Rezonans magnetyczny

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) – jest medyczną techniką obrazowania stosowaną w radiologii do zaobserwowania anatomii i procesów fizjologicznych organizmu zarówno w stanie zdrowia jak i choroby. Skanery MRI używają silnych pól magnetycznych, fal radiowych oraz gradientów pola tworząc wizerunek ciała.

Ponad 48% chorych po 6 miesiącach w stwardnieniu rozsianym notuje trwałą remisję po zastosowaniu protokołu DLS → czytaj więcej

rezonans magnetyczny

MRI powstało w oparciu o jądrowy rezonans magnetyczny (NMR). Niektóre jądra atomowe mogą wchłonąć i emitować energię o częstotliwości radiowej, gdy umieszczone zostaną w zewnętrznym polu magnetycznym. Atomy wodoru są najczęściej wykorzystywane, w klinice i badaniach MRI, do generowania wykrywalnego sygnału o częstotliwości radiowej, który jest odbierany przez anteny w ścisłej bliskości do badanego ciała. Atomy wodoru występują naturalnie w ludzi i innych organizmów biologicznych w dużej ilości, szczególnie w wodzie i tłuszczu. Z tego powodu większość MRI zasadniczo odwzorowuje wodę i tłuszcz w organizmie.

Impulsy fal radiowych wzbudzają transformację energetyczną wirowania jądrowego oraz gradienty pola magnetycznego lokalizują sygnał w przestrzeni. Poprzez zmianę parametrów sekwencji impulsów różne kontrasty mogą być generowane między tkankami w oparciu o spoczynkowe właściwości atomów wodoru w nich. Od wczesnego stadium jej rozwoju w latach 1970 i 1980, MRI okazała się techniką obrazowania bardzo wszechstronną. MRI ma największe zastosowanie w medycynie diagnostycznej i w badaniach biomedycznych, ale również może być wykorzystany do tworzenia obrazów obiektów nieożywionych. MRI jest zdolny do produkowania różnych chemicznych i fizycznych danych oprócz szczegółowych obrazów przestrzennych.

MRI jest szeroko stosowany w szpitalach i klinikach w diagnostyce medycznej, w diagnozie i kontynuacji leczenia bez narażania organizmu na promieniowanie jonizujące.

Najnowsze badania dowodzą, iż L-formy bakterii są przyczyną choroby

Zastosowania medyczne


MRI ma szeroki zakres zastosowań w diagnostyce medycznej a szacuje się, że ponad 25000 są w użyciu na całym świecie. MRI wpływa na diagnostykę i leczenie w wielu specjalnościach, choć wpływ na poprawę stanu zdrowia jest niepewny. Ponieważ MRI nie używa promieniowania jonizującego, użycie jest generalnie korzystne w porównaniu do CT. W niektórych przypadkach, MRI nie jest korzystne, ponieważ może być bardziej kosztowne, czasochłonne i zaostrza klaustrofobię.

MRI jest na ogół bezpieczną techniką, ale liczba wypadków powodujących szkody u pacjenta wzrosła. Przeciwwskazania do MRI obejmują większość implantów ślimakowych i stymulatorów serca, odłamki i metaliczne ciała obce w oczach. Bezpieczeństwo MRI w pierwszym trymestrze ciąży jest niepewna, ale może to być korzystniejsze od innych opcji. Utrzymujący się wzrost popytu na MRI w branży medycznej doprowadził do obaw, co do efektywności kosztowej i nadrozpoznawalności.

Neuroobrazowanie

MRI jest narzędziem badawczym z wyboru w przypadku nowotworów układu nerwowego, ponieważ ma lepszą rozdzielczość niż CT i oferuje lepszą wizualizację dołu tylnego. Kontrast pomiędzy barwą szarą i białą sprawia, że jest najlepszym rozwiązaniem dla wielu stanów ośrodkowego układu nerwowego, w tym chorób demielinizacyjnych, demencji, choroby naczyniowo-mózgowej, choroby zakaźnej i padaczki. Ponieważ wiele obrazów robi się kilka milisekund od siebie, pokazuje to, jak mózg reaguje na różne bodźce;

Naukowcy mogą następnie badać zarówno funkcjonalne i strukturalne nieprawidłowości mózgowe w zaburzeniach psychicznych. MRI jest stosowany również w MRI- prowadzonej stereotaktycznej chirurgii i radioterapii w leczeniu nowotworów mózgowych, wad rozwojowych tętniczych i w innych warunkach operacyjnie leczonych za pomocą urządzenia znanego jako N-lokalizator.

Sercowo-naczyniowe

Główny artykuł: Sercowy rezonans magnetyczny
MRI serca jest uzupełnieniem innych metod obrazowania, takich jak echokardiografia, CT serca i medycyna nuklearna. Jego zastosowania obejmują ocenę niedokrwienia i żywotności, kardiomiopatii, zapalenia mięśnia sercowego, przeładowania żelazem, chorób naczyniowych i wrodzonych wad serca.

Zaburzenia mięśniowo-szkieletowe

Zastosowania w systemie mięśniowym obejmują obrazowanie rdzenia, ocenę chorób stawów i miękkich guzów tkanek.

Wątroba i obrazowanie MRI przewodu pokarmowego

Jest stosowany do wykrywania i charakterystyki zmian patologicznych wątroby, trzustki i dróg żółciowych. Ogniskowe lub rozlane zaburzenia wątroby mogą być oceniane za pomocą dyfuzji ważonej, obrazowania przeciwnymi fazami i dynamiczną poprawą kontrastu sekwencji. Pozakomórkowe środki kontrastowe są szeroko stosowane w MRI wątroby, dróg żółciowych a nowsze środki kontrastowe zapewniają również możliwość wykonywania funkcjonalnego obrazowania dróg żółciowych.

Anatomiczne obrazowanie dróg żółciowych osiąga się stosując sekwencyjną silnie ważoną T2 cholangiopankreatografię rezonansu magnetycznego (MRCP). Obrazowanie funkcjonalne trzustki odbywa się po podaniu sekretyny. MR- enterografia zapewnia nieinwazyjną ocenę choroby zapalnej jelit i małych nowotworów jelit. MR-kolonografia może odgrywać rolę w wykrywaniu dużych polipów u pacjentów ze zwiększonym ryzykiem zachorowania na raka jelita grubego.

Funkcjonalny rezonans magnetyczny

Funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) jest używany, aby zrozumieć, jak różne części mózgu odpowiadają na zewnętrzne bodźce lub działalność pasywną w stanie spoczynku. Zależny poziom natlenienia krwi, fMRI mierzy odpowiedź hemodynamiczną do przemijającej aktywności neuronalnej wynikającej ze zmiany wskaźnika oksyhemoglobina- deoksyhemoglobina. Badacze użyli metod statystycznych do skonstruowania 3D mapy mózgu, co wskazuje na regiony kory mózgowej, które charakteryzują się znaczącą zmianą aktywności w odpowiedzi na zadania. fMRI ma zastosowanie w diagnostyce behawioralnej i badaniach poznawczych, oraz w planowaniu neurochirurgii w elokwentnych obszarach mózgu.

Onkologia

MRI jest badaniem z wyboru w przedoperacyjnej ocenie zaawansowania raka odbytnicy
oraz prostaty i odgrywa rolę w diagnozie, inscenizacji i obserwacji innych nowotworów.

MRI z kontrastem fazowym

MRI z kontrastem fazowym (PC-MR) jest używany do pomiaru prędkości przepływu w organizmie. Stosowany jest głównie do pomiaru przepływu krwi w sercu i w całym ciele. PC-MR może być uważany za metodę Magnetic Resonance Velocimetry. Odkąd PC-MRI jest zwykle czasowo-rozdzielczy, może być również nazywany obrazowaniem 4D (trzy przestrzenne wymiary plus czas).

 

Procedura


Aby przeprowadzić badanie, osoba ta jest umieszczana w skanerze MRI, który tworzy silne pole magnetyczne wokół obszaru, który ma być odwzorowany. W większości zastosowań w medycynie, protony (atomy wodoru) w tkankach zawierających cząsteczki wody, tworzą sygnał, który jest przetwarzany w celu wytworzenia obrazu ciała. Po pierwsze, energia z oscylującego pola magnetycznego jest czasowo umieszczona na ciele pacjenta w odpowiedniej częstotliwości rezonansowej.

Wzbudzone protony emitują sygnał fal radiowych, który jest mierzony przez cewkę odbiorczą. Sygnał radiowy może być użyty do zakodowania informacji o pozycji przez zmianę głównego pola magnetycznego za pomocą cewek gradientowych. Te cewki są szybko włączane i wyłączone tworzą charakterystyczne powtarzalne hałasy MRI. Kontrast pomiędzy różnymi tkankami zależy od szybkości, z jaką wzbudzone atomy powracają do stanu równowagi. Egzogenne środki kontrastowe mogą być podawane dożylnie, doustnie lub śródstawowo.

MRI wymaga pola magnetycznego, które jest zarówno silne i jednolite. Natężenie pola magnesu jest mierzone w teslach- i podczas gdy większość systemów działa przy 1,5 T, dostępne systemy komercyjne działają między 0,2-7 T. Większość magnesów klinicznych to nadprzewodzące magnesy, które wymagają ciekłego helu. Niższe natężenie pola można osiągnąć za pomocą magnesów trwałych, które są często wykorzystywane w „otwartych” skanerach MRI dla klaustrofobicznych pacjentów. Ostatnio, MRI wykazało również ultra-niskie pola, czyli w przedziale mikrotesli do millitesli, gdzie wystarczająca jakość sygnału jest możliwa dzięki prepolaryzacji (rzędu 10-100 mln ton) oraz przez pomiar pola precesji Larmor około 100 mikrotesli z wysoce wrażliwych nadprzewodzących urządzeń interferencji kwantowej (SQUID s).

Kontrast

Kontrast obrazu może być ważny w celu pokazania różnych struktur anatomicznych lub patologii. Każda tkanka powraca do stanu równowagi po wzbudzeniu przez niezależne procesy T1 (spin-sieć) i T2 (spin-spin) relaksacji.

Aby utworzyć obraz T1-ważony namagnesowanie można odzyskać przed pomiarem sygnału MR przez zmianę czasu powtarzania (TR). Ten obraz ważony jest przydatny do oceny kory mózgowej, identyfikacji tkanki tłuszczowej, charakteryzacji ogniskowych zmiany wątroby i ogólnie dla uzyskania informacji morfologicznej, jak również do obrazowania pokontrastowego.

Aby utworzyć obraz T2-ważony magnesowanie może zniknąć przed pomiarem sygnału MR zmieniając czas echa (TE). Ten obraz ważony jest przydatny do wykrywania obrzęków i stanów zapalnych, odsłaniając białe zmiany materii i oceny strefowe w anatomii prostaty i macicy .

Środki kontrastowe

MRI do obrazowania struktur anatomicznych lub przepływu krwi nie wymaga środków kontrastowych, ponieważ różne właściwości tkanek lub krwi dostarczają naturalnych kontrastów. Jednakże, dla bardziej szczegółowych typów obrazowania najczęściej stosowane są dożylne środki kontrastowe oparte na chelatach z gadolinu. W ogóle, środki te okazały się bezpieczniejsze niż jodowe środki kontrastowe stosowane w radiografii rentgenowskiej lub CT. Reakcje rzekomoanafilaktyczne są rzadkie, występujące u ok. 0.03-0.1%. Szczególnie interesująca jest niższa częstość powodowania nefrotoksyczności, w porównaniu ze środkami jodowymi, gdy podawane są w zwykłych dawkach. To doskonała opcja dla pacjentów z niewydolnością nerek, którzy w przeciwnym razie nie byliby w stanie poddać się kontrastowej TK.

Chociaż chelaty gadolinu okazały się przydatne dla pacjentów z niewydolnością nerek, u pacjentów z ciężką niewydolnością nerek wymagających dializy istnieje ryzyko rzadkiej, ale poważnej choroby, nefrogennego włóknienia układowego, które może być związane ze stosowaniem niektórych leków zawierających gadolin. Najczęściej występuje po użyciu gadodiamidu, ale inne czynniki również są z nim łączone.

Mimo że związek przyczynowy nie został ostatecznie ustalony, obecne wytyczne w Stanach Zjednoczonych mówią, że pacjenci dializowani powinni otrzymywać środki gadolinu o ile jest to niezbędne, a dializa powinna zostać przeprowadzona jak najszybciej po zakończeniu skanowania w celu szybkiego usunięcia środka z organizmu. W Europie, gdzie dostępnych jest więcej środków zawierających gadolin, klasyfikacja ich według potencjalnych zagrożeń została wycofana. Ostatnio, nowy środek kontrastowy o nazwie gadoxetate, marki Eovist (USA) lub Primovist (UE), został zatwierdzony do stosowania w diagnostyce. Ma to teoretyczne korzyści z podwójnej ścieżki wydalania.