Detalji predmeta

• Stanje Polovno

Magnetic resonance in Medicine
Magnetna rezonantna
Parasagittal MRI of human head in patient with benign familial macrocephaly prior to brain injury (ANIMATED).gif
MR animacija
ICD-9-CM 88.97
Magnetna rezonantna tomografija (MRT) (engl. Magnetic Resonance Imaging - MRI), je radiološka metoda koja se zasniva na primeni jakog magnetnog polja i savremene računarske tehnike za obradu slike u cilju sagledavanja unutrašnjih struktura i funkcionisanja tela. Magnetna rezonancija (MR) je jedan od poslednjih revolucionarnih pronalazaka u radiološkim dijagnostičkim metodama. MRT se zasniva na principima nuklearne magnetne rezonancije (NMR) tehnike spektroskopije koju koriste naučnici za dobijanje podataka o hemijskim i fizičkim svojstvima molekula.

Godine 1983. Američko udruženje radiologa je, da bi uklonilo asocijaciju na nuklearne reakcije i atomsku bombu, a pre svega zbog razvoja radiofobije kod ljudi nakon nuklearnih katastrofa na ostrvu Tri Milje 1979. i Černobilju 1986., predlaženo je da se iz naziva nuklearna magnetna rezonancija, izostavi termin nuklearna pa je u medicini NMR dobila novi naziv, poznat kao magnetna rezonantna tomografija.[1] Joel D.Howell ekspert za istoriju medicine, ovako iznosi svoj stav prema promeni naziva: [2]

Wikiquote „To je učinjeno zbog nekih interesa u korist MR koja se već dugo koristi za proučavanje neživih objekta pod imenom nuklearna magnetna rezonancije („NMR“). Kada je ova tehnologija počela da se primenjuje na ljudskim bićim, naziv je promenjen u MR kako mašine sa imenom „nuklearna“ ne bi uplašile ljude.“
(―)
Novi naziv omogućio je lakši prodor ove tehnike na tržište, međutim i dalje se u praksi može naići na primenu oba termina.


Serija snimaka glave načinjena MRT

Sadržaj/Садржај
1 Istorijat
1.1 Nuklearna magnetna rezonanca
1.2 Magnetna rezonantna tomografija
2 Oprema
2.1 Osnovne komponente aparata
2.2 Tunel sa magnetima
2.3 Magnet, radiotransmiter velike snage
2.4 Radiofrekventni kalemovi
2.5 Računar (kompjuter) za obradu podataka
3 Vrste uređaja
4 Princip rada
5 Tehnika snimanja
5.1 Prednosti
5.2 Neodstaci
6 Kontraindikacije
7 Indikacije
8 Izvori
9 Vidi još
Istorijat
Nuklearna magnetna rezonanca
Razvoj magnetne rezonantne tomografije počinje početkom dvadesetog veka istraživanjima kvantno mehaničke prirode atomskih jezgra, 1930, od strane fizičara Isidora Rabija (1898-1988), sa Univerziteta Kolumbija, koji je prvi počeo da proučava magnetska svojstva atoma. On je izlagao molekule litijum hlorida magnetnim poljima i radio-talasima sa ciljem da podstakne i izmeri frekvencije koja se javlja u toku rezonancije kada jezgro apsorbuje energiju radio-signala. Ova tehnika omogućila je Rabiju da sazna kako su atomi vezani zajedno i kako im se ponašaju jezgra pogođene u blizini atoma.[3] Isidor Rabi sa svojim saradnicima 1938, verovatno nije očekivao da će njegovo otkriće biti značajno ne samo za fiziku već i za medicinu.

U 1946. Edvard Parcel i Feliks Bloh, nezavisno, prvi su otkrili fenomen magnetne rezonance. Prvo je Edvard Parcel (Edward Purcell 1912-1997), demonstrirao postojanje NMR-a u slučaju jednog litra parafina u čvrstom stanju, čiji su vodonikom atomi, odnosno njihova jezgra (protoni), ispoljila ista svojstva kao nuklearna jezgra u Rabijevom eksperimantu. Skoro istovremeno, Feliks Bloh (Felix Bloch 1905-1983), je na Stenfordskom (Stanford) Univerzitetu, pokazao postojanje nuklearne magnetne rezonance u slučaju vodonikovih jezgara koji su se nalazili u vodi, u malom kontejneru zapremine dva kubna santimetra. Istraživači iz drugih akademskih centara odmah su uočili veliki značaj Parcelovog i Blohovog metoda za ispitivanje osobina nuklearnih jezgara u sastavu molekula, tečnosti i čvrstih tela i za ovo otkriće 1952. oba istraživača predložili za dodelu Nobelove nagrade. Između 1950. i 1970., NMR je neprekidno razvijana i korišćena samo za hemijske i fizičke analize molekula.[4]

Godine 1972. je prvi put predstavljena kompjuterizovana tomografija (ST), zasnovana na rendgen emisiji.
„Ovaj datum je bio i prekretnica u istoriji magnetne rezonantne tomografije, jer je ovo otkriće pokazalo da su bolnice spremne da dobrovoljno troše velike sume novca za vizuelnu (engl. „imaging“) medicinsku opremu.“

Magnetna rezonantna tomografija
Magnetne rezonantna tomografija je relativno nova tehnologija. Prvi snimci načinjeni MRT su objavljeni 1973.,[5] prva slika preseka živoga miša je objavljen u januaru 1974 [6] Rane studije na ljudima su objavljene 1977.[7] Poređenja radi, prva radiografija čoveka obavljena je 1895.

Za pionira u oblasti primene magnetne rezonance u medicini smatra se Pol Loterbur (Paul C. Lauterbur; 1929-2007), koji je u časopisu Priroda 16. marta 1973. objavio tekst pod nazivom; (engl. Image formation by Induced Local Interaction; Examples Employing Magnetic Resonance)- „Kreiranje slika pomoću indukovane lokalne interakcije; primeri upotrebe magnetne rezonancije“.

Pol Loterbur je otkrio da se gradijenti u magnetnom polju mogu koristiti za stvaranje dvodimenzionalne slike,
„Pol Loterbur je 1973. predložio da se umesto homogenog magnetnog polja koristi magnetno polje sa malim lokalnim varijacijama (gradijentima) i da se tako omogući snimanje NMR signala koji se menja od jednog do drugog mesta pacijentovog tela. Ali, to je nametnulo novi problem - Kako ovi promenljivi signali da se snime i da se pomoću njih dobije slika koja će prikazivati razne crno-bele nijanse na raznim mestima?“ [4]

Ovaj matematičkui problem rešio je 1977. engleski fizičar Piter Mensfild (Sir Peter Mansfield, 1933-), svojim matematičkim analizama gradijenta slike.

„Na kraju, trebalo je konstruisati komoru veličine normalnog čoveka u kojoj bi moglo (po potrebi) da se ostvari magnetno polje koje je više od 20.000 puta jače od Zemljinog magnetnog polja (magnetno polje se karakteriše veličinom magnetne indukcije B čija je osnovna jedinica jedan Tesla (1T), a nekad je osnovna jedinica bila jedan Gaus (1G), pri čemu je indukcija od 1T 10.000 puta veća od indukcije veličine 1G; Zemljino magnetno polje ima magnetnu indukciju od približno 0,5 G, odnosno 0,00005 T)... To je bio zadatak koji je uspešno rešen krajem sedamdesetih i ranih osamdesetih godina prošlog veka, pa su time bili ostvareni svi uslovi da metod NMR krene u svet medicine“.[4]

Godine 1974. Rejmond V Demadien (engl. Raymond V. Damadian), patentira dizajn i upotrebu magnetne rezonancije (U. S. patent 3.789.832) za otkrivanje raka. Godine 1980. on je napravio prvi komercijalni MRT aparata, ali nije uspeo da ga proda i on nikada nije klinički korišćen.[8] u 1980. za jedan snimak bilo je potrebno oko 5 minuta, da bi se do 1986., vreme snimanja skratiolo na 5 sekundi bez značajnih gubitaka na njenom kvalitetu. U istoj godini je napravljena i NMR mikroskop, što je omogućavalo postizanje rezolucije od 10 mm na uzorcima 1 sm.

1988. Dimulen poboljšava MR angiografiju, tako što je omogućio prikazivanje protoka u krvnim sudovima bez korišćenja kontrastnog sredstva.

Godine 1991., za dostignuća u oblasti impulsne NMR i MR, Ričard Ernst je dobio Nobelovu nagradu za hemiju.

Komisija za dodelu Nobelove nagrade ignoriše pionira u prikazivanju MR Rajmonda V Demadiena i Nobelovu nagradu za ova otkrića i velike prednosti u primeni magnetne rezonancije u medicini, dodeljuje Polu Loterburu i Ser Piteru Mensfildu u oblasti fiziologiji ili medicine (mada je u stvaranju MRI metoda učestvovalo više istraživača). [9]

Korišćenje MRI uređaja, odnosno MRI skenera, pokazalo se veoma korisno za brzo i precizno postavljanje dijagnoze kod promena na mekim tkivima, posebno kod pregleda mozga i srca. Kako kod ovih uređaja ne postoji opasnost od jonizujućeg (rendgen) zračenja, oni su sve više bili u prednosti u odnosu na metod kompjuterizovane tomografije (CT).[4]

Oprema
Osnovne komponente aparata
Tunel sa magnetima
Magnet, radiotransmiter, velike snage
Radiofrekventni kalemovi
Računar (kompjuter) za obradu podataka
Tunel sa magnetima

Pogled kroz tunel sa magnetima MRT
Telo aparata za MRT sastoji se od velikog cilindra u obliku tunela (cevi ili prstena), koji na krajevima može biti zatvoren ili otvoren. Cilindar je okružen kružnim magnetima koji proizvode magnetno polje u čijem sredšnjem delu se nalazi ležaj za smeštaj pacijenta.

Takođe iznad cilindra ili prstena, aparata, prema plafonu, aparat se nastavlja nekom vrstom cevi, sličnoj dimnjaku, kroz koju prolaze razni kablovi, sistemi za hlađenje i provetravanje i protivpožarni sistemi.

Unutrašnjost aparata ima sav komfor za pacijenta (kao što je osvetljenje, ventilacija ...) i sredstava komunikacije između pacijenata i lekara (mikrofon i zvučnike). NJen unutrašnji prečnik varira neznatno, zavisno od proizvođača i modela, ali je oko 60 cm u prečniku.

Magnet, radiotransmiter velike snage
Magnet je srce aparata i ujedno najskuplji deo magnetne rezonance (MRT). Unutrašnjost magneta je u obliku tunela, dovoljno velikog da se u njega smesti telo bolesnika, a izrađen je od superprovodljive žica, dužine nekoliko kilometara koja se hladi tečnim helijumom na temperaturi blizu apsolutne nule (-273,15°S ili 0 K) što omogućava skoro nulti otpor. Kalemi žice se hlade na temperaturu od 4,2 K., uranjanjem u posude sa tečni helijum. Ova posuda je obično okružena bocom sa tečnim azotom (77,4K), koja služi kao termoizolator između sobne temperature (293 K) i tečnog helijuma.

NJegova uloga je da proizvede konstantno i trajno magnetno polje, koje je paralelno sa uzdužnom osom bolesnika koji leži u magnetnom tunelu.[10] Glavno magnetno polje određuje rezonantu frekveciju ali i visinu signala koji skoro linearno raste sa porastom polja (u okviru vrednosti koje se danas redovno koriste (0.2 do 3 T). Što je polje jače (3 T i više), takođe rastu i dielektrični efekti samog tkiva što otežava snimanje i uvodi nove artefakte. Ipak, povišen nivo signala omogućava snimanje u većoj kičme