3 types of magnets for magnetic resonance imaging

MRI Magnets

المقصود بالمغناطيس فى جهاز التصوير بالرنين المغناطيسى هو نوع 

المغناطيس الرئيسى main magnet 

بنسمع عن جهاز رنين مغناطيسى قوى المجال مثلا
 1.5tesla or 3tesla 
 أو رنين متوسط المجال  1tesla مثلاونسمع عن رنين مفتوح ورنين مغلق.   

كل المصطلحات دى  بسبب  المغناطيس الرئيسى وشدة مجاله المغناطيسى.

أيهما أفضل الرنين المغلق أم الرنين المفتوح ؟

طبعا لو أنت هتعمل فحص رنين مغناطيسى فالأفضل ليك تعمل أشعة على جهازرنين مغناطيسى قوى المجال (1 تسلا او أعلى).

وأكثر هذه الأجهزة هتكون جهاز مغلق وليس مفتوح الرنين المفتوح 

أقل فى الدقة resolution  ووقت الفحص بيكون أطول.

بس النوع ده ( أقصد الرنين المفتوح) بيكون مفيد لنوعين من المرضى: 

أولا: المرضى الذين يعانون من فوبيا الاماكن المغلقة claustrophobics patients   

والثانى: أصحاب الوزن الزائد overweight.

فيه ناس ممكن تحتاج تخدير لعمل فحص الرنين المغناطيسى (بسبب الفوبيا أو بسبب ألم وعدم تحمل النوم ثابت لمدة طويلة).

is it safe?

طبعا أنت مش محتاج تقلق خالص من فحص الرنين لان حتى الان لا يوجد ما يثبت أن المجال المغناطيسى قوى المجال له تاثير سلبى side effect  على الانسان وللاحتياط برضو اعلى مجال مغناطيسى متاح لفحص الانسان بيكوم 3 تسلا فقط وأعلى من كده زى مثلا 7 تسلا بيستخدم على الحيوانات فقط وفى الابحاث.

Main magnet

 

فى جهاز التصوير بالرنين المغناطيسى فيه المغناطيس الرئيسى وشكله بيكون دائرى ( cylindrical) فى الرنين المغلق وفى الرنين المفتوح بيكون على شكل حرف c الفكره إن المريض بيكون فى وسط المجال المغناطيسى زى الصورة اللى فوق.

فى بعض الانوية تسمى MRI active nuclei زى ذرة الهيدروجين البروتونات فيها بيكون ليها خواص مغناطيسية وتعامل كل ذرة كمغناطيس صغير وهذه المغناطيسات ترتب إتجاهاتها فى نفس إتجاه المجال المغناطيسى الرئيسى بعد ما كانت مشتته.

وممكن تقرأ أكتر عن هذه الانوية من هذا الرابط  MRI active nuclei

Magnetic moment of hydrogen atoms are in random alignment and it is not detectable.Under the effect of strong main magnetic field they align with or against this field the sum of these magnetic moment become detectable.

يوجد 3 انواع من المغناطيس يمكن استخدامهم فى التصوير بالرنين المغناطيسى 

هنتكلم عن كل نوع باختصار:

1.       Permanent magnet

أو المغناطيس الدائم : هو نوع من السبائك لها خواص مغناطيسية معينة هذه السبائك عندما تتمغنط مرة واحدة بتحافظ على خواصها المغناطيسية وتصبح هى نفسها  مغناطيس ودى اسماء بعض السبائك التى يمكن إستخدامها لتكويس مغناطيس دائم

neodymiumiron- boron alloys (NdFeB), ceramic ferrite, samarium-cobalt alloys

من مميزات هذا النوع أن تكلفته رخيصه.

بس مش بيوفر مجال مغناطيسى قوى 0.2-0.3 tesla  فقط.

وكمان بيتاثر بدرجه الحرارة يعنى المفروض انه ما يسخنش لانه ممكن يفقد الخواص المغناطيسيه.

وبيكون رنين مفتوح.

يعنى الفحوصات المتقدمه مش بيقدر يعملها.

النوع ده بيتوفر فى الرنين المغناطيسى ضعيف المجال وفى الغالب وبسبب ضعف المجال المغناطيسى فشغله بيكون روتينى خالص 

 

2.       Resistive magnets

أو المغناطيس الكهربائى وهو نوع من المغناطيس يتولد نتيجة مرور تياركهربائى فى سلك اوما يسمى coil وشدة المجال المغناطيسى تعتمد على شدة التيار الكهربائى المستخدم.

The magnetic field in resistive magnets is produced by electric current in specially designed coils. The coils are made of high electric conductivity materials such as aluminum or copper.

high electric conductivity materials such as aluminum or copper.

وأهم مميزات هذا النوع إنك بتشغل المجال المغناطيسى وقت الفحص بس وبيتفصل لو مافيش فحص وده بيقلل الحوادث الناتجة المجال المغناطيسى قوى المجال زى مثلا ان مريض على كرسى متحرك يدخل غرفة الرنين بدون انتباه العاملين بالوحدة فينجذب الكرسى الى الجهاز مسببا اضرار للمريض وللجهاز.

وأيضا إستخدام تيار كهربائى قوى بيسبب وجود حرارة شديدة وهذا النوع من المغناطيس بيحتاج نظام تبريد قوى جدا.

المجال المغناطيسى الناتج عن هذا النوع بيكون متوسط حوالى 0.5 tesla

  

3.       Superconducting magnets

والنوع ده هو أهم نوع: المواد فائقة التوصيل

بإختصار هى مواد بتنعدم مقاومتها لمرور التيار الكهربائى عند درجة حرارة منخفضة تقريبا 4 kelvin
النوع ده بيوفر مجال مغناطيسى قوى المجال من1-10 tesla  وبيكون متجانس بدرجة كبيرة وهذا يساعد على زيادة دقة الفحص وعمل فحوصات متقدمه مثل
  functional magnetic resonance (fMRI)

بعض الامثلة على هذا النوع:

niobium-titanium (NbTi) and niobium-tin (Nb3Sn)

the next image shows:

the main field B0 in a whole-body superconducting magnet is parallel to the the long axis of the patient.

source: MRI physical principals and application 

critical tempreature  للوصول لدرجة الحرارة المناسبه 

يتم استخدام  المبردات وتسمى  cryogen

 وبتكون تكلفتها مرتفعة جدا لانها بتستتخدم iquid helim ودا اسعاره مرتفعة جدا مما يزيد من تكلفة جهاز الرنين المغناطيسى.

 liquid nitrogen 

النيتروجين السائل ممكن يكون هو بديل الهليوم السائل لانخفاض تكلفتة ولكن يوجد الكثير من الابحاث لاستخدام السبائك فائقة التوصيل فى درجة حرارة النيتروجين.

فى الختام 

سبحانك اللهم ربنا وبحمدك أشهد أن لا إله إلا أنت أستغفرك وأتوب إليك.

ما تنساش تقرأ عن أجهزة التصوير الطبى المختلفة