**تینا مزدکی_** دستگاههای تصویربرداری امآرآی (MRI) به عنوان ابزاری حیاتی در تحقیقات علمی و تشخیصهای پزشکی به شمار میروند. میلیونها نفر به لطف کشفیاتی که این تکنولوژی فراهم ساخته، از مزایای آن بهرهمند شدهاند. یکی از سؤالهای رایج این است که چگونه این دستگاهها قادرند تصاویری با وضوح بالا از داخل بدن انسان تهیه کنند، در حالی که از پرتوهای خطرناک ایکس استفاده نمیکنند.
بسیاری از افراد میدانند که تکنولوژی امآرآی به وسیله میدانهای مغناطیسی بسیار قوی عمل میکند، همانطور که از نام کامل آن، «تصویربرداری با رزونانس مغناطیسی» مشخص است. اما مواردی وجود دارد که افراد ناآگاهانه با اشیاء فلزی و خطرناک وارد اتاق امآرآی میشوند که این موضوع میتواند به حوادث ناگواری منجر شود.
عملکرد دستگاههای امآرآی بر پایهی ویژگیای به نام «اسپین» است که در پروتونها وجود دارد. در علم فیزیک کوانتومی، این اسپین باعث ایجاد یک «گشتاور مغناطیسی» کوچک در پروتونها میشود. زمانی که این پروتونها به میدان مغناطیسی قوی وارد میشوند، گشتاورهای مغناطیسی آنها تحت تأثیر قرار میگیرد و در راستای میدان تنظیم میشود. این فرآیند به هیچ وجه به بدن آسیب نمیزند و تنها جهتگیری پروتونها تغییر میکند.
دستگاه emri پس از این مرحله با ارسال امواج رادیویی انرژی، برخی از پروتونها را به حالتی پرانرژی میبرد. پس از قطع امواج، پروتونها مجدداً به حالت اولیه خود برمیگردند و در این فرآیند مقداری انرژی آزاد میکنند. این انرژی به صورت امواج رادیویی از جانب پروتونها قابل شناسایی است.
در واقع، پروتونهای موجود در هستههای اتم هیدروژن رفتار متفاوتی نسبت به پروتونهای همراه با النوترونها دارند. این تفاوت در نحوهی آزادسازی انرژی باعث تولید سیگنالهای متمایز برای اتمهای هیدروژن میشود. به همین خاطر، دستگاه امآرآی قادر است تا غلظت هیدروژن را در نواحی مختلف بدن شناسایی کند. از آنجایی که بافتهای چربی و آب دارای هیدروژن بالایی هستند، این اطلاعات میتواند برای شناسایی ناهنجاریهایی که نشاندهندهی بیماریها هستند، مفید باشد. به منظور افزایش دقت تصویربرداری، گاهی از مواد حاجب مانند گادولینیوم استفاده میشود که به صورت وریدی تزریق میگردد.
در پایان، لازم به ذکر است که با وجود میدانهای مغناطیسی و امواج رادیویی قوی، تکنولوژی امآرآی در مقایسه با سایر روشهای تصویربرداری، به ویژه اشعهی ایکس، از ایمنی بیشتری برخوردار است. این در حالی است که پرتوهای یونساز اشعهی ایکس میتوانند به دیانای آسیب برسانند.تحقیقات اخیر نشان میدهد که استفادهی زیاد از برخی تکنولوژیها ممکن است به اختلالات سلولی منجر شود و در پی آن، خطر ابتلا به سرطان را افزایش دهد. در مورد تصویربرداری با امآرآی، نگرانیهای موجود بیشتر به هزینههای بالای آن مرتبط است تا خطرات احتمالی برای سلامتی.
با این حال، دو مورد استثنایی در این زمینه وجود دارد. نخست، وجود فلزات در میدان مغناطیسی دستگاه، به ویژه فلزات فرومغناطیسی مانند آهن. ورود اشیایی مثل اسلحه یا زنجیر به اتاق امآرآی اتفاقی نادر اما خطرناک است. همچنین، برخی ضربانسازهای قدیمی و ایمپلنتها نیز ممکن است در مواجهه با این میدان به طور فاجعهباری عمل کنند.
مورد دوم مربوط به افرادی است که از فضای بسته هراس دارند (کلاستروفوبیا). این اضطراب میتواند با صداهای بلند کویلهای مغناطیسی در طول اسکن تشدید شود. خوشبختانه، دستگاههای جدیدتر با طراحیهای بازتر و کمصدا این مشکل را تا حدی برطرف کردهاند.
### بحران هلیوم
برای تولید میدانهای مغناطیسی قوی در دستگاههای امآرآی، به آهنرباهای بسیار قوی نیاز است. اگرچه میتوان از آهنرباهای دائمی استفاده کرد، اما به کارگیری ابررساناها نسبت به آن آسانتر و اقتصادیتر است. برای دستیابی به ابررسانایی پایدار، دما باید به کمتر از ۹ کلوین برسد که این تنها با هلیوم مایع ممکن است.
با اینکه هلیوم در زمان تشکیل منظومه شمسی یکی از عناصر رایج بود، اما به دلیل سبک بودن و بیواکنشی این عنصر، هلیوم اولیه جو زمین به سرعت از بین رفته است. هلیوم کنونی از واپاشی هستهای عناصر رادیواکتیو بهدست میآید و معمولاً در شکافهای زیرزمینی با متان یافت میشود.
هرچند به مقدار زیادی هلیوم برای مصارف امآرآی در دسترس است، این عنصر همچنین در سایر کاربردها مانند بادکنک و تجهیزات پیشرفته علمی استفاده میشود. نگرانیهایی مبنی بر کمبود هلیوم در آینده وجود دارد، به ویژه اگر مدیریت و قیمتگذاری مناسب انجام نشود.
### امآرآی باز
برخی از دستگاههای امآرآی بهجای ابررساناها از آهنرباهای دائمی استفاده میکنند. طراحی آنها به دلیل کمبود هلیوم نیست، بلکه برای راحتی بیشتر بیماران مبتلا به کلاستروفوبیا و حساسیت به صدا است. اگرچه این سیستمها قادر به تولید میدانهای مغناطیسی قوی نیستند و کیفیت تصاویر پایینتر است، اما میتوانند تجربهای راحتتر برای بیماران به ارمغان آورند و نیازی به هلیوم ندارند.
منبع: [iflscience](https://www.iflscience.com/how-does-an-mri-machine-work-80258)