Cumartesi günü bir dost meclisinde hiç girmemem gereken bir tartışmaya girdim ve durduk yerde malumat furuşluk yapıp MR cihazının nasıl çalıştığını anlattım.

Bugün aynı şeyi size anlatacağım.

Aslında cihazın tam adı MRI. Yani “Magnetic Resonance Imaging-Manyetik Titreşim Görüntüleme.”

Bundan 50 yıl önce icat edilen ama ticarileşmesi ve yayılması 1980’leri bulan bu cihaz tıbbi görüntülemede bir devrim yarattı. (Yanısıra tıbbi görüntülemede devrim yaratan CT ve PET isimli iki cihaz daha var, onları ilerideki haftalarda anlatacağım.)

MR cihazının nasıl çalıştığını anlamak için önce insa vücudunun yapısını atom düzeyinde anlamak gerekiyor.

70 kilo ağırlığında ortalama bir insanın vücudunda 7 çarpı 10 üzeri 27 tane (yani 7 rakamının yanına tam 27 tane sıfır koyacaksınız) atom olduğu hesaplanıyor.

70 kilo bir insanın ağırlığının yüzde 65’i oksijen, yüzde 18,5’i karbon, yüzde 9,5’u hidrojen, yüzde 2,6’sı azot atomlarından geliyor. (Ağırlımızın geri kalanında başka pek çok atom var ama hepsini saymadım şimdi.)

Ağırlık böyle ama ağırlıkla atom sayısının birbirine paralel olması gerekmiyor. Hidrojen atomları 70 kiloluk insan ağırlığının yüzde 9,5’unu oluşturuyor ama vücudumuzdaki bütün atomların yüzde 62’si hidrojen mesela.

Hidrojen zaten evrende de en bol bulunan atom ve MR cihazı aşısından son derece önemli.

MR cihazı dediğimiz temelde dev bir mıknatıs aslında. Öyle olduğu için sizden MR cihazına girerken üzerinizdeki bütün metalleri çıkarmanız isteniyor.

Cihaz çalıştığında, muazzam bir manyetik alan yaratıyor. Hastanelerde girdiğiniz MR cihazlarının ezici çoğunluğu 1,5 Tesla büyüklüğünde manyetik alan yaratıyor ama 3 Tesla’lık MR cihazları da var, bazı başka uygulamalarda çok daha kuvvetlileri (9,4 T, hatta 11,7 T’ye kadar gücü yükselen) MR’lar var.

Peki burada manyetik alan güç birimi olarak sözünü ettiğim Tesla ne? Hayır otomobil markası olan değil. Müthiş mucidin adını taşıyan bu güç birimini dünya 1960 yılından beri kullanıyor.

Kıyaslama için söyleyeyim, Ekvator çizgisiyle Greenwich’ten geçen boylamın kesiştiği noktada, yani 0 enlem ve 0 boylam noktasında dünyamızın manyetik alanı 3.2 çarpı 10 üzeri eksi 5 Tesla. Yani içine girdiğiniz MR cihazı dünyamızın manyetik alanından yaklaşık 5 bin kat daha fazla manyetik alan yaratıyor.

Peki ne oluyor bu kadar güçlü bir mıknatıs çalıştığında?

Çok tuhaf bir şey oluyor: O vücudumuzun yüzde 62’sini oluşturan hidrojen atomlarının çekirdekleri kendi eksenleri etrafında dolaşmayı bırakıyor ve tek bir yönde hizalanıyorlar.

Onları hizaladıktan sonra bu çekirdeklere enerji yollanıyor. O enerjiyi de MR cihazına girmiş olanlar bilecek, ses dalgaları olarak yolluyor cihaz. Hani cihazın içinde duyduğunuz o farklı frekanslardan ve bazen de çok rahatsız edici olabilen sesler var ya, işte o seslerin çıkma sebebi mıknatıs sayesinde tek bir yöne hizalanmış olan hidrojen atomu çekirdeklerine enerji vermek.

Gelen bu ses, tek bir yönde hizalanmış olan atom çekirdeklerini hareket ettiriyor, ses durduğu anda da çekirdekler ses frekansıyla gelen enerjiyi salıveriyor, çekirdek biraz önceki pozisyonuna geri dönüyor.

İşte bu çekirdeklerin geri bıraktığı enerjiyi saptayan alıcılar var cihazın içinde. Bu enerjinin saptanması sayesinde iç organlarımızın detaylı fotoğraflarını oluşturacak veriler bilgisayara akıyor.

Bilgisayar, sensörlerden gelen bu veriyi son derece karmaşık algoritmalar yardımıyla işlemeye başlıyor ve son olarak da ekranda göreceğiniz o üç boyutlu resimleri oluşturuyor.

Yani MR cihazının çalışması için gereken şeyleri fizik bilimi sağlıyor ama MR’ın sonuçlarını ‘görmek’ istediğinizde matematik devreye giriyor, gelen sinyalleri gerçekten son derece karmaşık hesaplar yaparak gözümüzde görünce anlayacağımız türden bir görüntüye dönüştürüyor.

Türkiye’de son olara Aselsan ilk yerli MR cihazını üretmeyi başardı.

Her MR cihazına girişinizde bir bilimsel mucizeye, insan aklının ve bilgisinin eriştiği inanılmaz bir seviyeye tanık oluyorsunuz aslında.