1.Yleistä

MRI eli Magnetic resonance imaging tarkoittaa karkealla suomennoksella magneettista resonassikuvantamista. MRI laitteisto koostuu vahvasta magneetista, gradientti magneeteista, RF magneetista, RF generaattorista ja vastaanottimista sekä muista oheislaitteista, jotka ovat tämän artikkelin kannalta vähemmän olennaisia, kuten potilaspöytä yms.

2.Fysikaalinen ilmiö

Vahvin ja suurin magneetti, joka on ns. donitsi muodostaa erittäin voimakkaan yksisuuntaisen magneettikentän kehon ympärille.

Kaikki atomit pyörivtä oman akselinsa ympäri ja tätä pyörintää kutsutaan atomin spinniksi. Spinnin seurauksena kaikki ihmisen kehossa olevat vetyatomit järjestäytyvät magneettikentän mukaisesti. Puolet vetyatomeista osoittaa kohti jalkoja ja toiset kohti päätä. Jos käytämme esimerkiksi 1,5 T magnettikenttää, silloin kehomme vetyatomit pyörivät 63 MHz taajuudella. Gradienttimagneeteilla käännetään voimakasta magneettikenttää. Oletetaan, että gradienttimagneetit ovat 15 mT ja kenttää taivutetaan kuten alla olevassa kuvassa, eli x-tasossa, niin tällöin pään seudulla magneettikenttä on 1,5 T + 15 mT (> 63 MHz), kun taas jalkojen päissä 1,5 T - 15 mT (< 63 MHz).

Kehossamme on siis vain yksi viipale jossa vetyatomit pyörivät tasan 63 MHz taajuudella, ja loput pyörivät joko alle tai päälle 63 MHz taajuudella. Kun gradienttimagneetit taivuttavat tämän lisäksi kenttää y-tasossa saadaan vain yksi kohta, jossa vetyatomit pyörivät tasan 63 MHz:n taajuudella.Alla olevassa kuvassa on läpileikkaus raajasta. Pystysuora viiva on x-tason asento ja pystysuora y-tason asento. Leikkauspiste on valittu kohta.

Tämä yksi kohta vastaa yhtä pixeliä lopullisessa kuvassa. Tässä valitussa kohdassa on erittäin monta vetyatomia, jotka pyörivät magneettikentän suuntaisesti. Kun RF magneetti lähettää 63 MHz:n taajuudella pulssin, nämä vetyatomit vaihtavat suuntaansa absorboivat energian ja resonoivat, jolloin ne kääntyvät korkeammalle energiatilalle.  

RF pulssin loputtua vetyatomit palaavat aiemmalle energiatasolle, jolloin ne kääntyvät ja vapauttavat sähkömagneettista säteilyä. RF vastaanotin vastaanottaa tämän säteilyn.

Sen perusteella kuinka kauan kestää vastaanottaa sähkömagneettinen säteily RF pulssin loputtua sisältää tiedon minkälaisesta kudoksesta on kyse. Laite käy jokaisen kohdan kuvattavasta alueesta pixeli kerrallaan läpi. Tästä datasta pystytään muodostamaan 2D kuva tai 3D malli.

3.Lähteet

The Basics of MRI - Joseph P. Hornak, Ph.D.

http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/inside.htm

How MRI Works, Todd A. Gould ja Molly Edmonds

http://science.howstuffworks.com/mri.htm

MRI Animation - Iscphysics

https://www.youtube.com/watch?v=0Puo4DJTzAM

How does MRI workHaroundExplainIt

https://www.youtube.com/watch?v=SwH2OEB0DKU