Kaj je magnetna resonanca?



The magnetna resonanca (RM) je nevroznanstvena tehnika, ki se najpogosteje uporablja v nevroznanosti zaradi svojih številnih prednosti, pri čemer so najpomembnejše, da gre za neinvazivno tehniko in je tehnika magnetne resonance z najvišjo prostorsko ločljivostjo..

Ker je neinvazivna tehnika, ni potrebno odpreti nobene rane, da bi jo opravili in je tudi neboleča. Njegova prostorska ločljivost omogoča identifikacijo struktur v milimetru, prav tako ima dobro časovno ločljivost, nižjo od druge, čeprav to ni tako dobro kot druge tehnike, kot je elektroencefalografija (EEG)..

Njegova visoka prostorska ločljivost omogoča raziskovanje vidikov in morfoloških značilnosti na ravni tkiva. Podobno kot presnova, volumen krvi ali hemodinamika.

Ta tehnika se šteje za neškodljivo, kar pomeni, da ne povzroča nobene škode v organizmu osebe, kateri je narejena, zato je tudi neboleča. Čeprav mora udeleženec vstopiti v magnetno polje, to ne predstavlja tveganja za posameznika, saj je to polje zelo majhno, običajno enako ali manjše od 3 tesla (3 T)..

Vendar niso vse prednosti, RM je težka tehnika za izvajanje in analizo, zato morajo strokovnjaki opraviti predhodno usposabljanje. Poleg tega so potrebne dragocene naprave in stroji, zato imajo visoke prostorske in gospodarske stroške.

Kot taka kompleksna tehnika je potrebna multidisciplinarna ekipa. Ta ekipa običajno vključuje fizika, nekoga, ki pozna fiziopatologijo (kot je nevrodiolog) in nekoga, ki oblikuje eksperimente, na primer nevropsiholog..

V članku bomo razložili fizične osnove magnetne resonance, vendar se bo osredotočila predvsem na psihofiziološke osnove in praktične informacije za ljudi, ki morajo opraviti MRI test..

Psihofiziološke osnove magnetne resonance

Delovanje možganov temelji na izmenjavi informacij s pomočjo kemičnih in električnih sinaps.

Za izvajanje te dejavnosti ga je treba porabiti, poraba energije pa se izvede s kompleksnim presnovnim procesom, ki na kratko pomeni povečanje snovi, imenovane adenozin trifosfat, bolj znane kot ATP, ki je vir energije, ki ga možgani uporabljajo za delovanje.

ATP je narejen iz oksidacije glukoze, zato je treba za delovanje možganov dostaviti kisik in glukozo. Da bi dobili idejo, možgani v mirovanju porabi 60% vse glukoze, ki jo zaužijemo, približno 120 g. Torej, če bi bila prekinitev dobave glukoze ali kisika, bi možgani utrpeli škodo.

Te snovi pridejo do nevronov, ki jih potrebujejo prek perfuzije krvi, skozi kapilarne postelje. Zato je večja možganska aktivnost, večja je potreba po glukozi in kisiku ter z lokaliziranim povečanjem pretoka krvi v možganih..

Da bi preverili, katero področje možganov je aktivno, lahko pogledamo porabo kisika ali glukoze, povečanje regionalnega pretoka možganov in spremembe v možganski krvi..

Vrsta indikatorja, ki se bo uporabljala, je odvisna od več dejavnikov, med katerimi so značilnosti naloge, ki jo je treba izvesti.

Več študij je pokazalo, da ko se stimulacija možganov pojavi v daljšem obdobju, so prve opazovane spremembe glukoza in kisik, potem se povečuje regionalni cerebralni tok, in če se stimulacija nadaljuje, se bo povečala. celotnega možganskega volumna (Clarke & Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton, & Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

Kisik se prenaša skozi možganske krvne žile, povezane s hemoglobinom. Ko hemoglobin vsebuje kisik, se imenuje oksihemoglobin in ko je brez njega, deoksihemoglobin. Torej, ko se začne aktivacija možganov, je lokalizirano povečanje oksihemoglobina in zmanjšanje deoksihemoglobina..

To ravnotežje povzroči magnetno spremembo v možganih, ki je zbrana v MR slikah.

Kot je znano, se intravaskularni kisik transportira vezan na hemoglobin. Ko je ta beljakovina polna kisika, se imenuje oksihemoglobin in ko se sprosti, se pretvori v deoksihemoglobin.

Med cerebralno aktivacijo bo prišlo do lokoregionalnega povečanja arterijskega in kapilarnega oksihemoglobina, vendar se bo koncentracija deoksihemoglobina zmanjšala zaradi, kot je razloženo zgoraj, zaradi zmanjšanja prenosa kisika v tkivih..

Ta padec koncentracije deoksihemoglobina, zaradi njegove paramagnetne lastnosti, bo povzročil povečanje signala v slikah fMRI.

Če povzamemo, MRI temelji na ugotavljanju hemodinamskih sprememb kisika v krvi, preko BOLD učinka, čeprav se lahko ravni krvnega pretoka posredujejo tudi posredno prek metod, kot sta slikanje in perfuzija in ASL (označevanje arterijskega spina).

Mehanizem učinka BOLD

Tehnika MRI, ki se danes najbolj uporablja, je tista, ki se izvaja na podlagi učinka BOLD. Ta tehnika omogoča identifikacijo hemodinamskih sprememb zaradi magnetnih sprememb, ki nastanejo v hemoglobinu (Hb)..

Ta učinek je precej zapleten, vendar ga bom poskušal razložiti na najpreprostejši možni način.


Prvi, ki je opisal ta učinek, so bili Ogawa in njegova ekipa. Ti raziskovalci so spoznali, da ko je Hb brez kisika, je deoksihemoglobin paramagneten (privlači magnetna polja), ko pa se popolnoma oksigenirana (oxyHb) spremeni in postane diamagnetna (odbija magnetna polja) (Ogawa, et al.) ., 1992).

Ko je večja prisotnost deoksihemoglobina, se lokalno magnetno polje spremeni in jedra potrebujejo manj časa, da se vrnejo v svoj prvotni položaj, tako da je nižji T2 signal, in obratno, več oksiBb je počasnejši pri obnovitvi jedra. in znak minus T2.

Če povzamemo, odkrivanje možganske aktivnosti z mehanizmom BOLD učinka poteka takole:

  1. Aktivnost možganov na določenem območju se poveča.
  2. Aktivirani nevroni potrebujejo za energijo kisik, ki ga pridobijo od nevronov okoli sebe.
  3. Območje okrog aktivnih nevronov izgubi kisik, zato se na začetku deoksihemoglobin poveča in T2 zmanjša.
  4. Po času (6-7s) se območje povrne in poveča oksid Hb, tako da se T2 poveča (med 2 in 3% z uporabo magnetnih polj 1,5 T).

Funkcionalna magnetna resonanca

Zahvaljujoč BOLD efektu lahko izvedemo funkcionalne magnetne resonance (fMRI). Funkcionalna magnetna resonanca se od suhe magnetne resonance razlikuje v tem, da udeleženec v prvem opravi vadbo med izvajanjem MRI, tako da se njihova možganska aktivnost lahko izmeri pri opravljanju funkcije in ne le v mirovanju..

Vaje so sestavljene iz dveh delov, med prvim pa udeleženec opravi nalogo, potem pa ostane v času počitka. Analiza fMRI se izvede s primerjavo voxela z vokselom slik, ki jih prejme med izvajanjem naloge in v času mirovanja..

Zato ta tehnika omogoča povezavo funkcionalne aktivnosti s cerebralno anatomijo z visoko natančnostjo, kar se ne dogaja z drugimi tehnikami, kot so EEG ali magnetoencefalografija..

Čeprav je fMRI dokaj natančna tehnika, posredno meri možgansko aktivnost in obstajajo številni dejavniki, ki lahko vplivajo na pridobljene podatke in spremenijo rezultate, bodisi notranje bodisi pacientove ali zunanje, kot so lastnosti magnetnega polja ali naknadna obdelava..

Praktične informacije

V tem razdelku so pojasnjene nekatere informacije, ki bi lahko bile zanimive, če morate sodelovati pri raziskavi MRI, bodisi bolniku ali zdravi kontroli.

MRI se lahko izvaja na skoraj vsakem delu telesa, najpogostejši so trebuh, maternični vrat, prsni koš, možgani ali lobanje, srce, ledveni del in medenica. Tu bodo razloženi možgani, ker je najbližje mojemu študijskemu področju.

Kako poteka test??

Raziskave MRI je treba izvajati v specializiranih centrih in s potrebnimi pripomočki, kot so bolnišnice, radiološki centri ali laboratoriji.

Prvi korak je, da se ustrezno oblačimo, odstranimo vse stvari, ki imajo kovino, da ne motijo ​​MRI.

Potem boste morali ležati na vodoravni površini, ki je vstavljena v nekakšen tunel, ki je skener. Nekatere študije zahtevajo, da ležite na določen način, ponavadi pa je navadno pokončno.

Med izvajanjem MRI ne boste sami, zdravnik ali oseba, ki nadzoruje stroj, bo postavljena v prostor, ki je zaščiten pred magnetnim poljem, ki ima običajno okno, da lahko vidi vse, kar se dogaja v sobi MRI. V tej sobi so tudi monitorji, kjer lahko odgovorna oseba vidi, ali se vse dobro odvija med izvajanjem MRI.

Test traja od 30 do 60 min, čeprav lahko traja dlje, še posebej, če gre za fMRI, v katerem morate izvajati vaje, ki jih navedete, ko MRI pobere vašo možgansko aktivnost..

Kako se pripraviti na test?

Ko vam bodo povedali, da je treba opraviti MRI test, se mora vaš zdravnik prepričati, da v telesu nimate kovinskih naprav, ki bi lahko vplivale na MRI, kot so:

  • Umetni srčni ventili.
  • Odlomki za cerebralno anevrizmo.
  • Defibrilator ali srčni spodbujevalnik.
  • Vsadki v notranjem ušesu (polžev).
  • Nefropatija ali dializa.
  • Nedavno postavljeni umetni sklepi.
  • Vaskularni stenti.

Prav tako morate povedati zdravniku, če ste delali s kovino, ker boste morda potrebovali študijo, da bi preverili, ali imate na primer kovinske delce v očeh ali nosnicah..

Zdravnika morate obvestiti tudi, če imate klavstrofobijo (strah pred zaprtimi prostori), ker vam bo zdravnik po možnosti svetoval, da opravite odprto magnetno resonanco, ki je bolj ločena od telesa. Če to ni mogoče in ste zelo zaskrbljeni, vam bodo morda predpisali anksiolitike ali tablete za spanje..

Dan pregleda ne sme zaužiti hrane ali pijače pred preskusom, približno 4 ali 6 ur prej.

Poskusite, da v študij prinesete minimalne kovinske predmete (nakit, ure, mobilne naprave, denar, kreditno kartico ...), saj lahko to moti RM. Če jih vzamete, jih boste morali pustiti izven prostora, kjer se nahaja stroj RM.

Kako se počutiš?

MRI pregled je popolnoma neboleč, vendar je lahko malce neprijeten ali neprijeten.

Prvič, lahko povzroči tesnobo, ko moraš tako dolgo ležati v zaprtem prostoru. Poleg tega mora biti naprava čim bolj stalna, če ne more povzročiti napak na slikah. Če tako dolgo ne morete stati mirno, vam bo morda dano nekaj zdravil, da se sprostite.

Drugič, stroj proizvaja vrsto stalnih zvokov, ki so lahko moteči, za zmanjšanje zvoka lahko nosite čepke za ustnice, vedno se posvetujte s svojim zdravnikom..

Naprava ima interkom, s katerim lahko komunicirate z osebo, ki je odgovorna za izpit, tako da, če čutite kaj, kar se zdi nenormalno, se lahko posvetujete z njim.

Ni nujno, da ostanejo v bolnišnici, po opravljenem testu se lahko vrnete domov, jeste, če želite, in opravite normalno življenje.

Za kaj je to storjeno??

MRI se skupaj z drugimi testi ali dokazi uporablja za postavitev diagnoze in za oceno stanja osebe, ki trpi zaradi bolezni.

Informacije, ki jih je treba pridobiti, so odvisne od kraja, kjer bo resonanca izvedena. Magnetna resonanca možganov je uporabna za odkrivanje možganskih znakov, značilnih za naslednje pogoje:

  • Prirojena anomalija možganov
  • Krvavitev v možganih (subarahnoidna ali intrakranialna krvavitev)
  • Okužba možganov
  • Tumorji možganov
  • Hormonske motnje (kot so akromegalija, galaktoreja in Cushingov sindrom)
  • Multipla skleroza
  • Možganska kap

Poleg tega je lahko koristno določiti vzrok pogojev, kot so:

  • Slabost mišic ali otrplost in mravljinčenje
  • Spremembe v razmišljanju ali vedenju
  • Izguba sluha
  • Glavoboli, kadar so prisotni drugi simptomi ali znaki
  • Težko govoriti
  • Težave z vidom
  • Demenca

Ali imate tveganja?

Magnetna resonanca uporablja magnetna polja in za razliko od sevanja še ni bila najdena v nobeni študiji, ki povzroča kakršnokoli škodo.

Kontrastne MRI študije, ki zahtevajo uporabo barvila, se običajno izvajajo z gadolinijem. Ta barva je zelo varna in alergijske reakcije se redko pojavijo, čeprav je lahko škodljiva za ljudi z ledvičnimi težavami. Če imate težave z ledvicami, morate pred začetkom študije obvestiti svojega zdravnika..

Magnetno MR slikanje je lahko nevarno, če oseba nosi kovinske naprave, kot so srčni spodbujevalniki in vsadki, ker lahko povzroči, da ne delajo tako dobro kot prej..

Poleg tega je treba opraviti študijo, če obstaja tveganje, da se v vašem telesu pojavijo kovinski ostružki, saj lahko magnetno polje povzroči premikanje in povzroči organsko poškodbo ali poškodbo tkiva..

Reference

  1. Álvarez, J., Ríos, M., Hernández, J., Bargalló, N., in Calvo-Merino, B. (2008). Magnetna resonanca I: Funkcionalna magnetna resonanca. V F. Maestú, M. Ríos in R. Cabestrero, Kognitivne tehnike in procesi (str. 27-64). Barcelona: Elsevier.
  2. Clarke, D., & Sokoloff, L. (1994). Kroženje in energetski metabolizem možganov. V G. Siegelu in B. Agranoffu, Osnovna nevrokemija (str. 645-680). New York: Raven.
  3. Gross, P., Sposito, N., Pettersen, S., Panton, D., & Fenstermacher, J. (1987). Topografija kapilarne gostote, presnove glukoze in mikrovaskularne funkcije v spodnjem kolikulusu miši. J Cereb krvnega tlaka Metab, 154-160.
  4. Klein, B., Kuschinsky, W., Schrock, H., in Vetterlein, F. (1986). Medsebojna odvisnost lokalne kapilarne gostote, pretoka krvi in ​​presnove v možganih podgan. Am J Physiol, H1333-H1340.
  5. Levy, J. (22. oktober 2014). Glava MRI. Vzpostavljeno iz MedlinePlus.
  6. Levy, J. (22. oktober 2014). MRI. Vzpostavljeno iz MedlinePlus.
  7. Ogawa, S., Tank, D., Menon, R., Ellermann, J., Kim, S., in Merkle, H. (1992). Spremembe intrinzičnega signala, ki spremljajo senzorično stimulacijo: funkcionalno preslikavanje možganov s slikanjem z magnetno resonanco. Proc Natl Acad Sci U.S.A.., 5951-5955.
  8. Puigcerver, P. (s.f.). Osnove magnetne resonance. Valencia, Valencijska skupnost, Španija. Vzpostavljeno 8. junija 2016.