Čo je to magnetická rezonancia?



magnetická rezonancia (RM) je neuroimagingová technika, ktorá sa najčastejšie používa v neurovedných vedách vďaka jej mnohorakým výhodám, pričom hlavnou z nich je, že ide o neinvazívnu techniku ​​a je to technika magnetickej rezonancie s najvyšším priestorovým rozlíšením.

Keďže nie je invazívna technika, nie je potrebné otvárať žiadnu ranu na jej vykonanie a je tiež bezbolestná. Jeho priestorové rozlíšenie umožňuje identifikovať štruktúry na milimeter, má tiež dobré časové rozlíšenie, nižšie ako druhé, aj keď to nie je tak dobré ako iné techniky, ako je elektroencefalografia (EEG)..

Jeho vysoké priestorové rozlíšenie umožňuje skúmať aspekty a morfologické charakteristiky na úrovni tkaniva. Podobne ako metabolizmus, objem krvi alebo hemodynamika.

Táto technika je považovaná za neškodnú, to znamená, že nespôsobuje žiadne poškodenie organizmu osoby, ktorej je vytvorená, preto je tiež bezbolestná. Hoci účastník musí zadať magnetické pole, nepredstavuje to riziko pre jednotlivca, pretože toto pole je veľmi malé, zvyčajne rovné alebo menšie ako 3 tesla (3 T)..

Ale nie všetky sú výhody, RM je ťažké vykonávať a analyzovať, takže odborníci musia vykonať predchádzajúce školenia. Okrem toho sú potrebné drahé zariadenia a strojné zariadenia, a preto majú vysoké priestorové a ekonomické náklady.

Keďže je takáto zložitá technika, je potrebný multidisciplinárny tím. Tento tím zvyčajne zahŕňa fyzika, niekoho, kto pozná fyziopatológiu (ako neurorádiológ) a niekoho, kto navrhuje experimenty, napríklad neuropsychológa.

V tomto článku budú vysvetlené fyzikálne základy magnetickej rezonancie, ale zameriame sa hlavne na psychofyziologické základy a praktické informácie pre ľudí, ktorí musia vykonať MRI test..

Psychofyziologické základy magnetickej rezonancie

Fungovanie mozgu je založené na výmene informácií prostredníctvom chemických a elektrických synapsií.

Na vykonanie tejto činnosti je potrebné ju konzumovať a spotreba energie sa vykonáva prostredníctvom komplexného metabolického procesu, ktorý sa v krátkosti premieta do zvýšenia látky nazývanej adenozíntrifosfát, známejšej ako ATP, ktorá je energie, ktorú mozog využíva na fungovanie.

ATP je vyrobený z oxidácie glukózy, preto, aby mozog fungoval, musí byť dodávaný kyslík a glukóza. Aby sme vám dali predstavu, mozog v pokoji spotrebuje 60% všetkej glukózy, ktorú konzumujeme, približne 120 g. Ak by sa prerušila dodávka glukózy alebo kyslíka, mozog by utrpel poškodenie.

Tieto látky sa dostanú do neurónov, ktoré ich potrebujú prostredníctvom krvnej perfúzie, cez kapilárne lôžka. Čím väčšia je teda aktivita mozgu, tým väčšia je potreba glukózy a kyslíka a lokálnym spôsobom sa zvyšuje prietok krvi mozgom..

Ak chcete zistiť, ktorá oblasť mozgu je aktívna, môžeme sa pozrieť na spotrebu kyslíka alebo glukózy, zvýšenie regionálneho toku mozgu a zmeny objemu krvi v mozgu..

Typ indikátora, ktorý sa má použiť, bude závisieť od viacerých faktorov, medzi ktorými sú aj charakteristiky úlohy, ktorá sa má vykonať.

Niekoľko štúdií preukázalo, že keď sa stimulácia mozgu vyskytuje po dlhšiu dobu, prvé pozorované zmeny sú glukóza a kyslík, potom dochádza k zvýšeniu regionálneho mozgového toku, a ak stimulácia pokračuje, dôjde k zvýšeniu. celkového objemu mozgu (Clarke & Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton, & Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

Kyslík sa transportuje cez mozgové krvné cievy pripojené k hemoglobínu. Keď hemoglobín obsahuje kyslík, nazýva sa oxyhemoglobín, a keď je bez neho, deoxyhemoglobín. Keď teda začne aktivácia mozgu, dochádza k lokálnemu zvýšeniu oxyhemoglobínu a poklesu deoxyhemoglobínu..

Táto rovnováha vytvára magnetickú zmenu v mozgu, čo je to, čo sa zhromažďuje v MR obrazoch.

Ako je známe, intravaskulárny kyslík je transportovaný naviazaný na hemoglobín. Keď je tento proteín plný kyslíka, nazýva sa oxyhemoglobín a keď sa uvoľní, transformuje sa na deoxyhemoglobín.

Počas cerebrálnej aktivácie dôjde k lokoregionálnemu zvýšeniu arteriálneho a kapilárneho oxyhemoglobínu, avšak koncentrácia deoxyhemoglobínu sa zníži, ako bolo vysvetlené vyššie, na pokles transportu tkaniva kyslíkom..

Tento pokles koncentrácie deoxyhemoglobínu v dôsledku jeho paramagnetickej vlastnosti spôsobí zvýšenie signálu v obrazoch fMRI.

Súhrnne povedané, MRI je založená na identifikácii hemodynamických zmien kyslíka v krvi prostredníctvom účinku BOLD, hoci hladiny krvného prietoku možno tiež odvodiť nepriamo prostredníctvom metód, ako je zobrazovanie a perfúzia a ASL (značenie arteriálnej rotácie).

Mechanizmus účinku BOLD

MRI technika, ktorá sa dnes používa najviac, je tá, ktorá sa vykonáva na základe efektu BOLD. Táto technika umožňuje identifikovať hemodynamické zmeny vďaka magnetickým zmenám v hemoglobíne (Hb)..

Tento efekt je pomerne zložitý, ale pokúsim sa ho vysvetliť najjednoduchším možným spôsobom.


Prvým, kto opísal tento efekt, bol Ogawa a jeho tím. Títo vedci si uvedomili, že keď Hb neobsahuje kyslík, deoxyhemoglobín, je paramagnetický (priťahuje magnetické polia), ale keď sa plne okysličené (oxyHb) mení a stáva sa diamagnetickým (odpudzuje magnetické polia) (Ogawa, et al. ., 1992).

Keď je väčšia prítomnosť deoxyhemoglobínu, lokálne magnetické pole sa mení a jadrá potrebujú menej času na návrat do svojej pôvodnej polohy, takže je tu nižší signál T2, a naopak, čím viac oxiHb je pomalšie, tým je regenerácia jadier pomalšia. a mínus T2.

Stručne povedané, detekcia mozgovej aktivity s mechanizmom BOLD efektu nastáva nasledovne:

  1. Aktivita mozgu v špecifickej oblasti sa zvyšuje.
  2. Aktivované neuróny vyžadujú pre energiu kyslík, ktorý získavajú z neurónov okolo nich.
  3. Oblasť okolo aktívnych neurónov stráca kyslík, preto sa na začiatku zvyšuje deoxyhemoglobín a T2 klesá.
  4. Po čase (6-7s) sa zóna obnovuje a zvyšuje oxyHb, takže T2 sa zvyšuje (medzi 2 a 3% pri použití magnetických polí 1,5 T).

Funkčná magnetická rezonancia

Vďaka efektu BOLD je možné vykonávať funkčné magnetické rezonancie (fMRI). Funkčná magnetická rezonancia sa líši od suchej magnetickej rezonancie v tom, že v prvej účastník vykonáva cvičenie pri vykonávaní MRI, takže ich mozgová aktivita môže byť meraná pri vykonávaní funkcie a nie len v pokoji..

Cvičenia sa skladajú z dvoch častí, počas ktorých účastník vykonáva úlohu a potom je ponechaný na odpočinok v čase odpočinku. Analýza fMRI sa vykonáva porovnaním voxelu s voxelom obrázkov prijatých počas výkonu úlohy av čase odpočinku.

Preto táto technika umožňuje spojiť funkčnú aktivitu s mozgovou anatómiou s vysokou presnosťou, čo sa nedeje s inými technikami, ako je EEG alebo magnetoencefalografia.

Hoci fMRI je pomerne presná technika, nepriamo meria mozgovú aktivitu a existuje viacero faktorov, ktoré môžu interferovať so získanými údajmi a modifikovať výsledky, či už interné, alebo externé, ako sú vlastnosti magnetického poľa alebo následné spracovanie..

Praktické informácie

Táto časť vysvetľuje niektoré informácie, ktoré môžu byť zaujímavé, ak sa musíte zúčastniť na štúdii magnetickej rezonancie, či už u pacienta alebo u zdravej kontroly.

MRI môže byť vykonaná v takmer každej časti tela, najčastejšie sú brucha, krčka maternice, hrudníka, mozgu alebo lebečnej, srdca, bedrovej a panvovej. Tu bude mozog vysvetlený, pretože je najbližšie k môjmu študijnému odboru.

Ako sa test vykonáva?

Štúdie magnetickej rezonancie by sa mali vykonávať v špecializovaných centrách as potrebnými zariadeniami, ako sú nemocnice, rádiologické centrá alebo laboratóriá.

Prvým krokom je vhodne sa obliekať, musíte odstrániť všetky veci, ktoré majú kov, aby nezasahovali do MRI.

Potom budete požiadaný, aby ste ležali na vodorovnom povrchu, ktorý je vložený do druhu tunela, ktorým je skener. Niektoré štúdie vyžadujú, aby ste si určitým spôsobom ľahli, ale zvyčajne je to spravidla vo vzpriamenej polohe.

Zatiaľ čo sa MRI vykonáva, nebudete sami, lekár alebo osoba, ktorá ovláda stroj, bude umiestnená v miestnosti chránenej pred magnetickým poľom, ktoré má zvyčajne okno, aby ste videli všetko, čo sa deje v miestnosti MRI. Táto miestnosť má tiež monitory, kde osoba, ktorá má na starosti, môže zistiť, či všetko prebieha dobre, keď sa vykonáva MRI.

Test trvá 30 až 60 minút, aj keď môže trvať dlhšie, najmä ak ide o fMRI, v ktorom musíte vykonať cvičenia, ktoré indikujete, kým MRI zachytí vašu mozgovú aktivitu..

Ako sa pripraviť na test?

Keď vám povie, že sa má vykonať MRI test, Váš lekár by sa mal uistiť, že v tele nemáte kovové zariadenia, ktoré by mohli rušiť MRI, ako napríklad:

  • Umelé srdcové chlopne.
  • Klipy pre mozgovú aneuryzmu.
  • Defibrilátor alebo kardiostimulátor.
  • Implantáty vo vnútornom uchu (kochleárne).
  • Nefropatia alebo dialýza.
  • Nedávno umiestnené umelé kĺby.
  • Vaskulárne stenty.

Taktiež by ste mali informovať lekára, ak ste pracovali s kovom, pretože možno budete potrebovať štúdiu, aby ste zistili, či máte napríklad kovové častice v očiach alebo v nozdrách..

Taktiež by ste mali informovať svojho lekára, ak trpíte klaustrofóbiou (strach z uzavretých priestorov), pretože ak je to možné, Váš lekár Vám poradí, aby ste vykonali otvorenú MRI, ktorá je viac oddelená od tela. Ak to nie je možné a máte veľmi úzkosti, môžete Vám predpísať anxiolytiká alebo prášky na spanie..

Deň vyšetrenia by nemal konzumovať potraviny alebo nápoje pred testom, približne 4 alebo 6 hodín predtým.

Musí sa pokúsiť priniesť do štúdia minimum kovových predmetov (šperky, hodinky, mobilné telefóny, peniaze, kreditné karty ...), pretože môžu zasahovať do RM. Ak ich vezmete, musíte ich nechať všetky mimo miestnosti, kde sa nachádza stroj RM.

Ako sa cíti?

MRI skúška je úplne bezbolestná, ale môže to byť trochu nepríjemné alebo nepríjemné.

Po prvé, môže spôsobiť úzkosť, keď budete musieť ležať v uzavretom priestore tak dlho. Okrem toho musí byť stroj čo najďalej, pretože ak nemôže spôsobiť chyby v obrazoch. Ak nemôžete stáť tak dlho, môžete dostať nejaké lieky na relaxáciu.

Po druhé, stroj produkuje sériu nepretržitých zvukov, ktoré môžu byť nepríjemné, aby sa znížil zvuk, ktorý môžete nosiť do uší, vždy sa poraďte so svojím lekárom..

Stroj má interkom, s ktorým môžete komunikovať s osobou zodpovednou za skúšku, takže ak máte pocit, že je niečo abnormálne, môžete sa s ním poradiť.

Nie je nutné zostať v nemocnici, po vykonaní testu sa môžete vrátiť domov, jesť, ak si želáte, a urobiť si normálny život.

Na čo sa to robí??

MRI sa používa spolu s ďalšími testami alebo dôkazmi na stanovenie diagnózy a na vyhodnotenie stavu osoby trpiacej chorobou.

Informácie, ktoré treba získať, závisia od miesta, kde bude rezonancia vykonaná. Magnetické rezonancie mozgu sú užitočné na detekciu príznakov mozgu charakteristických pre nasledujúce stavy:

  • Vrodená anomália mozgu
  • Krvácanie v mozgu (subarachnoidné alebo intrakraniálne krvácanie)
  • Infekcia mozgu
  • Nádory mozgu
  • Hormonálne poruchy (ako napríklad akromegália, galaktorea a Cushingov syndróm)
  • Skleróza multiplex
  • mŕtvice

Okrem toho môže byť tiež užitočné určiť príčinu stavov, ako napríklad:

  • Svalová slabosť alebo necitlivosť a brnenie
  • Zmeny myslenia alebo správania
  • Strata sluchu
  • Bolesti hlavy, keď sú prítomné iné príznaky alebo príznaky
  • Ťažkosti s rozprávaním
  • Problémy s videním
  • demencie

Máte riziká?

Magnetická rezonancia využíva magnetické polia a na rozdiel od žiarenia sa doteraz nenašla v žiadnej štúdii, ktorá spôsobuje akýkoľvek druh poškodenia.

Kontrastné MRI štúdie, ktoré vyžadujú použitie farbiva, sa zvyčajne vykonávajú s gadolíniom. Toto farbivo je veľmi bezpečné a alergické reakcie sa vyskytujú zriedkavo, aj keď to môže byť škodlivé pre ľudí s problémami s obličkami. Preto, ak máte akýkoľvek problém s obličkami, pred začiatkom štúdie musíte informovať svojho lekára..

Magnetické zobrazovanie MR môže byť nebezpečné, ak osoba prenáša kovové zariadenia, ako sú kardiostimulátory a implantáty, pretože ich nedokáže fungovať rovnako ako predtým..

Okrem toho sa musí vykonať štúdia, ak existuje riziko kovových triesok vo vnútri vášho tela, pretože magnetické pole môže spôsobiť ich pohyb a spôsobiť organické alebo tkanivové poškodenie..

referencie

  1. Álvarez, J., Ríos, M., Hernández, J., Bargalló, N., & Calvo-Merino, B. (2008). Magnetická rezonancia I: Funkčná magnetická rezonancia. V F. Maestú, M. Ríos, & R. Cabestrero, Kognitívne techniky a procesy (str. 27-64). Barcelona: Elsevier.
  2. Clarke, D., & Sokoloff, L. (1994). Cirkulácia a energetický metabolizmus mozgu. V G. Siegel, & B. Agranoff, Základná neurochémia (str. 645-680). New York: Raven.
  3. Gross, P., Sposito, N., Pettersen, S., Panton, D., & Fenstermacher, J. (1987). Topografia hustoty kapilár, metabolizmus glukózy a mikrovaskulárna funkcia v myšacích dolných kolikulách. J Cereb Blood Flow Metab, 154-160.
  4. Klein, B., Kuschinsky, W., Schrock, H., & Vetterlein, F. (1986). Vzájomná závislosť lokálnej hustoty kapilár, prietok krvi a metabolizmus v potkaních mozgoch. Am. J. Physiol, H1333-H1340.
  5. Levy, J. (22. október 2014). Hlava MRI. Získané z MedlinePlus.
  6. Levy, J. (22. október 2014). MRI. Získané z MedlinePlus.
  7. Ogawa, S., Tank, D., Menon, R., Ellermann, J., Kim, S., & Merkle, H. (1992). Zmeny vnútorného signálu sprevádzajúce senzorickú stimuláciu: funkčné mapovanie mozgu pomocou zobrazovania magnetickou rezonanciou. Proc Natl Acad Sci USA., 5951-5955.
  8. Puigcerver, P. (s.f.). Základy magnetickej rezonancie. Valencia, Valencijské spoločenstvo, Španielsko. Získané dňa 8. júna 2016.