Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Mig vantar svo að vita hvernig segulómun (MRI) fer fram?

Vatn er algengasta efnið í líkamanum og alls eru um 2/3 hlutar líkamans vatn. Hlutfall vatns er nokkuð mismunandi eftir líffærum og gerð vefja, en magn og eiginleikar vatns (hvort það er bundið eða óbundið) í vefjum breytist oft ef fólk veikist. Þetta fyrirbæri er notað við rannsóknir með segulómun.

Vatn er efnasamband vetnis og súrefnis. Í kjarna vetnisfrumeindarinnar er aðeins ein rótend og það er eðlisfræðilegur grundvöllur segulómunar. Vetniskjarninn snýst um öxul sinn og þessum snúningi tengist fyrirbæri sem nefnist segulvægi. Líkja má vetniskjörnunum við örsmáar áttavitanálar.

Ef vetniskjarnarnir eru settir í sterkt segulsvið snúast þeir bæði um sinn eigin öxul og í kringum segulsviðið. Þessu má líkja við hreyfingu skopparakringlu sem er ýtt við svo að hún snýst ekki alveg lóðrétt, heldur hallar eilítið.

Vetniskjarnarnir geta tekið tvær stöður í segulsviðinu, þeir snúast annaðhvort með eða á móti því. Stöðurnar tvær hafa ekki sama orkustig. Munurinn á orkustigum jafngildir orku útvarpsbylgna. Ef rafsegulbylgja með rétta útvarpstíðni (um það bil 42,58 MHz/Tesla) er send inn í segulsviðið taka sumir vetniskjarnarnir upp orku útvarpsbylgjunnar. Þá breytist snúningsstefna „áttavitanálanna“ og orka róteindanna fer úr lægra stiginu yfir á það hærra.

Horft í gegnum segulómtæki (MRI).

Snúningur segulvægisvigursins í þverplani (með tíðnina 42,58 MHz/Tesla) veldur því að það myndast svonefnd íspenna (e. electromotive force) í móttökuspólu, samkvæmt lögmáli Faradays um gagnspan. Þetta er hliðstætt því hvernig rafall virkar, til dæmis á reiðhjóli. Merkið minnkar þegar róteindirnar nálgast jafnvægisástand. Þessi íspenna er skráð og notuð til að gera myndir. Fyrirbærið er kallað kjarnasegulherma (e. nuclear magnetic resonance) og er grundvöllur myndatöku með segulómun.

Nauðsynlegt er að nota breytilegt segulsvið til að gefa merkinu sem er skráð við segulómun upplýsingar sem tengjast staðsetningu vetniskjarnanna í sneið eða rúmmáli. Þetta er gert með svokölluðum staðsetningarseglum (e. magnetic field gradients) sem valda því að styrkur segulsviðsins breytist línulega í þrjár áttir, oft kallaðir x-, y- og z-stiglar (e. gradients).

Segulómtæki samanstendur af mjög sterkum rafsegli sem inniheldur staðsetningarsegla auk fasts segulsviðs. Sá hluti líkamans sem á að rannsaka er einnig umlukinn loftneti (spólu) sem skráir íspennuna sem myndast þegar segulvægi róteindanna („áttavitanálanna“) nálgast jafnvægisástand eftir að slökkt hefur verið á útvarpsbylgjunni sem er notuð til að örva róteindirnar. Samverkan fasta segulsviðsins, útvarpstíðnibylgna og breytilegs segulsviðs staðsetningarseglanna veldur því að það myndast segulómunarmerki sem tölvubúnaður tækisins vinnur myndir úr.

Vetniskjarnar (róteindir) í sterku segulsviði sem „skotið er á“ með útvarpsbylgjum hafa svolítið mismunandi eiginleika eftir því í hvaða umhverfi þeir eru. Til dæmis nálgast róteindir í fitusameindum jafnvægi hraðar en róteindir í vatnssameindum. Þennan eiginleika er hægt að nota til að fá birtuskil á milli fitu og vatns í segulómunarmyndum. Hægt er að greina mismunandi hreyfanlegar vatnssameindir á mynd af sömu ástæðu, sem og flæði og sveim (e. diffusion).

Með því að velja mismunandi myndatökutækni, svokallaðar púlsaraðir, er fjölbreytni varðandi birtuskil og upplýsingar sem fást úr myndatöku með segulómun nánast ótakmörkuð.

Til að fræðast um framkvæmd segulómrannsókna frá sjónarhóli þess sem þarf á rannsókn að halda, má finna gagnlegar upplýsingar á heimasíðum myndgreiningardeilda:

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

Mynd:

Útgáfudagur

11.3.2011

Spyrjandi

Inga Wessman

Höfundur

Jón B. Hauksson

lektor í geislafræði við HÍ

Tilvísun

Jón B. Hauksson. „Mig vantar svo að vita hvernig segulómun (MRI) fer fram?“. Vísindavefurinn 11.3.2011. http://visindavefur.is/?id=9560. (Skoðað 25.7.2014).

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Arnold J. Toynbee

1889-1975

Enskur sagnfræðingur sem skrifaði fjölbinda verk um ris og fall menningarheima. Var ráðgjafi bresku stjórnarinnar í alþjóðamálum, sérstaklega um Mið-Austurlönd.