Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Animowana sekwencja przekrojów strzałkowych ludzkiego mózgu wykonana metodą rezonansu magnetycznego

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego, rezonans magnetyczny – nieinwazyjna metoda uzyskiwania obrazów wnętrza obiektów. Ma zastosowanie w medycynie, gdzie jest jedną z podstawowych technik diagnostyki obrazowej (tomografii) oraz w badaniach naukowych.

Stosowane w literaturze skróty to RM (rezonans magnetyczny), MRI (ang. magnetic resonance imaging), NMR (ang. nuclear magnetic resonance), MR (ang. magnetic resonance), RNM[1] (pochodzenie niejasne), często zamiennie ze znaczeniem spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego.

Zasada działania[edytuj | edytuj kod]

Animacja obrazowania MR

Obrazowanie magnetycznorezonansowe (MR) opiera się na zjawisku jądrowego rezonansu magnetycznego. Zjawisko to może zajść w próbce zawierającej jądra o różnym od zera spinie i umieszczonej w silnym stałym polu magnetycznym. W takich warunkach próbka ulega częściowej polaryzacji opisywanej wektorem magnetyzacji. Jeśli tak spolaryzowana próbka zostanie poddana działaniu innego pola magnetycznego, które rotuje w płaszczyźnie prostopadłej do pola głównego, dla pewnej dokładnie określonej częstości tej rotacji zaobserwować można oddziaływanie między polem a magnetyzacją próbki. Efektem tego oddziaływania jest obrót magnetyzacji próbki wokół rotującego wektora indukcji magnetycznej, co w efekcie pozwala wyprowadzić magnetyzację z położenia równowagi, w którym początkowo się znajduje.

Wyprowadzona z położenia równowagi magnetyzacja precesuje wokół kierunku pola głównego, przy czym ruch ten może być obserwowany. Zanikający sygnał, nazywany sygnałem swobodnej precesji, ma częstość rezonansową, która dana jest bardzo prostą zależnością – jest proporcjonalna do pola, w jakim znajduje się próbka.

Jeśli różne części próbki znajdują się w różnych polach, nie można mówić o jednej częstości odbieranego sygnału; mamy do czynienia z wieloma częstościami a najczęściej z ciągłym jej widmem. Jeśli mapa pola, w jakim znajduje się próbka jest znana, informacja przestrzenna może zostać odkodowana a zebrane widma mogą zostać zamienione na obraz próbki. Modulowanie pola głównego i jednoczesny pomiar sygnału rezonansu magnetycznego są podstawą metody obrazowania MR.

Odkodowanie obrazu nazywane jest rekonstrukcją. Jądrem rezonansowym najczęściej wykorzystywanym w obrazowaniu MR jest proton — jądro atomu wodoru mające spin połówkowy i występujące powszechnie w obiektach biologicznych w cząsteczkach wody.

Zastosowania[edytuj | edytuj kod]

Aparat do badań metodą rezonansu magnetycznego

Obrazowanie za pomocą rezonansu magnetycznego nie wymaga użycia potencjalnie szkodliwego promieniowania rentgenowskiego i jest szczególnie przydatne do wykrywania zmian chorobowych w tkankach, zwłaszcza zasłoniętych kośćmi, co wykorzystywane jest często do badania mózgu, mięśni i serca. Obrazowanie metodą MR wykorzystywane jest w badaniach praktycznie całego ciała.

Zastosowania pozamedyczne[edytuj | edytuj kod]

Poza medycyną spektroskopia rezonansu magnetycznego może być wykorzystywana na przykład przez służby celne do wykrywania kokainy rozpuszczonej w alkoholu bez otwierania butelek. Technika ta została opracowana przez naukowców na Politechnice Federalnej w Lozannie[2].

Rodzaje skanów MR[edytuj | edytuj kod]

Obrazowanie MR może być przeprowadzone w różnych sekwencjach. Pozornie nieznaczne zmiany w ustawieniu podstawowych parametrów obrazowania mogą doprowadzić do uzyskania nieco odmiennych danych, dających różne możliwości diagnostyczne. Ze względu na parametry podstawowe, metody obrazowania dzieli się na:

  • obrazy T1-zależne (zob. ilustracja), najlepiej oddające wizualnie strukturę anatomiczną mózgu, gdzie istota biała jest ukazywana w jasnych kolorach, zaś istota szara w ciemnych, płyn mózgowo-rdzeniowy, ropień i guz na ciemno, a miąższ wątroby na jasno
  • obrazy T2-zależne, na których istota biała ukazywana jest w ciemniejszych barwach, zaś istota szara w jaśniejszych, płyn mózgowo-rdzeniowy, guz, ropień, naczyniak wątroby i śledziona na jasno, a wątroba i trzustka na ciemno
  • FLAIR (ang. fluid-attenuated inversion recovery), pewna modyfikacja sekwencji T2-zależnej, gdzie obszary z małą ilością wody ukazywane są w ciemniejszych barwach, zaś obszary z dużą ilością wody w jaśniejszych. Obrazowanie w tej sekwencji znajduje dobre zastosowanie w wykrywaniu chorób demielinizacyjnych.
  • Obrazowanie dyfuzyjne mierzy dyfuzję molekuł wody w tkance. Wyróżnia się tutaj następujące techniki: obrazowanie tensora dyfuzji (ang. diffusion tensor imaging – DTI), które może być zaadaptowane do obrazowania zmian w połączeniach istoty białej, oraz obrazowanie zależne od dyfuzji (ang. diffusion-weighted imaging – DWI), które wykazuje dużą skuteczność obrazowania udarów mózgu.

Uzupełnieniem techniki MR jest spektroskopia rezonansu magnetycznego in vivo, pozwalająca na uzyskiwanie widm MRJ badanych obszarów organizmu.

Bezpieczeństwo[edytuj | edytuj kod]

Zagrożenia[edytuj | edytuj kod]

Jeśli pacjent otrzymuje środek cieniujący, istnieje niewielkie ryzyko wystąpienia reakcji alergicznej. Ale jest ono mniejsze niż w wypadku substancji kontrastowych zawierających jod i powszechnie stosowanych podczas zdjęć rentgenowskich oraz tomografii komputerowej. Ponieważ badanie MRI wiąże się z oddziaływaniem silnego pola magnetycznego, może nie być wskazane u tych, którym wszczepiono różnego rodzaju aparaty lub metalowe implanty.

Niektóre preparaty zawierające gadolin znacząco zwiększają ryzyko wystąpienia nerkopochodnego włóknienia układowego (ang. nephrogenic systemic fibrosis – NSF)[3].

Nagroda Nobla 2003[edytuj | edytuj kod]

Paul Lauterbur z University of Illinois w Urbana-Champaign i Sir Peter Mansfield z University of Nottingham otrzymali w 2003 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za „odkrycia dotyczące obrazowania metodą rezonansu magnetycznego”[4].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

Commons in image icon.svg

Przypisy

  1. Stanisław B. Bartkowski: Chirurgia szczękowo-twarzowa. Podręcznik dla studentów i lekarzy. Wyd. 3. Kraków: Collegium Medicum UJ, 1996, s. 314. ISBN 83-86101-42-3.
  2. Artur Jurgawka: Jak znaleźć kokainę w butelce. KopalniaWiedzy.pl. [dostęp 2010-10-03]. na podstawie: Giulio Gambarota, Chiara Perazzolo, Antoine Leimgruber, Reto Meuli, Patrice Mangin, Marc Augsburger, Silke Grabherr. Non-invasive detection of cocaine dissolved in wine bottles by 1H magnetic resonance spectroscopy. „Drug Testing and Analysis”. preprint, 2010. doi:10.1002/dta.179. 
  3. Komunikat do fachowych pracowników ochrony zdrowia dotyczący środków kontrastowych zawierających gadolin i ryzyka nerkopochodnego włóknienia układowego (NSF). Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2011. [dostęp 2012-10-03].
  4. Oficjalna strona Nagrody Nobla

Star of life.svg Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.