" ساختمان داخلی MRI "

ام.ار.آی.‏ (تصویر برداری تشدید مغناطیسی) روش تولید تصاویر با جزییات کامل از بافت ها و ارگان های بدن بدون استفاده از پرتوهای ایکس و پرتوهای یونیزه شده میباشد که همین مزیت است که سبب شده آن را از عکس برداری به کمک اشعه ایکس متمایز سازد.در زمان گذشته این گونه تصویر برداری از بافت را NMRI (تصویر برداری تشدید مغناطیسی هسته ای) مینامیدند چراکه در اوایل از پرتوهای یونیزه شده هسته ای جهت عکس برداری استفاده میشد اما بعد از گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی این پرتوهای یونیزه شده حذف شده و دستگاه به ‏ ام.ار.آی.‏ تغییر نام داد.دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ معمولا در غالب یک مکعب غول پیکر در ابعاد 3*2*2 (طول * عرض * ارتفاع) طراحی میشود هر چند با پیشرفت تکنولوژی مدل هایی روانه بازار شده اند که دارای ابعاد کوچکتری هستند.

در داخل این دستگاه یک لوله ی افقی وجود دارد که از جلو به عقب درون یک مغناطیس حرکت میکند و به منفذ یا کالیبر مغناطیس موسوم است بیمار در حالی که به پشت بر روی یک میز مخصوص دراز کشیده وارد کالیبر شده و بسته به نوع اسکنی که قرار است بر روی وی انجام شود وی را تا حد مورد نیاز از سمت سر و یا پا وارد کالیبر می کنند تا زمانی که بافت هدف کاملا در مرکز میدان مغناطیسی قرار بگیرد. به کمک امواج رادیویی که در ادامه توضیح داده خواهد شد دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ میتواند یک نقطه کوچک به کوچکی یک مکعب به ضلع 0.5 میلیمتر را جهت اسکن انتخاب کند.سیگنال های فرستاده شده از طرف این نقطه کوچک به مرکز پردازش دستگاه موجب تولید تصاویر دو و یا سه بعدی از بافت هدف میشود .با تغییر پارامترهای آزمایش ‏ ام.ار.آی.‏ می توان تصاویر با ظواهر و کارایی های متنوع تولید کرد که اصلا قابل قیاس با تصویر تولید شده توسط دیگر اسکنرها از قبیل سی تی اسکن نیست.....


 در سال 1970 پزشک و فیزیک دان آمریکایی به نام دکتر ریموند نامادین که فردی بسیار فهیم و آینده نگر بود تصمیم گرفت اسکنری را برای تصویربرداری از بدن انسان بسازد. و همین مسئله ، نقطه عطفی را در دنیای تصویربرداری به وجود آورد. او در آزمایشهای خود،‌ سلولهای بدخیم را از طریق جراحی وارد بدن موشها نمود و سپس آنها را مورد آزمون NMR قرار داد. دامادین متوجه شد که بافت توموری موشها به تحریک مغناطیسی پاسخ می دهد و اگر موشها را با یک پالس تشدید کننده بمباران کند هنگامی که گشتاور دو قطبی های مغناطیسی به حالت تعادل و آرامش می رسند هر یک از بافتهای سالم و توموری یک نوع سیگنال خاص خود را منتشر می کنند.


این سیگنالها بر حسب اینکه مربوط به بافتهای سالم یا ناسالم باشند می توانند کنتراست خاصی را بر روی تصویر ایجاد کنند. همین مسئله باعث شد تا فکر ساخت دستگاه تصویربرداری به مغز وی خطور کند. البته سالها قبل از دامادین،‌ فلیکس بلوچ، اصطلاحات T1، 2 T را برای نشان دادن مقدار زمانهای استراحت بکار برده بود.


دکتر دامادین در اوایل دهه 1970 متوجه شد که ساختمان آب در تصویربرداری MRI عنصری بسیار حیاتی است. زیرا هر مولکول آب در واقع یک دو قطبی بسیار قوی است ( قطب شمال و جنوب ) علت آن است که الکترونهای مدار هیدروژن زمان بیشتری را در مدارهای اطراف اتم اکسیژن می گذارنند این وضعیت باعث ایجاد یک منبع قوی برای تولید سیگنالهای MR می شود. دامادین ثابت کرد سیگنالهای فوق را می توان به صورت تصویری مخصوص، آشکار کرد و ثبت نمود.




دامادین به ارزش تشخیصی این اشعه مغناطیسی القا شده پی برد. او و همکارانش جهت تصویربرداری کل بدن انسان ( Whole body ) مدت 7 سال را برای طراحی و ساخت اولین اسکنر MRI صرف کردند. پس از فراز و نشیبهای فراوان بالاخره درروز سوم ژولای 1977 اولین تصویر دانسیته پروتون (Poroton density) از بدن انسان تهیه شد.
تصویربرداری فوق که به صورت اگزیال بود به مدت 4 ساعت و 45 دقیقه طول کشید. در این آزمون بیمار بایستی در هنگام تصویربرداری از لحاظ فیزیکی 106 مرتبه بر روی یک تخت حرکت داده می شد تا تهییج فضایی (Spatital excitation ) صورت می گرفت. طبقه گفته خود دکتر دامادین، چیزی که او را در این مدت 7 سال یاری می داد تنها قدرت و ایمان مذهبی درونیش بود.

دکتر دامادین نام اولین اسکنر خود را سرکش ( Indomitable ) گذاشت که در واقع نشان دهنده عزم، بی باکی و خستگی ناپذیری او در ساخت دستگاه مذکور بود. این دستگاه اکنون در مرکز تکنولوژی اسمیتسون واشنگتن (Smithson institute of technology ) قرار دارد.
دکتر پل لاتربور ( PAUL LAUTERBUR.Ph.D )




کتر لاتربود در حیطه اسپکتروسکپی با لوله های آزمایش دارای موفقیتهای چشمگیری بود. اما نمی توانست مسئله ضروری بودن خلوص ماده را برای بدست آوردن تجزیه اسپکتروسکپی نادیده بگیرد. او می دانست که با استفاده از اصول NMR می توان یک سری راهکارهای عملی جهت تهییج قسمتهایی از نمونه مورد آزمایش ارائه داد، سرانجام او به این نتینجه رسید که اگر بتوان میدان مغناطیسی گرادیان دار ضعیف و کنترل شده ای را بر روی میدان مغناطیسی استاتیک (Static) قویتری همپوشان کرد، آنگاه می توان برشی از نمونه با همان مقدار فرکانس را مجزا نمود، سیگنالهای آنرا آشکار کرد و نهایتاً به صورت یک تصویر درآورد. برای اثبات این اندیشه، او به مدت چند هفته تحقیقات و آزمایشهای طاقت فرسایی را انجام داد و بالاخره متقاعد شد که :

1- بااستفاده از سیگنالهای NMR می توان برش مغناطیسی را به وجود آورد.

2- مقدار این سیگنالها جهت بکارگیری اصول انتقال فوریه (FT) برای تشکیل تصویر کافی است.

3- برای بهبود کیفیت تصاویر، باید میدان مغناطیسی به اندازه کافی یکنواخت باشد.

در سال 1972 دکتر لاتر بور به منظور تصویربرداری از قسمتهای دلخواه حیوانات و گیاهان مختلف، گرادیانهای Gx و Gy و Gz را طراحی و از آنها استفاده نمود و بدین ترتیب قسمتی از وظیفه دشوار امتزاج و تکمیل سه تئوری فوق الذکر را به انجام رساند.

در سال 1988 رونالد ریگان ( Ronald Reagan ) رئیس جمهور وقت آمریکا، نشان ملی تکنولوژی (National Medical of Technology ) را به دکتر دامادین و دکتر لاتربور، تقدیم کرد. این جایزه که ارزنده ترین جایزه ملی امریکا محسوب می شود به دلیل سهم قابل توجه آنها در ارتقای تکنولوژی و گسترش رفاه ملی تقدیم ایشان گردید.

دانشمندان و فیزیکدانهای سراسر جهان نیز تحقیقاتی را به طور مداوم انجام می دهند و دانش پیشینیان خود را بهبود می بخشند. دنیای MRI مرهون افراد بیشماری است که از برجسته ترین آنها می توان به افراد زیر اشاره کرد.




دهه 1950 : دکتر اروین هان (Ervin Hahn): به خاطر کشف پالس سکانس اسپیناکوی هان کشف او چنان دگرگون کننده بود که نمی توان آن را با سایر کشفیات مقایسه نمود. او هم اکنون در دانشگاه برکلی (Brekeley) است.


دهه 1960: دکتر ارنست (R.R.Ernst) : او با ابداع محور مختصاف فاز (Phase) و فرکانس (Frequency) بر روی شبکه ماتریکس MR، حساسیت آشکارسازی سیگنالهای MRI را افزایش داده و همینطور از تبدیل فوریه در روند تصویربرداری فضایی (Spatital imaging process) استفاده نمود. علاوه بر آن، حساسیت و تعادل بین زاویه چرخش (Flip angle) را افزایش داد. قابل ذکر است که زاویه چرخش، اساس تصویربرداری سریع را تشکیل می دهد. دکتر ارنست هم اکنون در شهر زوریخ سوئیس زندگی می
دهه 1980: سرپیتر هانسفیلد (Sir peter Mansfield ): هانسفیلد اهل ناتینگهام انگلستان بوده و به دلیل کشف تصویربرداری گرادیان اکو در مقابل تصویربرداری مولتی اکو مشهور است.



تصویربرداری گرادیان اکو مقدمه ای ضروری برای تصویربرداری MRI به طریق Real time می باشد. سرپیتر هانسفیلد به دلیل سهم زیادی که در تصویربرداری MRI داشت از طرف ملکه الیزابت دوم مفتخر به دریافت لف شوالیه (Knighte) شد.

وضوح بلافاصله بعد از ابداع سیستم MRI دستگاه های مذکور با سرعتی بی سابقه طراحی و ساخته شدند و بدین ترتیب دامادین و لاتربور توانستند افراد بیشتری را نسبت به این سیستم خوشبین نمایند. امروزه بیش از دو هزار دستگاه MRI در ایالات متحده امریکا و تقریباً‌ همین مقدار در دیگر کشورها وجود دارد. در ابتدا دستگاه های MRI تنها در ایالات متحده ساخته می شدند اما طولی نکشید که این صنعت به سایر نقاط جهان نیز کشیده شد.




هر یک از صادر کنندگان دستگاه های MRI نیز می خواستند که در بازار رقابت،‌ موفقیت بهتری را بدست آورند و بدین ترتیب بازار رقابت بین المللی MRI گرم شد و در نتیجه ان اصطلاحات جدید و واژه های گیج کننده به حوزه تکنیکی آن وارد شد. اپراتورها نیز در ابتدا با مشکلات زیادی توانستند زبان MRI را تثبت کنند. در نهایت، با افزایش تولید دستگاه های MRI و پراکندگی زیاد آن در سراسر کشور ایالات متحده، شکاف بین بخش صنعت و مرکز تصویربرداری MRI زیاد شد. سازندگان دستگاه های MRI برنامه های آموزشی پر سرو صدایی را به مدت یک تا دو هفته برای کارکنان ثابت MRI ترتیب دادند اما برخی از آنها هیچگونه آشنایی بامشاغل بهداشتی نداشتند.


مشکلاتی که در رابطه با پروتکل ها و مسائل حفاظتی پیش می آمد معمولاً‌ از طریق تلفن به نزدیک ترین اداره مرکزی کارخانه سازنده اطلاع می دادند و پاسخ می گرفتند. حتی با تجربه ترین اپراتورها نیز نمی توانستند که در هنگام مواجه با بیماران مبتلا به هیجانهای کلاستروفوبیا ( تونل ترسی ) چگونه از کامپیوتر استفاده کنند و یا در چه مواردی باید کنتراست تصویر را برای مشاهده ضایعه ای خاص افزایش دهند.




امروزه قدرت مغناطیسی دستگاه های MRI را در سه سطح ضعیف، متوسط و قوی می سازند که هرکدام دارای مزایا و نقص های خاص خود می باشند اما با ابداع مواد حاجب تزریقی، دستگاه های MRI فوق هادی ( Super conducting ) با قدرت مغناطیسی بالا به عنوان مطلوب ترین روش تصویربرداری برای مشاهده ضایعات عصبی مطرح شدند. این مواد حاجب به منظور افزایش کنتراست تصاویر ساخته شده و در سال 1988 مورد تایید FDA قرار گرفتند.




پیشرفتهایی که در زمینه های الکترونیک و نرم افزارهای کامپیوتری MRA اتفاق افتاده باعث شد تا موارد کاربرد تصویربرداری نیز افزایش پیدا کند. به عنوان مثال امکان تصویربرداری از عروقی که به نام آنژیوگرافی تشدید مغناطیسی یا MRA معروف است فراهم شد. البته با وجود اینکه MRA هنوز در مراحل ابتدایی خود می باشد اما موضوعی است که علاقه و نظر بسیاری از افراد را به خود جلب کرده و در برخی موارد به عنوان راه حل نهایی انتخاب می شود.


به طور کلی امروزه سیستم های تصویربرداری به طرف تصویربرداری غیرتهاجمی از شبکه عروقی بدن پیش می روند. این نوع تصویربرداری ها قادرند که آناتومی عروق مغزی را نشان دهند و همینطور میزان جریان خون آنها نیز محاسبه می نمایند. در حال حاضر چند نوع تصویربرداری MRA وجود دارد که از مهمترین آنها می توان به دو تکنیک (TOF) Time of Fight و Phase contrast اشاره نمود. با بکارگیری صحیح گرادیان اکو (gradient echoes ) ،‌ پیش اشباع (Presaturation ) اسکن سریع (fast scan)، پالس spoliter reminder و پالس آماده کننده (Preparatory Pulses) می توان کیفیت تصاویر را افزایش داد.


ایده اصلی:
‏ ام.ار.آی.‏ (تصویر برداری تشدید مغناطیسی) روش تولید تصاویر با جزییات کامل از بافت ها و ارگان های بدن بدون استفاده از پرتوهای ایکس و پرتوهای یونیزه شده میباشد که همین مزیت است که سبب شده آن را از عکس برداری به کمک اشعه ایکس متمایز سازد.در زمان گذشته این گونه تصویر برداری از بافت را NMRI (تصویر برداری تشدید مغناطیسی هسته ای) مینامیدند چراکه در اوایل از پرتوهای یونیزه شده هسته ای جهت عکس برداری استفاده میشد اما بعد از گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی این پرتوهای یونیزه شده حذف شده و دستگاه به ‏ ام.ار.آی.‏ تغییر نام داد.دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏معمولا در غالب یک مکعب غول پیکر در ابعاد 3*2*2 (طول * عرض * ارتفاع) طراحی میشود هر چند با پیشرفت تکنولوژی مدل هایی روانه بازار شده اند که دارای ابعاد کوچکتری هستند.در داخل این دستگاه یک لوله ی افقی وجود دارد که از جلو به عقب درون یک مغناطیس حرکت میکند و به منفذ یا کالیبر مغناطیس موسوم است بیمار در حالی که به پشت بر روی یک میز مخصوص دراز کشیده وارد کالیبر شده و بسته به نوع اسکنی که قرار است بر روی وی انجام شود وی را تا حد مورد نیاز از سمت سر و یا پا وارد کالیبر می کنند تا زمانی که بافت هدف کاملا در مرکز میدان مغناطیسی قرار بگیرد.



به کمک امواج رادیویی که در ادامه توضیح داده خواهد شد دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ میتواند یک نقطه کوچک به کوچکی یک مکعب به ضلع 0.5 میلیمتر را جهت اسکن انتخاب کند.سیگنال های فرستاده شده از طرف این نقطه کوچک به مرکز پردازش دستگاه موجب تولید تصاویر دو و یا سه بعدی از بافت هدف میشود .با تغییر پارامترهای آزمایش ‏ ام.ار.آی.‏ می توان تصاویر با ظواهر و کارایی های متنوع تولید کرد که اصلا قابل قیاس با تصویر تولید شده توسط دیگر اسکنرها از قبیل سی تی اسکن نیست. یکی دیگر از کاربرد های ‏ ام.ار.آی.‏ ایجاد تصاویر با جزییات بسیار زیاد از عروق خونی بدون استفاده از مواد حاجب (کانتراست زا) می باشد. هر چند که استفاده از ماده حاجب وضوح تصاویر را بسیار بالا می برد اما تزریق آن بدون درد نیست و نیز ممکن است بدن بیمار به آن واکنش دهد. استفاده از ‏ ام.ار.آی.‏ در این زمینه به خصوص جهت تشخیص بیماری های آئورت ، عروق خونی ، کلیه ها و ریه ها را در اصطلاح MRA می گویند . معمولا پزشک معالج برای بیمارانی که دارای پیشینه آنوریسم شریانی هستند تصویربرداری MRA تجویز می کند


مواد حاجب (کانتراست زا) :
ماده حاجب که گاهی اوقات به ماده رنگی نیز مشهور است ماده ای است که جهت افزایش وضوح تصویر در اسکن آن را به ورید شخص بیمار تزریق می کنند. این امر سبب می گردد که ارگانها و نمای عروق روشن تر شود و در نتیجه پزشک راحت تر بتواند آنها را مشاهده نماید . این ماده بعد از انجام تست با نوشیدن مایعات فراوان از بدن شخص بیمار دفع خواهد شد .
ساختمان اسکنر ‏ ام.ار.آی.‏ :
سیستم های اصلی مورد استفاده در دستگاه ‏ ام.ار.آی.‏ عبارتند از:
1- میدان مغناطیسی استاتیک6
2- گرادیان و فرستنده RF
3-گرادیان مغناطیسی قائم قابل کنترل
مگنت ها بزرگترین و گرانبهاترین قسمت اسکنر ‏ ام.ار.آی.‏ هستند و باقی قسمت ها در اطراف این مگنت ها ساخته می شوند . دقت و قدرت این آهنربا به شدت برای تولید تصویر مهم است به طوری که در منفذ ‏ ام.ار.آی.‏ باید خطوط میدان یکنواخت برقرار باشد. به طور کلی انواع مغناطیس های مورد استفاده در ‏ ام.ار.آی.‏ جهت ایجاد میدان یکنواخت در منفذ دستگاه به سه دسته تقسیم می شوند :
مغناطیس های دایمی یا آهنرباهای ثابت7 : این مغناطیس ها از مواد فرومغناطیس تشکیل شده اند و می توانند برای ایجاد میدان مغناطیسی استاتیک استفاده شوند : آنها بسیار حجیم هستند به طوری که وزن آنها می تواند حتی به 100 تن نیز برسد. مزیت آهنرباهای ثابت هزینه نگهداری کمتر آنهاست اما پایداری مغناطیسی کم و عدم امکان تعویض آنها در صورت بروز مشکل از معایب آنها به شمار می رود. این آهنرباها دارای شدت میدانی در حدود 0.5 تا 5 تسلا می باشند.
مغناطیس های مقاومتی8 : این مغناطیس ها بر اساس "خاصیت القای مغناطیسی در اثر عبور یک جریان الکتریکی از سیم پیچ" ساخته می شوند که توانایی تشکیل میدانی به شدت 5 تسلا را دارا میباشند. در واقع این نوع مغناطیس سیم پیچی از جنس مس است که تشکیل یک آهنربای متناوب را می دهد. از مزایای آن میتوان به قیمت ارزان آن اشاره کرد ولی پایداری کم و توانایی تولید میدان محدود و همچنین مصرف انرژی الکتریکی نسبتا زیاد ، استفاده از این مگنت را پر هزینه کرده است.
مغناطیس های ابررسانا9 : زمانی که آلیاژ نیوبیوم10– تیتانیم توسط هلیم مایع در دمای 4 کلوین سرد می شود ابر رسانا تشکیل شده به طوری که تمام مقاومت خود را در برابر عبور جریان الکتریکی از دست می دهد. با ساختن سیم پیچ های الکترومگنت از سیم های ابر رسانا می توان میدان هایی با قدرت و پایداری خیلی زیاد ایجاد کرد. معمولا میدان های مغناطیسی تولیدی توسط این آهنرباها دارای شدتی بیش از 2 تسلا می باشد از این رو سبب شده که اکثر اسکنر های امروزی از چنین ساختاری در ساختمان اسکنر خود استفاده کنند .
از آنجا که بر اثر افزایش دما خاصیت ابر رسانایی سیم پیچ ها به شدت کاهش می یابد از این رو سیم های ابر رسانا معمولا در داخل محفظه ای به نام کریوستات11 در هلیوم مایع فرو برده می شود. مشکلی که در اینجا وجود دارد این است که با وجود عایق بندی اطراف ظرف ، حرکت برونی هلیوم و همچنین دمای بالای محیط اطراف موجب می شود هلیوم موجود تبخیر شود. اما برای رفع این مشکل نیز چاره جویی هایی انجام شده که به قرار زیر می باشند:
روش معمول تر این است که به کمک کرایوکولر12 مقداری از هلیوم تبخیر شده را به ظرف بازگردانیم .
روش دوم این است که به جای استفاده از کریوستات مستقیما سیم ها را سرد کنیم و مانع از افزایش دما شویم.
در هر حال از هر یک از مگنت های فوق که استفاده کنیم باید دارای این سه ویژگی مهم باشد :
تولید میدان یکنواخت در منفذ دستگاه
شدت میدان ثابت
نسبت نویز به سیگنال کم
به طور کلی این سه ویژگی موجب تولید تصاویر با رزولوشن مناسب و افزایش سرعت اسکن می شود .
گرادیان ها :
علاوه بر میدان های مغناطیسی یکنواخت در ‏ ام.ار.آی.‏ میدان های متغیر دیگری به نام گرادیان نیز وجود دارند. گرادیان های مغناطیسی توسط سه سیم پیچ قائم در جهات x, y, z اسکنر ایجاد شده اند .این سیم پیچ ها معمولا الکترومگنت های مقاومتی هستند که توسط تقویت کننده هایی با قابلیت تنظیم دقیق و سریع جهت و اندازه میدان ، تغذیه می شوند. این گرادیان ها دارای قدرتی در حدود 20 تا 100 میلی تسلا بر متر هستند . در حقیقت این گرادیان است که صفحه تصویر برداری را تعیین میکنند زیرا گرادیان های قایم به راحتی بر روی هر صفحه ای ایجاد می شوند. سرعت اسکن به عملکرد سیستم گرادیان وابسته است به طوری که گرادیان های قوی تر دارای سرعت تصویر برداری بیشتری هستند .
سیستم فرستنده امواج رادیویی14 :
سیستم فرستنده امواج رادیویی که می تواند امواجی را به صورت پالس ارسال کند از یک ترکیب کننده، یک تقویت کننده و یک فرستنده تشکیل شده است که معمولا در بدنه ی اسکنر ها جاسازی می شوند. توان فرستنده متغیر است به طوری که بیشینه توان آن در حدود 35 کیلووات است . گیرنده این امواج معمولا از یک سیم پیچ ، تقویت کننده و پردازنده سیگنال تشکیل شده است . در اسکنرها می توان از سیم پیچهای مجتمع13 به عنوان فرستنده و گیرنده استفاده نمود اما زمانی که بخواهیم از ناحیه کوچکی اسکن بگیریم بهتر است از سیم پیچ های کوچکی که بر روی عضو هدف متمرکز می شوند استفاده کرد تا تصویری با کیفیت وجزئیات بیشتر به دست آید .
از جدیدترین تکنولوژی های مورد استفاده در سیستم ‏ ام.ار.آی.‏ استفاده از آرایه فازی چند عنصره است که توانایی ایجاد چندین کانال داده به صورت موازی را دارا میباشد . با استفاده از این تکنولوژی سرعت تصویر برداری افزایش یافته ولی ممکن است در بازسازی تصاویر ایجاد آرتیفکت کند.
به طور خلاصه تصویر برداری به روش ‏ ام.ار.آی.‏ طی مراحل زیر انجام می گیرند:
قسمت مورد نظر ازبدن بیمار در یک میدان مغناطیسی ثابت و قوی قرار می گیرد.
یک سری میدانهای مغناطیسی متغیر15 با شدت کم به بیمار اعمال می شود.
در همان حال یکدسته امواج رادیویی با طول موج معین، به صورت پالس تابیده می شود.
پس از هر پالس امواج رادیویی، از بدن بیمار سیگنالهای الکتریکی دریافت می گردد.
این علایم توسط کامپیوتر پردازش شده و به صورت تصویر در روی صفحه نمایشگر ظاهر می شود .
در ادامه، روند مراحل فوق به طور کامل شرح داده می شود.
فیزیک اسپین ها:
بدن انسان از میلیاردها اتم تشکیل شده که این اتم ها اجزاء اصلی و تشکیل دهنده هر ماده در طبیعت است اتمها از قسمت های اساسی به نام هسته تشکیل شده اند همچنین دارای ذراتی هستند که از نظر الکتریکی دارای بار هستند و توانایی تشکیل میدان های الکتریکی خیلی کوچکی را دارند. الکترون ذره ای است با بار الکتریکی منفی که همواره در حال چرخش به دور محور فرضی خود است این نوع چرخش را اسپین می گویند . اسپین مانند بارالکتریکی یکی از مشخصات طبیعی و ضروری هر ذره است. جالب است بدانید که پروتون ها نیز دارای اسپین هستند و در جای نسبتا ثابت خود در هسته اتم، دارای چرخشی شبیه به آنچه در حرکت وضعی زمین مشاهده می کنیم هستند. هر الکترون و یا پروتون موجود در یک اتم دارای اسپینی برابر با 1/2 یا 1/2-
منبع: انجمن بیوالکتریک ایران