay değildir. MRI Görüntülemede Yüksek Başarı Yakalarken, Tanı Koymada Aynı Yüksek Başarıyı Elde Edemez.
MR ile diğer yöntemlerin aksine hastanın herhangi bir şekilde pozisyonu değiştirilmeden kesit planı değiştirilebilmektedir.Buna multiplanar görüntüleme denir. Yöntemin bu özelliği, görüntünün elde edilme tekniğinin diğer inceleme yöntemlerine göre farklı olmasından kaynaklanır. Diğer inceleme yöntemlerinde (özellikle BT gibi) hastanın pozisyonunu değiştirmek zorunda olduğumuzdan dolayı inceleme sagittal (z ekseni yönü) veya oblik (y ekseni yönü) gibi planlarda yapılamazken bu yöntemle (MRG) hastanın pozisyonu hiç değiştirilmeden her planda kolaylıkla kesit alınabilmektedir. Bu özellik lezyonun üç boyutlu lokalizasyonu açısından değerli bilgiler verir ve hastanın inceleme sırasındaki rahatsızlığını önler.

Bu yöntemde iyonizan radyasyon kullanılmaz ve bir takım üst limitlere uyulduğunda, bugüne kadar hiçbir biyolojik zararlı etkisi bulunamamıştır. Bu özelliği nedeniyle, yöntem normal deneklerde, çocukluk yaş grubunda ve aynı hastada defalarca tekrarlanabilme avantajına sahiptir.


Yöntemin bir diğer önemli özelliği, bugün rutin klinik kullanıma girmemiş olsa da, gelecekte çok yararlı olabilecek; ve belki de görüntüleme özelliğinin önüne geçebilecek olan spektroskopidir. Bu yöntem ile dokulardaki metabolik prosesleri izleyebilmek ve biyokimyasal analizlerini yapmak olanaklıdır.
Yöntemin kendine özgü bir takım artefaktları olmakla beraber, diğer görüntüleme yöntemlerinde bulunan (BT’deki kemik / hava artefaktı gibi) bazı arefaktlar bu yöntemde görülmez. Bu nedenle diğer teknikler ile iyi görüntülenemeyen pek çok anatomik bölge ve yapının değerlendirilmesi mümkündür. Örneğin iç beyindeki posterior fossa bölgesinin görüntülenmesi imkanı bu cihazla olmuştur. Bunun yanı sıra MR beyindeki yapısal bozuklukları gösterebilme imkanı nedeniyle nörolojik hastalıklarının (şizofreni gibi) tanısı yapılabilmektedir.
MR ile damariçi yapıların görüntüleri alınabilmekte (MR anjiyografisi) ve kontrast madde kullanılmadan anjiyo yapılabilmektedir. MR ‘ın bu özelliği yakın gelecekte konvansiyonel anjiyografinin yerini alacaktır.
Ancak MR görüntüleme tekniği BT ve Ultrasonografi tekniğine oranla çok daha pahalı bir yöntemdir. Her yöntemin birbirine göre avantaj ve dezavantajları olduğu için tahmin edilen patolojik bulguya uygun tetkiklerin yapılması ekonomik açıdan daha uygundur.
Sonuç Olarak: Manyetik rezonans cihazı ile maksimum görüntü kalitesi ve görüntüleme yumuşak dokularda, kemikli dokulara oranla daha fazladır. Yine MR görüntülemede vücudun merkezi ve çok içerilerde, ancak cerrahi yöntemlerle ulaşılabilen yerlerin kesitleri elde edilebilmektedir.

2.4.2. Bilgisayarlı Tomografi Cihazı (CT)


2.4.2.1. Bilgisayarlı Tomografi Cihazı Hakkında Kısaca
Bilgisayarlı tomografi cihazı; vücudun herhangi bir bölgesinin kesit görüntüsünü oluşturma kabiliyetine sahip bir cihazdır. Bu cihaz görüntülerini oluşturmada konvansiyonel X-ışını cihazlarda rastladığımız X-ışını tüplerinin bir benzerini kullanır. Ancak diğer X-ışını cihazlarının aksine bu cihazın sürekli dönmekte olan bir GANTRY’ye bağlıdır. Sürekli dönen bu tüp ve tam karşısına yerleştirilmiş dedektör vasıtasıyla cihaz her açıdan organın görüntülerini alarak bunları bilgisayarda işler ve görüntüsü istenen organın kesit görüntüsünü oluşturmuş olur. Konvansiyonel X-ışını cihazlarından sonra CT cihazının bulunması modern tıpta ve radyolojide büyük bir devrim yaratmış ve insanoğluna kansere karşı bir adım daha öne çıkabilme avantajı sunmuştur.
CT cihazı bu bölümde genel bir kapsamda açıklanacak ve cihazın temellerine değinilecektir. Daha sonra ise Bilgisayarlı Tomografi (CT) üzerinde durulacaktır. Aynı zamanda CT ‘nin tıpta ne konumda olduğu, avantaj ve dezavantajları üzerinde durulup, başarılı olduğu lezyonlar hakkında bilgi verilecektir.
2.4.2.2. CT Temelleri ve Cihazın Bileşenleri
Bilgisayarlı Tomografi cihazını incelediğimizde cihazın MR cihazında olduğu gibi üç ana kısımdan oluştuğunu görmekteyiz. Bu üç ana kısmı maddeler halinde sıraladığımızda;


  • Gantry

  • Kabinetler

  • Görüntü İşleme ve Operatör Bilgisayarları

Bilgisayarlı tomografi cihazının ilk ve en önemli bileşeni olan GANTRY; basit olarak ifade edilirse dönen bir halkadır. Gantry; halka şeklinde bir geometriye sahiptir. Bu halkanın bir ucunda gelişmiş ve yüksek kapasiteli bir X-ışını tüpü, tam zıt ucunda da bu X-ışın tüpünden gelen ışınları algılayabilecek bir dedektör bulunur. Gantry belirli bir hızla dönerek ve belirli periyotlarla ışın göndererek; dedektörden sinyalleri alır ve görüntülerini oluşturmak üzere kabinetlere gönderir.



CT cihazının ikinci bileşeni olan kabinetler, gantrynin devirdaim sürekliliğini sağlayan komponentleri taşırlar, bunun yanında görüntü bilgisayarı ile gantrynin veri akışı için arayüzü oluşturur. Kabinetlerde gantrynin hareketi ve çalışma periyodu için kontrol kartları, CT cihazına güç sağlayan kaynakların kontrol kartları bulunur.


Cihazın üçüncü ve son bileşeni ise Görüntü İşlem ve Operatör Bilgisayarlarıdır. CT cihazında bulunan bilgisayar sayısı dörttür. Bu bilgisayarlar CT cihazının görüntülerini oluşturan ve cihazın ana bileşenlerinden birisidir. CT cihazının ürettiği verileri görünür ve elle tutulur hale getiren parçalardır. Cihazın Dededktörlerinden alınan veriler iletim hatları aracılığıyla Görüntü İşlem Bilgisayarına gelir. Bu bilgisayar bir tür sinyal işleyicisi olarak çalışır ve gelen bu sinyalleri yorumlar. Yorumlanan bu sinyallerden görüntüleri oluşturarak çıkışında bağlı olan Operatör Bilgisayarına iletir. Bu bilgisayardan görüntüler üzerinde ayarlamalar yapılabilir, bu görüntülerin çıktıları alınabilir ya da sekanslar tekrarlanabilir.
2.4.2.3. CT Cihazının Çalışma Prensibi
Bilgisayarlı tomografi (computerized tomography) kelime anlamıyla; eski yunanca kelimeler olan TOMO (kesit) ve GRAPHY (görüntü) ‘den oluşmuştur. Anlamı bilgisayarlı kesitgörüntüsü oluşturmadır. Bilgisayarlı Tomografi(BT) 1972 yılında Hounsfield ve Ambrose adında iki bilmi adamı tarafından tüm bilim dünyasına tanıtıldı.
BT’nin temeli Röntgen cihazlarında kullandığımız X-Ray TUBE (X-Işını Tüpü) teknolojisine benzer bir yapıya dayanır. Bilgisayarlı Tomografi Cihazı anlaşılacağı üzere kesit görüntülerini MR cihazının aksine manyetik dalgalar yerine; X-ışınları kullanarak yapar. Bu özelliğiyle BT cihazı kurulumunun yanı sıra özel yalıtıma da ihtiyaç duyar.
Bilgisayarlı tomografi x-ışını (röntgen) kullanılarak vücudun incelenen bölgesinin kesitsel görüntüsünü oluşturmaya yönelik radyolojik teşhis yöntemidir. İnceleme sırasında hasta bilgisayarlı tomografi cihazının masasında hareket etmeksizin yatırılır. İstenilen görüntüyü elde etmek için ihtiyaç duyulan kesitlere uygun gelecek şekilde masa manuel ya da uzaktan kumanda ile cihazın ''gantry'' adı verilen açıklığına sokulur. Bir bilgisayara bağlı olan bu Cihaz; X-ışını tübünü masa uygun kesit pozisyonuna geldiği anda aktifleştirerek gantry’de bulunan dedektörleriyle hastadan geçen ve görüntü bilgilerini taşıyan X-ışını demetlerini absorbe eder. Dedektörden gelen veriler bir Analog Dijital Çevirici kullanılarak sayısal verilere dönüştürülür ve bu görüntü bilgileri BT cihazının görüntü bilgisayarlarında işlenerek BT görüntüleri oluşturulur. Sonuçta dokuların birbiri ardısıra kesitsel görüntüleri oluşturulmuş olur. Oluşturulan görüntüler bilgisayar ekranından izlenebilir ya da bu görüntüler filme aktarılabileceği gibi gerektiğinde tekrar bilgisayar ekranına getirmek üzere optik diskte de depolanabilir.
Özet olarak Bilgisayarlı Tomografi Cihazı X-Işınları yardımı ile vücuttan yatay kesitler alarak çalışan bir tanı ve teşhis cihazıdır.

2.4.2.4.Bilgisayarlı Tomografi Cihazının Klinikteki Kullanım Alanları


BT cihazı Radyodiyagnostikte MR ve PET cihazı ile birlikte en sık kullanılan tanı ve teşhis yöntemlerinden birisidir. BT cihazı MR cihazının aksine X-Işınlarını kullanması bazı alanlarda üstünlük ve eksiklikleri- kısıtlamaları beraberinde getirmektedir.
BT temel X-Işını prensiplerini kullandığı için X-Işınlarının sağladığı yetenek ve imkanlara göre çalışır. İnsan vücuduna uygulanan X-Işınları; kemikli dokularda yoğun bir şekilde bulunan Ca elementinden dolayı yoğun miktarda soğurulmakta, bu durum ise BT cihazına kemikli dokularda tanı üstünlüğü anlamında geniş anlamda kontrastlama kabiliyeti sunmaktadır. Bunun sonucu BT cihazı kafatası ve omur bölgesinde yüksek görüntüleme kabiliyetine sahiptir. Bunun yanında X-ışınları yumuşak dokulardan yani Ca elementinin hiç yada çok az bulunduğu dokulardan soğurulmadan yada çok az soğurularak kolayca geçerler. Bunun sonucu BT cihazları yumuşak dokularda; örneğin karaciğer, bağırsak gibi dokularda sınırlı kontrastlama yeteneklerine sahiptirler. Bu sınırlı yetenek; günümüzde gelişmiş Multislice ( çok kesitli) tomografilerde yazılım ve donanım olarak asgariye indirilmiş olmasına rağmen halen güncelliğini korumaktadır.

2.4.2.5. CT Cihazının Diğer Görüntüleme Yöntemlerine Nazaran Eksiklik ve Üstünlüklerinin İrdelenmesi


Göğüs kafesi ve batın içi görüntülemelerde kullanım alanı çok geniştir. Özellikle bu bölgelerde var olan kitlelerin sınırlarını ve çevreye yayılmalarını açıkça ortaya koyar. Kafa içi incelemelerde BT ilk başvurulan yöntemdir. En sık kullanıldığı alan ise kafaiçi kanamaların acil olarak görüntülenmesini gerektiren durumlardır. BT anjiografi ile damar içi darlıklar gösterilebilir.
Orta kulak içi kemikçiklerin ve yumuşak dokuların incelenmesi ile kafadaki içi hava dolu boşluklar olan sinüslerin incelenmesinde ilk tercih edilen görüntüleme yöntemidir. Omurgada hem kemiklerin hem de disk gibi yumuşak dokuların incelenmesini sağladığı için ortopedide, özellikle bel fıtıklarında önemli yeri vardır.

Bir organdaki kitlenin sınırlarını ve büyüklüğünü gösterebileceği gibi, farklı fazlarda yapılan incelemelerde, dokunun yapısı hakkındaki önemli ipuçlarını başka bir girişim gerektirmeden verebilir.


Sonuç Olarak: BT cihazı Tıpta Radyodiyagnostik bilimine Konvansiyonel Rontgenlerden sonra devrim olarak nitelendirilebilecek bir gelişme sağlamıştır. Daha öncesinde hekimlerin ancak cerrahi müdahale ile elde edebildikleri tanı kabiliyetini, buna hiç gerek kalmadan başarılı bir şekilde sunmuştur. Bu özelliğinin yanı sıra maliyetler bakımından BT ‘nin uygun sayılabilecek kadar ekonomik oluşu, bu cihazın daha fazla popüler olmasını sağlamıştır.
2.5. MR ve CT Cihazlarının Birbirlerine Sağlamış Oldukları Üstünlükler ve Eksiklikler
Manyetik Rezonans ve Bilgisayarlı tomografi cihazlarını yukarıdaki bölümlerde kısaca incelenmesinin ve klinik anlamda kabiliyetlerinin, başarı ve dezavantajlarının sıralanmasının ardından, bu iki cihazın birbirine olan üstünlüklerinin genel bir sıralaması yapılacaktır. Bu sıralama ile; bu cihazların klinik anlamda görüntüleme farklılıklarının yanı sıra, cihazların yapısal farklılıkları mühendislik açıdan göz önüne alınmış olacaktır.
İncelemeler sonucunda, okuyucunun bu cihazların mantıksal ve teorik bazda gelişime açık yönlerini kavrayabilir, bu alanlar üzerine yüklenebilir olması amaçlanmaktadır. Sonuçta teknolojinin her alanında olduğu gibi, tıp teknolojisinde de, hiç bir teknoloji son gelişme olarak kalmamış ve kalmayacaktır. Teknolojinin gelişimi yönündeki araştırmalar durdurak bilmeden tüm dünya çapında ilerlemektedir. İlerlemeler özellikle medikal görüntüleme üzerinde yoğunlaşmaktadır. Gerçekten de, bu yoğun çalışmanın medikal görüntüleme üzerinde olmasının bir kaç nedeni vardır. Bunlar;


  • Görüntülenen dokuların ve lezyonların tedavisi daha kolaydır.

  • Erken teşhis hayat kurtarır.

  • Diyagnoz safhası hastaların fazla hırpalanmaması için kısa tutulmalıdır.

MR- Manyetik Rezonans

BT- Bilgisayarlı Tomografi




  • Yapısı ve çalışma prensibi itibariyle yumuşak dokuların incelenmesinde, kemikli dokularınkine oranla daha başarılıdır.

  • Dokulardaki H+ iyonunun oranı ve yoğunluğu sistemin başarısında etkilidir.

  • Kullanım alanı bakımından yapısal bozukluklar, tümörler de dahil olmak üzere, cerrahi travmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

  • Şu ana kadar kontrollü manyetik alanın ve RF dalgalarının insan sağlığı üzerinde belirlenmiş etkisi yoktur. Ancak dünya sağlık örgütünün güvenlik için belirlemiş olduğu SAR limitlerine uyulmaktadır.

  • MR cihazının kurulum ve çekime hazırlanması zahmetli ve zaman isteyen bir iştir.

  • Yapısı ve çalışma prensibi itibarıyle kemikli dokuların incelenmesinde, yumuşak dokularınkine oranla daha başarılıdır.

  • Dokulardaki Ca elementi yoğunluğu başarı oranınında etkilidir.

  • Kullanım alanı bakımından öncelikli nörolojik uygulamalarda, nörolojik tümörlerde, karın bölgesi ve bağırsakların patolojik incelemesinde ve en önemlisi kardiyo-vasküler incelemede yaygın olarak kullanılır.

  • Yapısal olarak X-Işını kullanması insan sağlığına belirli standartlar dahilinde zararları vardır.

  • BT cihazının kurulumu ve çekime hazır hale getirilmesi MR cihazına nispeten daha kolaydır.







  • Hekimlerin tümör gibi lezyonların teşhisinde sensitivitesinin ve rezolüsyonunun yüksek oluşu sebebiyle BT çekimlerine tamamlayıcı olması amacıyla kullanılmaktadır.

  • Maliyet açısından MR çok pahalıdır. Ve çekimleri dikkatli ve seçici yapılmaktadır.

  • MR ortalama çekim seansları yaklaşık olarak 30 dakikadır.

  • MR hastanın pozisyonu değiştirilmeksizin vücudun herhangi noktasından 3 ayrı eksenden kesitler alabilmektedir.

  • Günümüzde hekimlerin tümör gibi patolojik lezyonların teşhisinde sensitivitesinin MR kadar iyi olmamasına rağmen tümörü sınıflandırma ve tanımlamada çok başarılıdır.

  • BT cihazı maliyetler ve işletme masrafları açısından MR cihazına oranla daha uygun ve ekonomiktir.

  • BT ortalama çekim sekansları 15 dakikada sonlandırılabilmekte ve istenilen görüntülere ulaşılabilmektedir.

  • BT cihazı hastadan ancak bir eksende (kartezyen koordinatta yatay eksen) kesit alabilmekte ve kesit yönleri ancak sınırlı olan hasta sedyesinin ve GANTRY pozisyonu ayarlanarak sağlanabilmektedir.

2.6. Neden Mr ve CT


Manyetik Rezonans ve Bilgisayarlı tomografi cihazları genel hatlarıyla bakıldığı takdirde, hali hazırda bu projenin ana konusunu oluşturmuştur. Bu cihazlar günümüz tıbbının vazgeçilmez bir parçası olma konumuna ulaşmış ve ülkemizde her gün binlerce kişi bu cihazlar da taranır hale gelmiştir.
Cihazların bu denli yüksek oranda kullanımı, tıbba yetmez hale gelmiş ve bu nedenle mühendislik bilimi yeni yaklaşım üretmeye mecbur kalmıştır. Yine bahsi geçen bu iki cihazın çok önemli özellikleri vardır. Bu özellikler ; her iki cihazın da farklı görüntüleme alanları ve üstünlükleri olması, maliyet bakımından aralarında büyük farklar olması; bu iki cihaz için mühendislere melez bir tasarım geliştirmeyi zorunlu kılmıştır. Hatırlanacağı üzre bilmin ve tıbbın ilerleyiş yönüne bakılacak olursa; gelecek tıbbı daha az ancak daha kompleks cihazlarla çalışmak istemektedir.
Bu nedenle; MR ve Ct cihazlarından ikisinin ortası olan bir referans tasarım geliştirmeyi amaçlayan bu proje oluşturulmuştur. Bu projenin dayanağı ise PET-CT cihazının kazanmış olduğu emsalsiz başarıdır. PET-CT cihazı Pozitron Emisyon Tomografi cihazıyla Bilgisayarlı Tomografi cihazının aynı şasi içerisinde birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Bu iki cihazın birbirinden çok farklı olan görüntüleme kabiiliyetleri birleştirildiğinde çok daha güçlü bir sistem elde edilmiştir.
PET-CT cihazının başarısının temelinde yatan en büyük neden aslında çok basittir: PET-CT cihazı tıp dünyasına kanser vb. hastalıkların görüntülenmesinde çok daha pratik bir çözüm sunmuştur. Bunun yanı sıra, dokunun anatomisininin yanısıra; aynı dokunun fizyolojisini de görmek isteyen Hekime bu imkanı kolaylıkla ve aynı sekans içerisinde vakit kaybettirmeden sunmuştur. Bu başarı aynı zamanda; hastahane veya kliniklere; eskisine nazaran daha fazla hasta kabul etme olanağı sunmuştır. Yakın gelecekte; PET-CT cihazının bu başarısı nedeniyle CT ve PET cihazlarının üretimi durdurulacak ve tüm envanter PET-CT ye geçecektir.
Kısaca PET-CT den bahsedecek olursak; Pozitron Emisyon Tomografi ve CT cihazlarının bir­leşmesinden oluşan bu melez ta­tama teknolojisi, tek bir tarama ile görüntüsü alınacak organın hem işlevsel hem de ya­pısal görüntüsü oluşturulur. Hekimler kalpte da­marların daralmış bölgelerinin fiziksel konumunu belirlemek için CT'den yararlanır. Daha sonra PET’ ten yararlanarak, kan akışının engellendiği kalp kaslarını tespit eder.
PET-CT nin yakalamış olduğu bu üstün başarı, MR-CT cihazlarının birleştirilmesine de ilham kaynağı olmuştur. Haliz hazırda bu projede bu iki cihazdan melez bir cihaz yaratmanın yolları aranacak ve/veya yolları denenecektir.

3. Derinlemesine Manyetik Rezonans (MR)


Manyetik Rezonans (MR) cihazı, daha evvelki bölümlerde bir bütün olarak ele alınmış ve onun işlevleri ve tıbbi geleceği hakkında konuşulmuştur. Ancak bu cihazın mühendislik anlamda temelleri, tasarım parametreleri, formülleri ve temel çalışma prensibi derinlemesine verilmemiştir.
MR cihazı bu bölümde derinlemesine inilerek incelenecek aynı zamanda; sırayla yapısal temelleri, çalışma prensibi ve bilimsel açıdan bakış açıları aktarılacaktır.



  1. Genel Hatlar

Nükleer Manyetik Rezonans (NMR)'ın ilk olarak tanımlanması 1946 senesinde Purcell ve Bloch tarafindan gerçeleştirilmiştir. Bilim adamları bu çalışmalarından ötürü 1952

senesinde Nobel ödülüne layik görülmüslerdir. Çalışmalarının yayımlanmasının hemen ardından NMR kimyasal yapıların analizi çalışmlarında çok önemli bir yer edinmiiştir. 1973'te Lauterbur ve Mansfield fiziksel yapıların analizinde NMR tekniğini kullanmışlardır. Bu çalışmaların hız kazanmasının ardından Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRI) tekniği bir çok biyomedikal, kimya ve mühendislik uygulamalarında kullanılır hale gelmiştir.


    1. Görüntüleme Kabiliyeti

Manyetik rezonans cihazının görüntülemedeki başarısı daha çok yumuşak dokularda olduğu bahsedilmiştir. Vücuttaki yumuşak dokuların yoğun olarak H elementini barındırması, bu dokulardan MR sekansları vasıtasıyla görüntüler alarak oluşturabileceğimizi göstermektedir. Aksine, kemikli dokulardan ise MR görüntüleri alınamaz, bunun nedeni ise kemikli dokuların yoğun olarak kalsiyum (Ca)’dan oluşması ve bu elementin atom dizilişinde tek elektron çiftinin olmayışı, uygulanan manyetik alan altında herhangi bir eğilim göstermemesidir.


H elementlerinin manyetik alan altındaki eğilimleri incelenecek olursa; MR cihazının Gantry denilen ortası boş silindirik bölgesine yerleştiren hastanın, cihazın tam ortasına ulaştığı anda; ki bu an manyetik alan şiddetinin maksimum olduğu bir kürenin tam ortasıdır. Dokular içinde bulundukları manyetik alanda barındırdıkları H elementinin yoğunluğuna göre farklı tepkiler verir. Bu elementin manyetik alan vektörünün aynı yönünde; mevcut elektronlarının hareket ekseni genişleyerek büsbütün elips halini alır. Bu anda H elementi artık sabit olmaktan çıkıp, limitli hareketli bir konuma geçmiştir. Bu kavrama göre H elementi sadece salınım hareketi yapmaya başlamıştır. Yaptıkları bu salınım hareketinin nedeni üzerlerine uygulanan manyetik alan nedeniyle, elektronlarının eksenlerinin değişmesi ve manyetik kutuplarının kaymasıdır. Tüm dokuda artık manyetik alan vektörünü yönüne göre bir yönelim gösteren mevcut atomik quantum salınım hali mevcuttur ve homojen bir yapı gösterir.



Şekil 11.Yukarıdaki MR görüntüsünde Hastalıklı bir Lezyon Görülmektedir.

Manyetik kutuplarının kayıp, salınım hareketi yapmakta olan bu atomların üzerine belirli frekanslarda Radyo Dalgaları uygulandığı takdirde; bu atomlar düzensiz salınımı bırakıp düzenli olarak ve üzerlerine uygulanan RF sinyalinin sahip olmuş olduğu Frekansla aynı olacak şekilde dönme hareketine başlarlar.


Bu hareketin sonucunda atomlar birer birer aldıkları sinyalleri soğuracaklar ve bir bölümünü yansıtacaklardır. Aynı atomlar, soğurdukları sinyalleri belirli gecikmelerle tekrar geri çevirecekler ve tıpkı bir anten gibi yayacaklardır. İlk anda yansıyan ve sonradan soğrulup geri yansıtılan iki büyük ipucu ile MR cihazı görüntülerini çok uzun evrelerden geçirerek oluşturacaktır.
MR cihazı dokuların daha doğrusu atomların manyetik alandaki yönelim durumlarından yararlanılarak oluşturulmuştur. Temeli, ana-temel manyetizmaya dayanmaktadır. Bu cihazın genel anlamda çalışma prensibinin anlaşılmasının büyük zorlukları yoktur. Bir sonraki bölümde dikkat edilecek olursa bu cihazın çalışma prensibi temel manyetizma ve RF bilgisine dayanmaktadır.



    1. MR Görüntüleri Nasıl Oluşur? Çalışma Prensibi ve Temelleri

Nükleer Manyetik Rezonans (NMR); 1930 senesinde Dirac quantum mekaniğinin tanımını yapmıştır. Aslında bu tanım yapılmadan altı sene evvel, biçimli olmayan manyetik alandan, nötral bir atomu geçiren ve daha önce kabul görmüş BOHR modeli tarafından açıklanamayan yarı tümlev açısal momentumu gözleyen Stern ve Gerlach tarafından, elektronun dönme özelliği keşfedilmiştir. Elektronların dönme özelliği spin adı verdiğimiz anlık açısal salınımlardan yani limitli dönme özelliğinden oluşmaktadır.





Şekil 12. Yukarıda bazı atomların spin kuantum sayısı görülmektedir.

Spin açısal momentumu I ile gösterilir. I her atomda farklılık gösteririr. Ih ise toplam spin açısal momentumun simgesidir. I değeri çekirdeklerin karakteridtik özelliğidir ve her çekirdekte farklılıklar gösterir. Anlaşılacağı üzere I değeri atomların karakteristik özelliğidir.

Yandaki şekilden görüleceği üzre en belirgin ve insan vücudunda ençok bulunan bazı elementlerin spin kuantum sayıları gösterilmiştir.
Manyetik rezonans özelliğinin meydana çıkması için çekirdeğin I değerinin sıfırdan farklı bir sayı olması gereklidir. Bunun nedeni ise manyetik kutuplardaki baskın olmayış başka bir deyişle dengesizlik, manyetik vektör doğrultusunda yönelmeyi kolaylaştırır. Medikal uygulamalar söz konusu olduğunda proton (1H) en fazla kullanılan atom bileşenidir.
Elektron spini açısal momentumunun genliği aşağıdaki formülle ifade edilebilir;
(1)
Formülde P vektör olmasından dolayı, bu vektörün yönü de hesaplamalar yapılırken dikkate alınmalıdır. Z ekseni boyunca uygulanan manyetik alanda, açısal momentumun muhtemel z bileşen, değerleri;
(2)

ile gösterilir.


Spin değeri ½ olan proton için Pz ‘nin alabilmesi mümkün olan iki değer vardır. Bunlar ±1/2h ile ifade edilir. Proton çekirdeklerinin spin durumunu tanımlayan Eigen fonksiyonu |+1/2> ya da |-1/2> olarak yazılabilir. Kuantum mekaniğinde gözlemlenebilen her fiziksel objenin bağıl bir operatörü vardır. Bu durumda spin durumunu tanımlamak için Eigen eşitliği şöyle tanımlanır.
(3)
Burada Iz ; z ekseni boyunca açısal momentumun değerini gösteren operatördür. Aynı şekilde x ve y eksenleri boyunca da açısal momentumun değerini gösteren benzer operatörler de vardır. Sonuçta ½ spin için Eigen değerleri şöyle yazılabilir;

(4)

Spin siteminin enerjisini ölçebilmek için Hamiltonian operatörünü oluşturmak gerekmektedir. Hamiltonian eşitliği, manyetik alan içerisindeki manyetik moment enerjisinin klasik elektromanyetizasyonundan çıkarılabilir.
Çekirdeklerin momentuma orantılı bir manyetik momenti (μ) vardır. Bu manyetik moment;
(5)
Sabit orantılı çekirdekler (g), magneto oran olarak adlandırılır. Magneto oran çekirdeğe bağlı bir özelliktir ve değeri proton için 2,675x108 rad/s T dır. Bu manyetik moment, manyetik alana (B) koyulduğunda, enerjisi şöyle tanımlanır;
(6)
5 ve 6 eşitlikleri kullanılarak Hamiltonian Formu aşağıdaki hale gelecektir;
(7)

Yine dikkatli baklılacağı takdirde B alanı z eksenine paralel uygulanmaktadır. Paralel uygulanan bu alan ;


(8)

Bu eşitlik Zeeman Hamiltonian olarak bilinir. Schrödinger eşitliğini kullanarak, Eigen durumunun enerjisi bu sayede hesaplanmış olur. Schrödinger eşitliği;


(9)
olan proton için iki durum arasındaki geçiş, enerjideki değişimi göstermektedir.
(10)

Şekil 13.Zaman etkileşiminde protonun enerji seviyesi diyagramı.

Zaman ayrışması şekil 13’te görüldüğü gibi enerji seviyesi diyagramları ile gösterilir. Bu iki durum çeşitli işaretlerle değerlendirilmesine rağmen genel olarak “spin alt” ve “spin üst” olarak adlandırılır. Spin alt’ın enerjisi spin üst’ün enerjisinden daha fazladır. Bu iki durum arasındaki geçiş, frekansı n0 olan fotonun absorbe edilmesiyle veyahut da emisyonuyla endüklenir.



(11)
NMR’ın temelini oluşturan LARMOR EŞİTLİĞİ açısal anlamda frekansı tanımlar. Bu frekans, istenen manyetik alan şiddeti altında dokulara uygulanabilecek RF dalgasının maksimum frekansının ta kendisidir.
(12)

Karakteristik frekans olan ω, Larmor frekansı olarak adlandırılır. B0 olarak gösterilen manyetik alan yine z ekseni boyunca uygulanmaktadır ve uygulanan radyo frekansıyla karıştırılmaması için B0 olarak adlandırılmıştır.


İki enerji seviyesi; spin-üst ve spin-alt arasındaki geçiş, Larmor eşitliğinin vermiş olduğu frekansın elektromanyetik radyasyonunun absorbe edilmesi ya da emisyonuyla ortaya çıkabilir. Bu frekans, bahsedilen çekirdek tipleri için uygulanan manyetik alana bağlıdır.
Gerçel sistemde izole edilmiş sadece bir çekirdek yoktur; bunun yerine birden çok çekirdek belirli bir spin durumunu işgal edebilir. Bunun anlamı ise, teorinin spin grubunun tamamı düşünülerek geliştirilmesinin gereğidir.
Tek bir çekirdek için mümkün olan spin durumlarının lineer kombinasyonu olan Eigenstate eşitliği ψ:
(13)
Olarak tanımlanır.
Böyle bir sistemde ölçüm yapıldığında, işlemin tahmini değeri şu şekilde ifade edilebilir:
(14)
‘nin değeri, mI’da tek bir çekirdek bulunma ihtimalini göstermektedir. İki spin durumu olan proton için şu ifadeyi yazabiliriz;
(15)
Yukarıdaki formülleri Boltzman statik yöntemine uyarlayarak iki enerji seviyesinin enerji miktarı oranı şu şekilde bulunur;
(16)
Spin-üst ve Spin-alt seviyelerindeki spin sayıları arasındaki farkı veren denklem (17)’de verilmiştir.
(17)

Eger tüm spin-üst çekirdeklerinin 1/2hγ manyetik momentinin ve tüm spin-alt çekirdeklerin -1/2hγ manyetik momentinin oldugunu varsayarsak, sistemin genişleme manyetizasyonu için (18) eşitliğini yazabiliriz:



(18)
N; Toplam spin sayısıdır. Klasik tanımın avantajı, NMR mantığının daha basit ortaya koyulabilmesidir.



    1. NMR’ın Klasik Tanımı

Spin manyetizasyon vektörü M, manyetik alan B içerisine konulursa, tork kuvvetine maruz kalacaktır. M’nin hareket hareket denklemi ise şu şekilde tanımlanır:


(19)
Eğer B; z ekseni boyunca B=B0.k için statik (zaman bağımsız) alansa ; (19) eşitliği;
(20)
Şeklinde yazabiliriz. Bu eşitliklerin çözümleri yapıldığı takdirde aşağıdaki denklemlere ulaşılacaktır.
(21)
Formülde ω = γ . B0 olacaktır. Tüm bu eşitlikler Şekil 14 ‘te görüleceği üzre z ekseni boyunca manyetizasyon vektörünün eksen sapmasını tanımlar. Eksen sapmasının açısal frekansı, klasik ve kuantum mekaniksel tanımların nasıl örtüştüğünü gösteren, yukarıda kuantum mekanik tanımdan (12) çıkardığımız Larmor frekansını ifade etmektedir.


Şekil 14. Z ekseni boyunca uygulanan statik manyetik alanda manyetizasyon vektörünün eksen sapması.


Z ekseni boyunca uygulanan B0 statik alanını dikkate alarak, ω0 frekansıyla dalgalanan ve B0 alanına dik olarak uygulanan zaman değişmli alan B1 ‘i ele alalım. Eğer B1 ‘in dairesel olarak polarize olmuş bileşenini ele alacak olursak;




(22)
(22) eşitliğini (19) denkleminde yerine yazacak olursak;
(23)
eşitlikleri elde edilmiş olacaktır.
Başlangıç durumunda M(0)=M0.k olarak tanımlanırsa, M’nin çözümleri denklem (24) ‘teki gibi olacaktır:
(24)
Yukarıda da görüldüğü üzre (24) denkleminde ω1= γ . B1 ‘dir. Bu, frekansı ω0 olan dalgalanan manyetik alanın uygulanmasıyla, şekil. 15a’da gösterildiği gibi manyetizasyonun eş zamanlı olarak ω0 frekanslı B0 da ve ω1 frekanslı B1 de eksenden saptığını göstermektedir.
Bu kısımda z ekseni etrafında ω0 frekansıyla dönen manyetizasyon vektörünün gelişiminin oluşumu üzerine durulacaktır. Dönen düzlemde (x’ , y’ , z ) eksen sistemi tanımlandığı takdirde (19) denklemi şu şekilde yazılabilir hale gelecektir.


(25)

(26)

(i’,j’,k) , (x’,y’,z) düzleminde birim vektördür. Bu iki eşitliğin çözümünün sonucu Şekil 15b de verildiği üzre Bett boylamınca magnetizasyon vektörünün eksenden sapmasıdır. Eğer B0= ω / γ eşitliğini sağlıyorsa Bett = B1. i’ dir ve M şekil 15c de gösterildiği üzre x’ ekseni yönünde sapma yapar.




Şekil 15. Manyetizasyonun eksenden sapması : (a) Laboratuar ortamında boylamsal alan B1 ‘in etkisi altında ; (b) Bett ‘nin etkisinde dönen düzlemde; (c) B0 = - ω / γ iken dönen düzlemde.


NMR işleminin uygulamasında en yaygın yol kısa süreli bir rezonans RF alanı uygulamaktır. Bu RF işaretinin uygulama süresi t ise manyetizasyon θ= γ . B1 . t açısı kadar dönecektir. Eğer bu açı 90 dereceyse bu RF işareti 90x olarak adlandırılır; x alt indisi ise x’ ekseni boyunca eksenden sapmayı işaret etmektedir. Tipik bir NMR çalışmasında, boylamsal düzeyden (B0 ‘ a paralel olarak ), enine düzleme (B0 ‘a dik olarak) manyetizasyon vektörüne uç yaptıran 90x işaretinin uygulamasıyla gerçekleşir. Enine düzlemde, z ekseni boyunca eksenden sapan manyetizasyon saptanabilir.





    1. Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRI)




      1. Magnetik Rezonans Nedir?

MR tetkikinde diğer birçok radyolojik görüntüleme yöntemlerinden farklı olarak x ışınları(radyasyon) kullanılamaz. Burada cihazı oluşturan dev bir mıknatıs ve radyo dalgaları söz konusudur. Dev mıknatıs içine yerleştirilen insan vücudundaki hücreler içinde bulunan su atomlarının çekirdeklerindeki protonlar, radyo dalgaları ile uyarılır ve geri alınan sinyaller bilgisayar aracılığıyla görüntüye dönüştürülür.


MR incelemde insan vücudunda dik düzlemde kesitler alınır. İnceleme sırasında hastanın yapması gereken tek şey hareketsiz yatmaktır. Bunun dışında yapılması gereken birşey olmadığı gibi insan vücudu için zararlı olabilecek hiçbir etkileşimde sözkonusu değildir. Ancak bazı durumlarda bu inceleme yapılamaz. Cihazın dev bir mıknatıstan oluşması dolayısıyla vücudunda manyetik alana duyarlı sabit tıbbi protez ya da alet taşıyanlar(metal kalp kapakcığı, beyin damar ameliyatı v.b.) kalp pili olanlar MR cihazına alınamazlar. Ayrıca kohl etkisi her ne kadar kesin olarak bilinmese de hamileliğin ilk üçayında, mutlak bir gereklilik olmadıkça bu inceleme yapılamaz.


MR incelemesi, incelenecek bölgeye göre 15 - 45 dakika arasında sürer. İnceleme sırasında doktor ve teknisyen sürekkli hastayi izler ve gerektiğinde onunla iletişim kurabilir. İstendiğinde hasta inceleme odasına bir yakınıyla girebilir.


İnceleme öncesinde , karın bölgesi tetkiki dışında hazırlık ya da açlık gerekmez. İnceleme sırasında doktor gerek görürse damar yolu ile bir ilaç yapabilir. Bu ilaç , alerjik bünyeler dışında, hasta için herhangi bir yan etki oluşturmaz.

3.5.2. Manyetik Rezonans Cihazı ve Çevre Bileşenleri
MRG aygıtları çevreden son derece iyi izole edilmiş bir ortamda çalıştırılmalıdır. Bu amaçla cihazın bulunduğu oda Faraday kafesi ile tecrit edilmektedir. Güçlü MRG cihazları yüksek manyetizasyonun sağlanması için sıvı Helyum – Nitrojen gazı ile soğutulduklarından ilgili gazın olası sızımlarına karşı ortamda oksijen satürasyonundaki azalmaya duyarlı dedektörler bulundurulmalıdır. Cihazların verimli çalışması açısından ortam ısısı 18-20 8 C de klimatize edilmelidir. MRG aygıtları başlıca 3 ana parçadan oluşmaktadır.

3.5.2.1. Ana Magnet


Güçlü bir manyetik alan oluşturmaya yönelik mıknatıs parçasıdır. Manyetik rezonans cihazının olmazsa olmazı, can damarıdır bu bileşenler. Yarattıkları çok yüksek manyetik alan sayesinde dokularda yönelimler oluşur. Magnetler permanent , rezistif ve süperkondüktif olmak üzere üç çeşittir.

3.5.2.1.1. Permanent Magnet
Bu tür magnetler hepimizin bildiği doğal çubuk mıknatısların büyütülmüş şekli gibidir. MRG sistemlerinde kullanılan bu tür magnetler mıknatıs sistemi olarak Fe,Br gibi üzerinde sürekli manyetizasyon bulunduran metallerin tuğla gibi dizilerek bir araya getirilmesi ile oluşturulmuşlardır. Bu nedenle ağırlıkları 100 ton civarındadır ve manyetik alan güçleri de oldukça küçük 0.1T ( T = 10.000 G) değerlerindedir. MRG de en iyi görüntü kalitesini sağlayan manyet tipi olması yanında ısı değişikliklerine son derece hassastır.

3.5.2.1.2. Rezistif Magnet


Rezistif ya da elektromıknatıs tipindeki magnetler , içinden elektrik akımının geçirildiği bobin şeklinde sargılar bulunan magnetlerdir. Bu tür magnetler çekirdek yapılarına göre Fe çekirdekli ve hava çekirdekli olarak iki gruba ayrılmaktadır. Rezistif magnetler manyetizasyonu sağlamak için elektrik enerjisine ihtiyaç duyarlar . Manyetik alan , iletken tellerden geçirilen elektrik akımı ile sağlanmaya çalışıldığından bu tür manyetlerde ısı üretimi fazladır.

3.5.2.1.3. Süperiletken (Süperkondüktif) Magnet




Şekil 16. Süperiletken magnete sahip bir MR cihazının iç yapısı.



Güçlü ve homojen bir manyetik alan oluşturmak amacı ile sistemin – 269, 8 C0 = +4 K0 de soğutulması gerektiği magnet türüdür. Bu sıcaklıkta iletkenler sıfır direnç gösterecek ve üzerlerine bırakılan akım uzun süre azalmadan sargılarda devirdaim edecektir. Sargılardaki bu mevcut devir daim magnetin ortasında stabil bir manyetik alan oluşturacaktır. Soğutma işlemi için sıvı Helyum , Nitrojen kullanılmaktadır. Helyum Nitrojen ,cihaz çalışır vaziyette olsun olmasın devamlı olarak harcandığından belirli bir seviyeye indiğinden sisteme ilave edilmelidir. Bu da maliyette bir artışa neden olmaktadır.


3.5.2.2. Sargılar (COIL)
3.5.2.2.1. Shim Sargıları

Süperiletken manyetlerde manyetik homojeniteyi daha da arttırmak için geliştirilmiş sargılardır. İyi bir shimming için manyetik alan , 10- 20 cm çaplı bir alanda milyonda bir olmalıdır.


3.5.2.2.2. Gradiyent Sargıları


Sinyal lokalizasyonu yapabilmek amacı ile manyetik alanı her üç düzlemde de kontrollü olarak değiştiren sargılardır. Uzaysal olarak aksiyal , sagital ve koronal olmak üzere üç temel düzlem bulunduğundan gradiyent koiller de üç düzlem yönünde üç takımdan oluşmuşlardır. Sonuçta amaç MR sistemi içinde birbirine zıt iki manyetik alan oluşturmuş olmaktır.
3.5.2.2.3. Radyofrekans (RF) Sargıları

İncelenen dokulardaki hidrojen çekirdeklerini uyarmak için RF pulse gönderen ve dokulardan gelen sinyalleri saptayan koil adı verilen parçalardır. RF sargıları , hem uyarımları incelenen dokuya ileten hem de dokulardan gelen sinyalleri toplayan bir alıcı hüviyetinde olup MRI sistemine RF güç yükselteci ile bağlıdır. Uygun parametreler kumanda panelinden girildikten sonra sistem bilgisayarı , ne kadar ara ile ve ne güçte RF pulsu yollayacağını belirleyerek RF yükselteci üzerinden RF sargısına akımın yollanmasını sağlar. Yollanan akım analog ve kesintili şekildedir. RF sargısı bütün işlevlerini kendi içinde elektromanyetik bir alan oluşturarak gerçekleştirmektedir.

3.5.2.2.4. Düz Sargı

Sargıların oluşturduğu elektromanyetik alanın; ana manyetik alana dik olması nedeni ile günümüz MRI sistemlerinde kullanılmamaktadır.


3.5.2.2.5. Kuş Kafesi Sargı


MR sistemlerinde bugün için en yaygın kullanılan RF sargısı tiplerinden birisi kuş kafesi sargı tipidir. Rutin uygulamalarda; beyin ve diz sekanslarında kullanılan RF sargıları bu tipte imal edilmişlerdir.


Şekil17. MR görüntülemede ve MR spektroskopisinde kullanılan değişik tipteki RF sargıları görülmektedir

3.5.2.3. Görüntü İşleme ve Operatör Bilgisayarları
MR sistemlerinde kullanılan bilgisayarlar RF sargıları tarafından dokulardan algılanan sinyallerin osiloskopta ölçümünü takiben güçlendirilip, çeşitli filtrasyonlardan geçiren ve dijitalize ederek gri skala değerleri ile görüntüye çeviren cihazı hayati bileşenlerinden birisidir.
3.5.2.4. MRG’nin ( Manyetik Rezonans Görüntüleme) Avantaj ve Dezavantajları
Daha önceki bölümlerde de bahsi geçtiği üzre Manyetik rezonans cihazının diğer görüntüleme yöntemlerine nazaran üstün özellikleri bu bölümde de incelenecektir. Bu kısa inceleme sonucunda MRG hakkında son nokta koyularak okuyucunun konuyu tam anlamıyla kavraması sağlanacaktır.


Yüklə 2,1 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin