Co to jest rezonans magnetyczny i do czego służy?

Historia MRI

Zjawisko jądrowego rezonansu magnetycznego opisywane jest w literaturze od lat 40. ubiegłego wieku.

Zjawisko to wykorzystywane jest w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego. Jego zastosowanie pojawiło się po 1970 roku.

Używany jest skrót MRI (Magnetic Resonance Imaging). Bloch i Purcell otrzymali za to odkrycie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1952 roku.

Charakterystyka

Ponieważ MRI nie wykorzystuje promieniowania jonizującego, jest uważany za bezpieczniejszy niż CT (tomografia komputerowa).

MRI jest bardziej odpowiedni do obrazowania tkanek miękkich. Kości są lepiej oceniane za pomocą CT.

Rezonans magnetyczny jest wykorzystywany do diagnozowania tkanek ludzkiego ciała. Dobrze nadaje się do badania głowy, tułowia, brzucha, miednicy i kończyn.

Trochę fizyki

Jądro atomu składa się z neutronów i protonów.

Każda z tych cząstek obraca się wokół własnej osi w specyficznym ruchu zwanym spinem.

Protony są cząstkami naładowanymi dodatnio, a każda dodatnia cząstka wytwarza pole magnetyczne, dlatego też wykazuje moment magnetyczny.

Jest on nazywany magnetycznym momentem dipolowym.

Ujemnie naładowany elektron będzie poruszał się po zamkniętej trajektorii w polu elektrostatycznym jądra. Elektron na zamkniętej trajektorii wytworzy prąd korbowy, który odpowiada magnetycznemu momentowi dipolowemu. Wynikowe pole magnetyczne działające na elektron jest zatem słabe, ale działa.

Jądra atomowe z dodatnią liczbą nukleonów nie mają spinu (nie zachowują się magnetycznie). Ich momenty magnetyczne znoszą się i nie mogą być wykorzystywane w rezonansie magnetycznym. W przeciwieństwie do tego, jądra atomowe z nieparzystą liczbą nukleonów zachowują swój moment magnetyczny.

Obejmuje to atom wodoru H, który ma tylko jeden proton wykazujący stosunkowo duży moment magnetyczny.

Wodór jest również podstawą rezonansu magnetycznego ze względu na wysoki udział wody w organizmie (60%).

Zasada działania rezonansu magnetycznego

Jeśli obracające się jądro zostanie umieszczone w stałym polu magnetycznym, momenty magnetyczne dostosują się do zewnętrznego pola magnetycznego. Oś jądra będzie łatwo obracać się w kierunku, w którym przyłożone jest stałe pole.

Aby utrzymać rdzenie w stałym ruchu, stosuje się pole magnetyczne o wysokiej częstotliwości. Gdy cewka zbliża się do obracającego się momentu magnetycznego, w cewce indukowane jest napięcie. Napięcie to jest następnie mierzone. Wielkość mierzonego napięcia zależy od położenia i rodzaju tkanki.

Protony wykazują również ruch precesyjny (ruch wzdłuż powłoki wyimaginowanego stożka). Częstotliwość tego ruchu nazywana jest częstotliwością Larmora. Zależy ona od siły pola magnetycznego i rodzaju jądra atomowego.

Rezonans - aby zmierzyć częstotliwość rezonansową protonów (ich widmo), konieczne jest odchylenie wektora magnetyzacji od położenia równowagi, wytwarzając w ten sposób poprzeczny wektor magnetyzacji tkanki.

Wielkość wektora poprzecznego wynosi zero ze względu na chaotyczny ruch cząstek. Za pomocą impulsu elektromagnetycznego w postaci energii osiągamy tę zmianę.

Relaksacja - po zakończeniu impulsu elektromagnetycznego protony powracają do swojej pierwotnej preferowanej energetycznie pozycji, a ich synchroniczny ruch ustaje. Może to być relaksacja podłużna T1 lub poprzeczna T2.

Zalety rezonansu magnetycznego

• Jest to precyzyjne obrazowanie oparte na różnych intensywnościach sygnału tkanek miękkich (mózg, serce, chrząstka, narządy wewnętrzne...).
• Rozróżnia patologie, które nie są widoczne w innych badaniach.
• Jest to metoda nieinwazyjna, więc nadaje się również dla kobiet w ciąży i noworodków. Nie wykorzystuje szkodliwego promieniowania jonizującego, jak inne badania.
• Dostarcza informacji na temat krążenia krwi, naczyń krwionośnych itp.
• Niektóre obrazy naczyniowe (angiograficzne) mogą być obrazowane bez konieczności stosowania KL (środka kontrastowego), co zmniejsza obciążenie pacjenta.

Środki kontrastowe

Służą do wzmocnienia (poprawy) obrazu. Są stosowane w celu uwidocznienia struktur, które nie są rozróżnialne na normalnym obrazie. Ich funkcją jest ułatwienie relaksacji protonów, a tym samym skrócenie czasów relaksacji T1 i T2.

Skrócenie to prowadzi do poprawy obrazu ważonego T1, podczas gdy T2 jest osłabiony.

Środki kontrastowe można podzielić na paramagnetyczne i superparamagnetyczne.

Niektóre substancje zawierają gadolin.

Oprzyrządowanie

Pacjent jest umieszczany w tunelu MR, gdzie jest wystawiony na działanie jednorodnego pola magnetycznego. Do tego dochodzi dodatkowe pole magnetyczne składające się z cewek gradientowych. Badanie jest kontrolowane przez komputer, w którym gromadzone są również dane obrazu.

Specjalne zastosowania obrazowania metodą rezonansu magnetycznego

• Dyfuzja MRI - Wyświetla zmiany sygnału spowodowane dyfuzją cząsteczek wody w tkankach. Jest stosowany w diagnostyce niedokrwistości starzejącego się mózgu, choroby Alzheimera, autyzmu, schizofrenii lub zmian w prostacie.
• MRA - Angiografia rezonansu magnetycznego - przepływ wzbudzonych jąder.
• Funkcjonalny MRI - Istotą metody jest zmiana przepływu krwi i objętości krwi w aktywnym obszarze kory mózgowej (wykorzystywane w ocenie myślenia, percepcji, czyli rzeczywistej aktywności mózgu).
• Spektroskopia MR - dostarcza szczegółowych informacji na temat struktury, dynamiki i środowiska chemicznego cząsteczek.

Przeciwwskazania do MRI

Ponieważ MRI nie jest urządzeniem wykorzystującym promieniowanie, ryzyko jest minimalne.

Dzieci zwykle muszą być monitorowane (uspokojone) na czas trwania badania, ponieważ nie mogą leżeć nieruchomo przez tak długi czas.

Istnieje niewielkie ryzyko wystąpienia reakcji alergicznej po podaniu środka kontrastowego.

Jeśli pacjent cierpi na klaustrofobię lub uczucie niepokoju, może być mu trudno znieść to badanie.

Względne przeciwwskazania są następujące:

• Metal w ciele (np. rozrusznik serca) jest przeciwwskazany podczas tego badania, ale tytanowe protezy stawów itp. nie są przeciwwskazane.
• Przedmioty takie jak stenty, zastawki lub stymulatory nerwów mogą uszkodzić urządzenie lub zniekształcić obraz.
• Badania rezonansem magnetycznym są wykonywane u kobiet w ciąży od 1980 roku i nie odnotowano żadnych negatywnych skutków (zwykle jednak nie stosuje się środka kontrastowego). Niemniej jednak nie jest jasne, jaki wpływ może mieć silne pole magnetyczne na rozwijający się płód, zwłaszcza w pierwszym trymestrze ciąży.
• Niektóre tatuaże zawierają metal w tuszu i dlatego nie nadają się do tego badania. Piercing jest zabroniony.
• Pacjentom z chorobami nerek nie podaje się środka kontrastowego podczas badania (oznacza to mniej opcji obrazowania dla radiologa).

Badanie rezonansem magnetycznym

Rezonans magnetyczny to bardzo przydatna maszyna, która pomaga lekarzom zobaczyć wnętrze ciała, w tym tkanki, które nie są wykrywalne przez promieniowanie rentgenowskie.

Bardzo ważne jest, aby pacjent wypisał formularz wniosku o to badanie przed samym badaniem.

Badanie to jest bezpieczne, bezbolesne, nieinwazyjne i wiarygodne, jednak metal w ciele może prowadzić do uszkodzeń, a także pogorszyć jakość obrazów.

Dlatego też to, czy badanie może zostać wykonane, zależy od oceny lekarza.

Personel powinien być również świadomy małych fragmentów metalu po wypadku. Mosty i inne protezy nie stanowią zwykle problemu.

Jednak niektóre inne metale w ciele mogą uniemożliwić wykonanie badania MRI. Obejmuje to rozruszniki serca, klipsy do leczenia tętniaków i inne urządzenia zawierające metal.

Pielęgniarka zbierze wywiad dotyczący wszelkich trudności związanych ze skanowaniem MRI. Istnieje możliwość podania środka kontrastowego, co zostanie rozważone przez lekarza.

Personel powinien zostać poinformowany o wszelkich chorobach nerek lub wątroby, wcześniejszej alergii na środek kontrastowy lub ciąży.

W skanerze nie można nosić metalowych przedmiotów, w tym zamków błyskawicznych na odzieży lub naszyjników i kolczyków.

Urządzenie do rezonansu magnetycznego nie wykorzystuje promieniowania rentgenowskiego i nie wytwarza promieniowania.

Musi być jednak oddzielony ze względu na możliwość interferencji fal radiowych i umieszczony w pomieszczeniu zaprojektowanym jak klatka Faradaya. Gdy urządzenie jest używane, wydaje głośne dźwięki. Jeśli czujesz się niekomfortowo, możesz zaalarmować urządzenie za pomocą przycisku w dowolnym momencie podczas badania.

Wykonywana jest seria skanów z krótką przerwą między skanem a kolejną serią. W tym czasie pacjent może usłyszeć zmianę dźwięku. To normalne, że dźwięki wydawane przez urządzenie są bardzo głośne.

Dobrze jest wytrzymać skanowanie, choć trwa ono średnio 30-50 minut. Dostarcza ono przydatnych informacji o ciele pacjenta i poszczególnych narządach.

Jeśli trzeba przerwać badanie, przycisk powiadamia personel. Jedna część maszyny jest zawsze otwarta. Po badaniu obrazy są przesyłane do radiologa, który je ocenia.

Diagnostyka

Obrazy wytwarzane przez urządzenie MRI są wykorzystywane do diagnozowania chorób, które mogą być związane z mięśniami, narządami lub innymi tkankami.

Jeśli lekarz uważa, że jedno z jego podejrzeń może być związane z diagnozą, użyje w tym celu rezonansu magnetycznego. Wykonane zdjęcia mają wysoką rozdzielczość i dają realistyczny obraz tkanek ciała.

Czasami badanie MRI jest konieczne przed operacją, aby wyjaśnić i lepiej zrozumieć mechanizm choroby.

Rezonans magnetyczny jest wykorzystywany do diagnozowania m.in:

1. Zmiany w mózgu i rdzeniu kręgowym w chorobach takich jak stwardnienie rozsiane (SM), zawał mózgu, krwawienie w mózgu i rdzeniu kręgowym, urazy, tętniaki naczyń mózgowych, guzy....
2. Guzy narządów i nieprawidłowości, takie jak wątroba, trzustka, nerki, narządy rozrodcze, śledziona, pęcherz moczowy, serce, gruczoły dokrewne...
3. Serce i naczynia krwionośne, przydatne w diagnostyce tętniaków (wybrzuszonych naczyń krwionośnych), stanów zapalnych, zatorów...
4. Choroby zapalne jelit, takie jak choroba Leśniowskiego-Crohna lub wrzodziejące zapalenie jelita grubego
5. Choroby wątroby, takie jak marskość wątroby
6. Rak piersi
7. Nieprawidłowości stawów i kości, guzy, nieprawidłowości lub stany zapalne kości, krążków międzykręgowych...
8. Funkcjonalny rezonans magnetyczny może pomóc w diagnozowaniu choroby Alzheimera, schizofrenii lub guzów mózgu - polega na wizualizacji przepływu substancji i jej wychwytu w danym obszarze zmienionym przez chorobę.

Klaustrofobia

Jest to fobia sytuacyjna spowodowana irracjonalnym lękiem przed zamkniętymi przestrzeniami. Może być wywołana przez takie czynniki, jak

• przebywanie w pomieszczeniu bez okien
• utknięcie w windzie
• utknięcie w korku
• zamknięcie w małych przestrzeniach
• tunele, jaskinie itp.

Inne objawy to pocenie się, drżenie, błyski wrażeń przed oczami, strach, niepokój, duszność, hiperwentylacja, przyspieszone tętno, uczucie wymiotowania.

Klaustrofobia może być leczona za pomocą psychoterapii. Stosuje się terapię poznawczo-behawioralną lub wizualizację. Czasami konieczne jest również leczenie farmakologiczne.

Ciekawostki

Badanie rezonansem magnetycznym wykonuje się, gdy jest na to czas (w przeciwieństwie do zwykłego badania TK, które trwa krótko).

Rezonans magnetyczny czasami nie wykazuje różnicy między tkanką guza a płynem (obrzękiem). Dlatego czasami konieczne jest dalsze badanie (nakłucie itp.).

Miesiączka nie jest przeciwwskazaniem do badania.

Przed badaniem można jeść, pić i przyjmować normalne leki (w przypadku większości urządzeń).

Po badaniu mogą wystąpić działania niepożądane, takie jak zawroty głowy, ból głowy, uczucie wymiotowania po podaniu środka kontrastowego, jednak są one rzadkie.

Diagnostyczne badanie MRI można powtórzyć po podaniu środka kontrastowego.