I hjärtat av en magnetresonanstomograf (MRI) finns en superledande magnet som kyls med flytande helium ned till cirka −269 °C (−452,4 °F) och som kan generera ett magnetfält 60 000 gånger starkare än jordens. Enligt National High Magnetic Field Laboratory genomfördes hela 60 miljoner MRI-undersökningar världen över under år 2003. Apparaterna kan avbilda kroppen i valfri vinkel och på valfritt djup – helt utan kirurgi. Läkare använder bilderna för att diagnostisera tillstånd som multipel skleros, tumörer och stroke.
Vattenmolekyler finns överallt i kroppen, och varje molekyl innehåller två väteatomer. Det är vattnets unika atomstruktur som gör det möjligt för MRI att producera så detaljerade bilder. Till skillnad från de flesta andra atomer har väte inga neutroner i sin kärna – bara en enda proton. Protonen snurrar runt sin egen axel ungefär som en leksakssnurra och skapar därmed ett litet magnetfält med en positiv och en negativ pol, precis som ändarna på en kompassnål.
När väteatomerna placeras i ett större magnetfält, som det som skapas av en MRI-apparat, riktas protonerna in efter det yttre fältet – på samma sätt som en kompassnål riktas mot jordens magnetfält. Något fler protoner hamnar i lågenergiläge än i högenergiläge. Alla atomer med ojämnt antal protoner och neutroner påverkas av magnetfält på samma sätt, men väte används vid MRI eftersom vatten är så rikt förekommande i kroppen.
Förutom att skapa det starka magnetfältet sänder MRI-apparaten ut korta radiobölgor med hög frekvens, liknande en FM-radiosignal. Dessa pulser får de extra protonerna i lågenergiläge att byta till högenergiläge. När signalen upphör faller protonerna tillbaka till sitt ursprungliga läge och avger då en egen signal som omvandlas till elektrisk ström. Datorn analyserar signalerna från alla atomer och bygger upp detaljerade bilder av kroppens insida.
Ju mer vatten en vävnad innehåller, desto fler väteatomer kan avge signaler. Med hjälp av denna information beräknar datorn vävnadernas densitet och skapar en bild som visar kroppens struktur. MRI kan avbilda kroppen i tre plan: axialt (tvärsnitt), sagittalt (i sidled) och koronalt (framifrån och bakåt).
Till skillnad från röntgen och datortomografi använder MRI ingen joniserande strålning, vilket gör undersökningen särskilt värdefull när bilder behöver tas upprepade gånger. Kombinationen av extremt starka magneter, väteatomernas fysik och avancerad datoranalys har gjort MRI till ett av medicinens mest kraftfulla diagnostiska verktyg.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online