MR scanning

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 1. august 2022; checks kræver 3 redigeringer .

Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI)  er en metode til at opnå tomografiske medicinske billeder til undersøgelse af indre organer og væv ved hjælp af fænomenet kernemagnetisk resonans . Metoden er baseret på måling af den elektromagnetiske respons af atomkerner placeret i et stærkt konstant magnetfelt som reaktion på deres excitation af en bestemt kombination af elektromagnetiske bølger. I MRI er sådanne kerner kernerne af brintatomer , som er til stede i store mængder i menneskekroppen som en del af vand og andre stoffer [1] .

MR bruger ikke røntgenstråler eller ioniserende stråling, hvilket adskiller det fra computertomografi (CT) og positronemissionstomografi . Sammenlignet med CT er MR mere støjende og tager ofte længere tid og kræver normalt, at forsøgspersonen befinder sig i en smal tunnel. Også personer med visse medicinske implantater eller andet ikke-aftageligt metal inde i deres kroppe kan muligvis ikke sikkert gennemgå en MR.

Historie

Året for grundlaget for magnetisk resonansbilleddannelse ( MRI) anses for at være [2] 1973, da professor i kemi Paul Lauterbur publicerede i tidsskriftet Nature artiklen "Creating an image using induced local interaction; eksempler baseret på magnetisk resonans” [3] . Senere forbedrede Peter Mansfield de matematiske algoritmer til at opnå et billede. I 2003 blev begge forskere tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medicin for deres opdagelser vedrørende MR-metoden. Overrækkelsen af ​​denne pris blev dog ledsaget af en skandale, som det skete i en række tilfælde, om forfatterskabet til opdagelsen [4] .

Raymond Damadian , en amerikansk videnskabsmand af armensk oprindelse, en af ​​de første forskere i principperne for MRI, en patenthaver for MR og skaberen af ​​den første kommercielle MR-scanner, ydede også et velkendt bidrag til skabelsen af ​​magnetisk resonansbilleddannelse . I 1971 udgav han sin idé under titlen "Tumor Detection Using Nuclear Magnetic Resonance". Der er tegn på, at det var ham, der opfandt selve MR-apparatet [5] [6] [7] . Derudover sendte opfinderen V. A. Ivanov tilbage i 1960 i USSR en ansøgning om en opfindelse til Komitéen for Opfindelser og Opdagelser , hvor principperne for MR-metoden ifølge skøn fra specialister, der dukkede op i begyndelsen af ​​2000'erne, var skitseret i detaljer [8] [9] . Imidlertid blev forfatterens certifikat "Metode til bestemmelse af den indre struktur af materielle genstande" nr. 1112266 for denne ansøgning, med bevarelse af prioritetsdatoen for dens indlevering, kun udstedt til V. A. Ivanov i 1984 [10] [11] [12 ] ] .

Fænomenet nuklear magnetisk resonans (NMR) brugt i MR-metoden har været kendt siden 1938. I første omgang brugte man betegnelsen NMR-tomografi, som efter Tjernobyl-ulykken i 1986 blev erstattet af MR på grund af udviklingen af ​​radiofobi hos mennesker. I det nye navn forsvandt omtalen af ​​metodens "nukleare" oprindelse, hvilket gjorde det muligt for den at komme ind i den daglige lægepraksis, men det oprindelige navn bruges også.

Tomografi giver dig mulighed for med høj kvalitet at visualisere hjernen, rygmarven og andre indre organer. Moderne MR-teknologier gør det muligt ikke-invasivt (uden indgriben) at studere organernes funktion - for at måle blodgennemstrømningshastigheden, strømmen af ​​cerebrospinalvæske, for at bestemme diffusionsniveauet i væv, for at se aktiveringen af ​​hjernen . cortex under funktionen af ​​de organer, som dette område af cortex er ansvarlig for ( funktionel magnetisk resonansbilleddannelse  - fMRI).

Metode

Metoden til nuklear magnetisk resonans gør det muligt at studere den menneskelige krop baseret på mætning af kropsvæv med brint og egenskaberne ved deres magnetiske egenskaber forbundet med tilstedeværelsen af ​​forskellige atomer og molekyler i miljøet. Brintkernen består af en enkelt proton , som har et spin og ændrer dens rumlige orientering i et kraftigt magnetfelt, såvel som under påvirkning af yderligere felter, kaldet gradient, og eksterne radiofrekvensimpulser påført ved en resonansfrekvens, der er specifik for proton ved et givet magnetfelt. Baseret på parametrene for protonen ( spins ) og deres vektorretninger, som kun kan være i to modsatte faser, samt deres tilknytning til protonens magnetiske moment, er det muligt at fastslå i hvilke væv dette eller hint brintatom er placeret. Nogle gange kan MR-kontraster baseret på gadolinium eller jernoxider [13] også bruges .

Hvis en proton er placeret i et eksternt magnetfelt, så vil dens magnetiske moment enten være co-rettet eller modsat magnetfeltet, og i det andet tilfælde vil dens energi være højere. Når området, der undersøges, udsættes for elektromagnetisk stråling af en bestemt frekvens, vil nogle af protonerne ændre deres magnetiske moment til det modsatte, og derefter vende tilbage til deres oprindelige position. I dette tilfælde registrerer tomografens dataopsamlingssystem frigivelsen af ​​energi under afslapningen af ​​præexciterede protoner.

De første tomografer havde en magnetfeltinduktion på 0,005 T , og kvaliteten af ​​billederne opnået med dem var dårlig. Moderne tomografer har kraftige kilder til et stærkt magnetfelt. Som sådanne kilder anvendes både elektromagneter (normalt op til 1-3 T, i nogle tilfælde op til 9,4 T) og permanente magneter (op til 0,7 T). Samtidig, da feltet skal være meget stærkt, anvendes superledende elektromagneter, der opererer i flydende helium , og kun meget kraftige neodym - permanentmagneter er egnede . Den magnetiske resonans "respons" af væv i MR tomografer med permanente magneter er svagere end i elektromagnetiske, så omfanget af permanente magneter er begrænset. Men permanente magneter kan være af den såkaldte "åbne" konfiguration, som giver mulighed for undersøgelser i bevægelse, i stående stilling, samt for læger at få adgang til patienten under undersøgelsen og udføre manipulationer (diagnostiske, terapeutiske) under kontrol af MR - den såkaldte interventionelle MR.

For at bestemme placeringen af ​​signalet i rummet bruges der udover en permanent magnet i en MR-tomograf, som kan være en elektromagnet eller en permanent magnet, gradientspoler, der tilføjer en gradient magnetisk forstyrrelse til det generelle ensartede magnetfelt. Dette sikrer lokaliseringen af ​​det nukleare magnetiske resonanssignal og det nøjagtige forhold mellem det undersøgte område og de opnåede data. Gradientens handling, som sikrer udvælgelsen af ​​snittet, sikrer den selektive excitation af protoner præcist i det ønskede område. Gradientforstærkernes kraft og virkningshastighed er blandt de vigtigste indikatorer for en magnetisk resonans tomograf. Hastigheden, opløsningen og signal-til-støj-forholdet afhænger i høj grad af dem.

Moderne teknologier og indførelsen af ​​computerteknologi har ført til fremkomsten af ​​en sådan metode som virtuel endoskopi , som giver dig mulighed for at udføre tredimensionel modellering af strukturer visualiseret ved CT eller MR. Denne metode er informativ, når det er umuligt at udføre en endoskopisk undersøgelse, for eksempel i alvorlig patologi af kardiovaskulære og respiratoriske systemer. Metoden til virtuel endoskopi har fundet anvendelse inden for angiologi , onkologi , urologi og andre områder af medicin.

Resultaterne af undersøgelsen gemmes på hospitalet i DICOM -format og kan overføres til patienten eller bruges til at studere dynamikken i behandlingen.

Før og under en MR-procedure

Før scanning er det nødvendigt at fjerne alle metalgenstande, kontrollere for tatoveringer og medicinske plastre [14] . Varigheden af ​​en MR-scanning er normalt op til 20-30 minutter, men kan tage længere tid. Især en mavescanning tager længere tid end en hjerneskanning.

Da MR-scannere producerer en høj støj, er høreværn (ørepropper eller høreværn) obligatorisk [15] . Til nogle typer undersøgelser anvendes intravenøs administration af et kontrastmiddel [14] .

Inden de ordinerer en MR-scanning, rådes patienterne til at finde ud af, hvilken information scanningen vil give, og hvordan det vil påvirke behandlingsstrategien, om der er kontraindikationer for MR, om der vil blive brugt kontrast og til hvad. Før proceduren påbegyndes: hvor længe scanningen varer, hvor opkaldsknappen er placeret og hvordan du kan kontakte personalet under scanningen [14] .

MR-diffusion

MR-diffusion er en metode, der giver dig mulighed for at bestemme bevægelsen af ​​intracellulære vandmolekyler i væv.

Diffusionsvægtet tomografi

Diffusionsvægtet tomografi  er en magnetisk resonansbilleddannelsesteknik baseret på registrering af bevægelseshastigheden af ​​protoner mærket med radioimpulser. Dette gør det muligt at karakterisere sikkerheden af ​​cellemembraner og tilstanden af ​​intercellulære rum. Den første og mest effektive anvendelse er til diagnosticering af akut cerebrovaskulær ulykke af iskæmisk type i de mest akutte og akutte stadier. Nu bruges det aktivt til diagnosticering af onkologiske sygdomme.

MR perfusion

En metode, der giver dig mulighed for at evaluere blodets passage gennem kroppens væv .

Især er der særlige egenskaber, der indikerer blodgennemstrømningens hastighed og volumen, permeabiliteten af ​​blodkarvæggene, aktiviteten af ​​venøs udstrømning samt andre parametre, der tillader differentiering af sunde og patologisk ændrede væv:

Metoden giver dig mulighed for at bestemme graden af ​​iskæmi i hjernen og andre organer.

MR-spektroskopi

Magnetisk resonansspektroskopi (MRS) er en metode, der giver dig mulighed for at bestemme de biokemiske ændringer i væv i forskellige sygdomme ved koncentrationen af ​​visse metabolitter. MR-spektre afspejler det relative indhold af biologisk aktive stoffer i et bestemt vævsområde, hvilket kendetegner stofskifteprocesser . Metaboliske lidelser forekommer som regel før de kliniske manifestationer af sygdommen; derfor er det, baseret på data fra MR-spektroskopi, muligt at diagnosticere sygdomme på tidligere udviklingsstadier.

Typer af MR-spektroskopi:

MR angiografi

Magnetisk resonans angiografi (MRA) er en metode til at opnå et billede af lumen af ​​blodkar ved hjælp af en magnetisk resonans tomograf . Metoden gør det muligt at evaluere både anatomiske og funktionelle træk ved blodgennemstrømningen. MRA er baseret på forskellen mellem signalet fra bevægelige protoner (blod) og omgivende immobilt væv, hvilket gør det muligt at tage billeder af kar uden brug af kontrastmidler  - ikke-kontrast angiografi (fase-kontrast MRA og time-of -flyvning MRA). For at opnå et klarere billede anvendes specielle kontrastmidler baseret på paramagnetiske materialer ( gadolinium ).

Funktionel MR

Funktionel MR (fMRI) er en metode til kortlægning af hjernebarken, som giver dig mulighed for at bestemme den individuelle placering og funktioner i hjerneområder, der er ansvarlige for bevægelse, tale, syn, hukommelse og andre funktioner, individuelt for hver patient.

Essensen af ​​metoden ligger i, at når visse dele af hjernen arbejder, øges blodgennemstrømningen i dem.

Under fMRI bliver patienten bedt om at udføre visse opgaver, områder af hjernen med øget blodgennemstrømning registreres, og deres billede overlejres på en konventionel MR af hjernen.

MR af rygsøjlen med vertikalisering (aksial belastning)

Metode til undersøgelse af den lumbosakrale rygsøjle — MR-tomografi med vertikalisering. Essensen af ​​undersøgelsen er, at der først foretages en traditionel MR-undersøgelse af rygsøjlen i liggende stilling, og derefter vertikaliseres (løftes) patienten sammen med tomografbordet og en magnet. I dette tilfælde begynder tyngdekraften at virke på rygsøjlen, og nabohvirvler kan skifte i forhold til hinanden, og diskusprolapsen bliver mere udtalt. Denne forskningsmetode bruges også af neurokirurger til at bestemme niveauet af spinal ustabilitet for at sikre den mest pålidelige fiksering. I Rusland er denne undersøgelse indtil videre udført et enkelt sted.

Temperaturmåling med MR

MR-termometri er en metode baseret på opnåelse af resonans fra brintprotoner af det objekt, der undersøges. Forskellen i resonansfrekvenser giver information om vævs absolutte temperatur. Frekvensen af ​​de udsendte radiobølger ændres ved opvarmning eller afkøling af det undersøgte væv.

Denne teknik øger informationsindholdet i MR-undersøgelser og forbedrer effektiviteten af ​​medicinske procedurer baseret på selektiv opvarmning af væv. Lokal vævsopvarmning bruges til behandling af tumorer af forskellig oprindelse [16] .

Elektromagnetisk kompatibilitet med medicinsk udstyr

Kombinationen af ​​det intense magnetfelt, der bruges ved MR-scanning, og det intense RF-felt stiller ekstreme krav til det medicinske udstyr, der bruges under undersøgelser. Den skal være specialdesignet og kan have yderligere begrænsninger for brug i nærheden af ​​en MR-maskine.

Kontraindikationer

Der er både relative kontraindikationer, hvorunder undersøgelsen er mulig under visse betingelser, og absolutte, hvorunder undersøgelsen er uacceptabel:

Absolutte kontraindikationer

Relative kontraindikationer

Titanium , som er meget udbredt i proteser , er ikke en ferromagnet og er praktisk talt sikkert til MR; undtagelsen er tilstedeværelsen af ​​tatoveringer lavet med farvestoffer baseret på titaniumforbindelser (for eksempel baseret på titaniumdioxid ).

En yderligere kontraindikation for MR er tilstedeværelsen af ​​cochleaimplantater - indre øreproteser. MR er kontraindiceret i visse typer indre øreproteser, fordi cochleaimplantatet har metaldele, der indeholder ferromagnetiske materialer.

Hvis MR udføres med kontrast, tilføjes følgende kontraindikationer:

Se også

Noter

  1. ↑ Donald W. McRobbie, Elizabeth A. Moore, Martin J. Graves og Martin R. Prince. MR: Fra billede til proton. - 2. udg. - New York: Cambridge University Press, 2006. - S. 89, 137. - ISBN 978-0-521-86527-2 .
  2. ↑ Filonin O. V. Generelt kursus i computertomografi  / Samara Scientific Center for det russiske videnskabsakademi. - Samara, 2012. - 407 s. — ISBN 978-5-93424-580-2 .
  3. ↑ Lauterbur PC- billeddannelse ved inducerede lokale interaktioner: Eksempler på anvendelse af kernemagnetisk resonans  // Natur  :  journal. - 1973. - Bd. 242 , nr. 5394 . - S. 190-191 . - doi : 10.1038/242190a0 . — .
  4. ↑ Opfindelsen af ​​MR | Marina Sobe-Panek (utilgængeligt link) . sobepanek.com. Dato for adgang: 5. februar 2018. Arkiveret fra originalen 12. februar 2018. 
  5. ↑ Raymond Vahan Damadian, videnskabsmand og opfinder . 100lives.com. Hentet: 25. maj 2015.
  6. ↑ Chang, 2004 .
  7. ↑ Nobelprisen vs. historiens  sandhed . fonar.com. Hentet 12. maj 2015. Arkiveret fra originalen 30. juni 2006.
  8. ↑ MacWilliams B. Russiske påstande først i magnetisk billeddannelse  (engelsk)  // Nature : journal. - 2003. - November ( bind 426 , nr. 6965 ). — S. 375 . - doi : 10.1038/426375a . - . — PMID 14647349 .
  9. ↑ Tatyana BATENEVA. Hilsen til Nobel fra Ivanov: Hvordan en sovjetisk løjtnant-raketmand overhalede Amerika // Izvestiya Nauki. 27. oktober 2003.
  10. ↑ Ivanov Vladislavs patenter . Hentet 21. juli 2016. Arkiveret fra originalen 28. april 2021.
  11. ↑ Ivanov V. A. Patent No. 1112266. En metode til at bestemme den indre struktur af materielle objekter Arkiveret 16. september 2016 på Wayback Machine
  12. ↑ Ivanov V.A. Ophavsretscertifikat nr. 1112266. En metode til at bestemme den indre struktur af materielle genstande. 09/07/1984 (prioritet fra 21/03/1960).
  13. ↑ http://ucrfisicamedica.files.wordpress.com/2010/10/mri.pdf Arkiveret 23. december 2014 på Wayback Machine 8.8 Kontrastmiddelteori
  14. ↑ 1 2 3 Center for Apparater og Radiologisk Sundhed. MR (magnetisk resonansbilleddannelse) - hvad patienter bør vide, før de får en MR-  undersøgelse . FDA (22. januar 2016). Hentet 23. december 2016. Arkiveret fra originalen 23. december 2016.
  15. ↑ Center for udstyr og radiologisk sundhed. MR (Magnetic Resonance Imaging) - Information til  professionelle . FDA (7. november 2016). Hentet 23. december 2016. Arkiveret fra originalen 23. december 2016.
  16. ↑ Viola Rieke, Kim Butts Pauly. MR Thermometri  // Journal of magnetic resonance imaging : JMRI. - 2008-2. - T. 27 , no. 2 . — S. 376–390 . — ISSN 1053-1807 . - doi : 10.1002/jmri.21265 . Arkiveret 25. november 2020.
  17. ↑ MR-scanning - Hvem kan få en? — NHS valg . Dato for adgang: 11. december 2014. Arkiveret fra originalen 11. december 2014.
  18. ↑ Tatoveringsfremkaldt hud "forbrænding" under magnetisk resonansbilleddannelse hos en professionel fodboldspiller . Hentet 30. september 2017. Arkiveret fra originalen 8. marts 2017.
  19. ↑ Kontraindikationer for MR . HoneyCloud. Hentet 23. november 2015. Arkiveret fra originalen 24. november 2015.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger