Fenomena resonansi magnetik, aplikasinya dalam kedokteran.

1. Pemisahan tingkat energi dalam medan magnet. efek Zeeman.

2. Metode resonansi untuk mempelajari materi.

3. Resonansi magnetik.

4. Resonansi paramagnetik elektron

5. Resonansi magnetik nuklir

6. Metode EPR dalam biologi dan kedokteran

1. Karena sifat makroskopik magnet ditentukan oleh strukturnya, mari kita perhatikan karakteristik magnetik elektron, inti, atom, dan molekul, serta perilaku partikel-partikel ini dalam medan magnet.

Kuat arus yang sesuai dengan pergerakan elektron yang berotasi dengan frekuensi sama dengan

Dimana e-muatan elektron

Dari dulu

Karena momen magnet rangkaian dengan arus adalah P=IS, maka

(3)

Momentum elektron (postulat 1 Bohr)

Perbandingan momen magnet suatu partikel dengan momentum sudutnya disebut magneto-mekanik

(4)

Rasio magneto-mekanik dinyatakan dalam faktor Lande g:

(5)

Sebuah elektron juga memiliki momentum sudutnya sendiri, yang disebut spin. Bagian belakang sesuai dengan momen magnet. Rasio spin dan magneto-mekanik adalah dua kali orbital:

(6)

Hubungan (5) dan (6) menunjukkan bahwa ada hubungan “kaku” yang terdefinisi dengan baik antara momen magnetik dan mekanik, karena e dan saya adalah nilai konstan.

Perhatikan sebuah atom yang ditempatkan dalam medan magnet. Energinya ditentukan oleh rumus

(7)

Dimana E 0 adalah energi atom tanpa adanya medan magnet

Bohr magneton, Lande g-multiplier,

Induksi medan magnet B,

m j - bilangan kuantum magnetik.

Karena m j dapat mengambil (2j+1) nilai dari +j ke –j, maka dari (7) setiap tingkat energi terbagi menjadi subtingkat 2j+1 ketika sebuah atom ditempatkan dalam medan magnet. Hal ini ditunjukkan pada gambar. untuk j=1/2.

Jarak antara sublevel yang berdekatan adalah

Pemisahan tingkat energi menyebabkan pemisahan garis spektral atom yang ditempatkan dalam medan magnet. Fenomena ini disebut efek Zeeman.

Mari kita tulis (7) untuk dua sublevel E 1 dan E 2 yang dibentuk dengan menerapkan medan magnet:

, (9)

E 01 dan E 02 -energi atom tanpa adanya medan magnet

Menggunakan kondisi frekuensi , (9) kita dapat menulis

Dimana frekuensi garis spektral tanpa adanya medan magnet, adalah pemisahan garis spektral dalam medan magnet.

Menurut aturan pemilihan untuk bilangan kuantum magnetik, ini sesuai dengan tiga frekuensi yang mungkin:

Itu. dalam medan magnet, garis spektral terbagi menjadi triplet.

Catatan: dalam mekanika kuantum modern, keadaan gerak elektron dalam atom dicirikan oleh 4 bilangan kuantum.

Bilangan kuantum utama n=1,… - menentukan tingkat energi elektron

Bilangan kuantum orbital l=0,1…n-1-mencirikan momentum sudut elektron L e relatif terhadap nukleus:

Bilangan kuantum magnetik m j = 0. hanya 2l+1 nilai. Ini menentukan proyeksi momentum sudut orbital ke arah yang berubah-ubah z:

Bilangan kuantum utama m s mengambil nilai +1/2 dan -1/2 dan mencirikan nilai proyeksi putaran:

2. Metode resonansi untuk mempelajari materi, memiliki kandungan informasi dan akurasi yang tinggi, memungkinkan untuk mempelajari komposisi kimia, simetri, struktur, spektrum energi materi, listrik, spin-orbital, magnetik, interaksi hyperfine.

Kata "resonansi" dalam arti luas berarti peningkatan respons sistem osilasi terhadap aksi eksternal periodik ketika frekuensi yang terakhir mendekati salah satu frekuensi alami sistem.

Terlepas dari sifat berbeda dari sistem osilasi yang mampu beresonansi, gambaran umum resonansi dipertahankan: hampir resonansi, amplitudo osilasi dan energi yang ditransmisikan oleh sistem osilasi dari luar meningkat.

Jenis aksi eksternal periodik yang paling nyaman dan tersebar luas adalah radiasi e/m.

Dalam deskripsi kuantum, sistem osilasi dicirikan oleh serangkaian nilai energi yang diizinkan (spektrum energi). Spektrum untuk sistem partikel terikat ini dapat diskrit. Variabel medan frekuensi e/m dapat dianggap sebagai satu set foton dengan energi. Ketika energi foton bertepatan dengan perbedaan energi dari dua tingkat, resonansi terjadi, yaitu. jumlah foton yang diserap oleh sistem meningkat tajam, menyebabkan transisi kuantum dari tingkat bawah E i ke tingkat atas E k .

resonansi magnetis

Jika suatu zat disinari dengan medan e/m bolak-balik, maka pada frekuensi tertentu akan terjadi penyerapan resonansi energi medan e/m, yang dapat diukur secara eksperimen. Dalam praktiknya, lebih mudah untuk memperbaiki frekuensi medan bolak-balik (diatur oleh generator), dan mengubah nilai medan magnet konstan H. Kemudian resonansi terjadi pada nilai tertentu dari medan H, yang diukur. Fenomena ini disebut resonansi magnetik. Mengetahui momen magnetik elektron, seseorang dapat menghitung frekuensi resonansi elektron. Tergantung pada jenis partikel yang membentuk sistem resonansi, resonansi paramagnetik elektron (EPR) dan resonansi magnetik nuklir (NMR) dibedakan.

4. Resonansi paramagnetik elektron (EPR) ditemukan pada tahun 1944 oleh E.K. Zavoisky dalam studi penyerapan energi e/m oleh garam logam paramagnetik. Dia memperhatikan bahwa kristal tunggal CuCl2 yang ditempatkan dalam medan magnet konstan 40 Gauss (4mT) mulai menyerap radiasi gelombang mikro pada frekuensi sekitar 133 MHz.

Ion paramagnetik pengotor yang secara khusus dimasukkan ke dalam kristal diamagnetik ternyata merupakan probe yang sangat baik untuk mempelajari struktur dan simetri lokal, sifat ikatan kimia antara ion pengotor dan lingkungan kristal, interaksi elektronik-getaran, dll. dengan metode EPR.

Perangkat spektrometer radio EPR dalam banyak hal menyerupai perangkat spektrofotometer untuk mengukur penyerapan optik di bagian spektrum yang terlihat dan ultraviolet.

Radiasi yang telah melewati sampel yang diukur memasuki detektor di spektrometer radio dan di spetrofotometer, kemudian sinyal detektor diperkuat dan direkam pada perekam komputer.

5. Resonansi magnetik nuklir (NMR) terdiri dari penyerapan resonansi energi e / m karena magnet inti. Frekuensi medan e/m yang menyebabkan transisi antara tingkat tetangga ditentukan oleh kondisi frekuensi Bohr. Ini memungkinkan untuk mendeteksi sinyal dari inti yang intensitas sinyal NMRnya berkali-kali lebih rendah daripada intensitas sinyal hidrogen.

Spektrum NMR resolusi tinggi biasanya terdiri dari garis-garis (sinyal) yang sempit dan terselesaikan dengan baik yang sesuai dengan inti magnetik di berbagai lingkungan kimia. Intensitas (area) sinyal selama perekaman spektrum sebanding dengan jumlah inti magnetik di setiap kelompok, yang memungkinkan untuk melakukan analisis kuantitatif menggunakan spektrum NMR tanpa kalibrasi awal.

6. EPR dalam kedokteran dan biologi.

Spektrometer EPR modern memungkinkan untuk mempelajari molekul paramagnetik secara langsung selama fungsi sistem biologis pada berbagai tingkat organisasi struktural dan fungsionalnya, seperti molekul biopolimer, kompleks makromolekul dan struktur subseluler, sel, organ individu hewan dan tumbuhan, serta seluruh organisme.

Kemungkinan luas metode EPR dalam ilmu dan praktik kedokteran telah ditunjukkan oleh penelitian yang mendaftarkan radikal bebas dalam berbagai suspensi sel: jaringan otot, kelenjar pituitari, kelenjar tiroid, kelenjar adrenal, sel epitel lensa mata. Metode EPR digunakan untuk mempelajari efek zat beracun tertentu pada manusia.

Yang menarik bagi mikrobiologi medis adalah data bahwa kandungan radikal bebas dalam jaringan, sel, dan biomakromolekul secara signifikan dipengaruhi oleh sejumlah kecil air dan oksigen yang terikat secara struktural. Metode EPR digunakan untuk mengontrol pengawetan bahan biologis seperti darah, vaksin, serum, pengganti darah, dan produk makanan. Sejumlah penyakit serius, seperti kolera, diabetes mellitus, dll., disertai dengan dehidrasi tubuh yang signifikan.

Arah khusus dalam penerapan EPR - spektroskopi untuk penelitian biomedis adalah yang disebut metode spin-imunologis. Ini berhasil digunakan untuk menentukan sejumlah kecil zat narkotika dalam cairan biologis (urin, darah, air liur). Tidak seperti radio-immunoassay, sip-immunoassay tidak memerlukan perlindungan khusus untuk memastikan keamanan, seperti biasa ketika bekerja dengan isotop.

Sejumlah karya telah menunjukkan kemungkinan metode EPR untuk mendiagnosis penyakit jantung koroner. Dengan menggunakan metode EPR, dimungkinkan untuk mendiagnosis diabetes mellitus tergantung insulin sesuai dengan tingkat keparahannya.

Dengan menggunakan metode EPR, dilakukan pemeriksaan biodosimetrik populasi yang terkena pencemaran radioaktif lingkungan.

MRI dimulai sebagai teknik pencitraan tomografi yang menghasilkan gambar sinyal NMR dari bagian tipis yang melewati tubuh manusia. MRI telah berkembang dari teknik pencitraan tomografi ke teknik pencitraan volumetrik. Metode ini telah memantapkan dirinya sebagai sangat informatif, dan karena relatif muda, terus berkembang, membuka peluang baru.

Pencitraan resonansi magnetik (MRI)

Magnetic Resonance Imaging (MRI) adalah teknik pencitraan terutama digunakan dalam pengaturan medis untuk mendapatkan gambar berkualitas tinggi dari organ tubuh manusia. Metode ini didasarkan pada prinsip resonansi magnetik nuklir (NMR), metode spektroskopi yang digunakan oleh para ilmuwan untuk memperoleh informasi tentang sifat kimia dan fisik molekul. Tetapi terlepas dari fondasinya, metode ini menyebar dengan nama pencitraan resonansi magnetik - MRI, dan bukan pencitraan resonansi magnetik nuklir - NMRI, dan alasannya adalah asosiasi negatif dengan kata "nuklir" yang muncul sehubungan dengan kecelakaan tragis itu. di pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl pada tahun 1986. Pada saat itu, istilah tomografi NMR digantikan oleh MRI, sehingga indikasi asal usul metode "nuklir" menghilang dari istilah baru, yang memungkinkannya berintegrasi dengan mulus ke dalam praktik medis sehari-hari. Namun terlepas dari nama asli ini - MRI, juga terjadi.

Sejarah perkembangan MRI

Pada tahun 1946, Felix Bloch dari Stanford University dan Edward Purcell dari Harvard University secara independen menemukan fenomena resonansi magnetik nuklir. Pada tahun 1952, keduanya dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisika "untuk pengembangan metode baru untuk pengukuran magnetik nuklir yang akurat dan penemuan terkait." Antara 1950 dan 1970, NMR dikembangkan dan digunakan untuk analisis molekuler kimia dan fisik. Pada tahun 1972, pemindai tomografi komputer (CT) sinar-X pertama diuji secara klinis. Tanggal ini merupakan tonggak sejarah dalam sejarah MRI, karena menunjukkan bahwa institusi medis bersedia menghabiskan banyak uang untuk peralatan pencitraan.

Tahun berdirinya pencitraan resonansi magnetik dianggap tahun 1973, ketika Paul Lauterbur, profesor kimia dan radiologi di Stony Brook University of New York, menerbitkan sebuah artikel di jurnal Nature “Menciptakan gambar menggunakan interaksi lokal yang diinduksi; contoh berdasarkan resonansi magnetik" di mana gambar tiga dimensi objek yang diperoleh dari spektrum resonansi magnetik proton air dari objek ini disajikan. Karya ini membentuk dasar dari metode magnetic resonance imaging (MRI). Kemudian, Dr. Peter Mansfield meningkatkan algoritma matematika untuk akuisisi citra. Keduanya dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran 2003 atas kontribusi mereka yang menentukan dalam penemuan dan pengembangan pencitraan resonansi magnetik.

Pada tahun 1975, Richard Ernst mengusulkan pencitraan resonansi magnetik menggunakan pengkodean fase dan frekuensi, teknik yang saat ini digunakan dalam MRI. Pada tahun 1980, Edelstein dan rekan kerjanya mendemonstrasikan pemetaan tubuh manusia menggunakan metode ini. Butuh waktu sekitar 5 menit untuk mendapatkan satu gambar. Pada tahun 1986, waktu tampilan telah dikurangi menjadi 5 detik tanpa kehilangan kualitas yang berarti. Pada tahun yang sama, mikroskop NMR dibuat yang memungkinkan untuk mencapai resolusi 10 mm pada sampel 1 cm. Pada tahun 1988, Dumoulin meningkatkan angiografi MRI, yang memungkinkan untuk menampilkan darah yang mengalir tanpa menggunakan agen kontras. Pada tahun 1989, metode tomografi planar diperkenalkan yang memungkinkan gambar ditangkap pada frekuensi video (30 ms). Banyak dokter berpikir bahwa metode ini akan menemukan aplikasi dalam MRI sendi yang dinamis, tetapi sebaliknya, metode ini digunakan untuk menggambarkan area otak yang bertanggung jawab untuk berpikir dan aktivitas motorik. Pada tahun 1991, Richard Ernst dianugerahi Hadiah Nobel Kimia untuk prestasinya dalam NMR berdenyut dan MRI. Pada tahun 1994, para peneliti di Universitas Negeri New York di Stony Brock dan Universitas Princeton mendemonstrasikan pencitraan gas 129Xe hiperpolarisasi untuk studi respirasi. Raymond Damadian, salah satu peneliti pertama prinsip-prinsip MRI, pemegang paten untuk MRI dan pencipta pemindai MRI komersial pertama, juga memberikan kontribusi yang terkenal pada penciptaan pencitraan resonansi magnetik.

Tomografi pertama untuk memeriksa tubuh manusia muncul di klinik pada 1980-1981, dan hari ini tomografi telah menjadi seluruh bidang kedokteran. Magnetic resonance imaging (MRI) adalah salah satu alat diagnostik modern paling efektif yang memungkinkan Anda memvisualisasikan otak, sumsum tulang belakang, dan organ dalam lainnya dengan kualitas tinggi. Teknik MRI modern memungkinkan untuk mempelajari fungsi organ secara non-invasif - untuk mengukur kecepatan aliran darah, aliran cairan serebrospinal, untuk menentukan tingkat difusi dalam jaringan, untuk melihat aktivasi korteks serebral selama berfungsi organ yang menjadi tanggung jawab area korteks ini (MRI fungsional). Menurut banyak ilmuwan, kemunculan CT dan MRI-lah yang menjadi pendorong kemajuan kedokteran modern yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam beberapa tahun terakhir.

Pencitraan resonansi magnetik(Pencitraan Resonansi Magnetik Nuklir, MRI, NMRI, NMR, MRI) adalah metode non-radiologis untuk mempelajari organ dalam dan jaringan manusia. Itu tidak menggunakan sinar-X, membuat metode ini aman bagi kebanyakan orang.

Bagaimana studi dilakukan?

teknologi MRI agak rumit: efek penyerapan resonansi gelombang elektromagnetik oleh atom digunakan. Seseorang ditempatkan dalam medan magnet yang diciptakan oleh peralatan. Molekul-molekul dalam tubuh pada saat yang sama terbuka sesuai dengan arah medan magnet. Setelah itu, gelombang radio dipindai. Perubahan keadaan molekul dicatat pada matriks khusus dan dikirim ke komputer, di mana data yang diterima diproses. Tidak seperti computed tomography, MRI memungkinkan Anda untuk mendapatkan gambar dari proses patologis di bidang yang berbeda.

Pencitraan resonansi magnetik tampilannya mirip dengan komputer. Pemeriksaan dilakukan dengan cara yang sama seperti CT scan. Meja secara bertahap bergerak di sepanjang pemindai. MRI membutuhkan lebih banyak waktu daripada CT dan biasanya memakan waktu setidaknya 1 jam (diagnosis satu bagian tulang belakang membutuhkan waktu 20-30 menit).

Metodenya dinamai pencitraan resonansi magnetik, daripada pencitraan resonansi magnetik nuklir (NMRI) karena asosiasi negatif dengan kata "nuklir" pada akhir 1970-an. MRI didasarkan pada prinsip-prinsip resonansi magnetik nuklir (NMR), teknik spektroskopi yang digunakan oleh para ilmuwan untuk memperoleh data tentang sifat kimia dan fisik molekul. MRI dimulai sebagai teknik pencitraan tomografi yang menghasilkan gambar sinyal NMR dari bagian tipis yang melewati tubuh manusia. MRI telah berkembang dari teknik pencitraan tomografi ke teknik pencitraan volumetrik.

Metode ini sangat efektif untuk belajar proses dinamis(misalnya, keadaan aliran darah dan hasil pelanggarannya) di organ dan jaringan.

Manfaat Pencitraan Resonansi Magnetik

Sekarang tentang bahaya Medan gaya tidak ada yang diketahui. Namun, sebagian besar ilmuwan percaya bahwa dalam kondisi di mana tidak ada data tentang keamanannya yang lengkap, wanita hamil tidak boleh menjadi subjek penelitian semacam itu. Untuk alasan ini, serta karena biaya tinggi dan ketersediaan peralatan yang rendah, computed tomography dan MRI ditentukan sesuai dengan indikasi yang ketat dalam kasus diagnosis kontroversial atau ketidakefektifan metode penelitian lainnya. MRI juga tidak dapat dilakukan pada orang-orang yang tubuhnya memiliki berbagai struktur logam - sendi buatan, alat pacu jantung, defibrillator, struktur ortopedi yang menahan tulang, dll.

Seperti metode penelitian lainnya, pencitraan resonansi terkomputasi dan magnetik hanya diresepkan oleh dokter. Tidak semua institusi medis melakukan penelitian ini, jadi jika perlu, coba hubungi pusat diagnostik.

MRI - pencitraan resonansi magnetik - modern, aman(tanpa radiasi pengion) dan metode diagnostik radiasi yang andal. MRI adalah studi unik dan praktis tak tertandingi untuk mendiagnosis penyakit pada sistem saraf pusat, tulang belakang, sistem muskuloskeletal, dan sejumlah organ dalam.

Persiapan khusus untuk penelitian ini tidak diperlukan, kecuali untuk pemeriksaan organ panggul, bila diperlukan kandung kemih yang penuh. Selama pemeriksaan, pasien ditempatkan dalam posisi horizontal dalam terowongan sempit (pipa) dengan medan magnet yang kuat selama kurang lebih 15 hingga 20 menit, tergantung pada jenis pemeriksaan. Pasien harus mempertahankan imobilitas lengkap dari area anatomi yang diteliti. Prosedur MRI tidak menimbulkan rasa sakit, tetapi disertai dengan banyak kebisingan. Headphone akan disediakan untuk mengurangi ketidaknyamanan.

Ketidaknyamanan psikologis juga dimungkinkan karena berada di ruang terbatas. Pendamping dapat berada di ruang MRI (magnetic resonance imaging) dengan pasien, asalkan mereka tidak memiliki kontraindikasi untuk berada di medan magnet dan setelah menandatangani persetujuan untuk setiap orang di area radiasi magnetik.

Pencitraan resonansi magnetik - MRI - sebelum dan sesudah.

Sebelum melakukan pemeriksaan MRI, perlu untuk mengisi kuesioner yang memungkinkan Anda mengidentifikasi adanya kontraindikasi terhadap prosedur tersebut. Kontraindikasi pemeriksaan MRI adalah: pasien memiliki alat pacu jantung (pacemaker jantung), alat bantu dengar dan implan yang tidak diketahui asalnya; perilaku pasien yang tidak memadai (agitasi psikomotor, serangan panik), keadaan keracunan alkohol atau obat-obatan, claustrophobia (ketakutan dan ketidaknyamanan yang parah ketika berada di ruang terbatas), ketidakmampuan untuk tetap diam selama seluruh studi (misalnya, karena sakit parah atau perilaku yang tidak tepat), kebutuhan untuk memantau tanda-tanda vital secara konstan (EKG, tekanan darah, laju pernapasan) dan resusitasi berkelanjutan (misalnya pernapasan buatan).

Jika ada sejarah operasi dan benda asing(implan), sertifikat untuk bahan implan atau sertifikat dari dokter yang merawat yang melakukan operasi (implantasi) tentang keamanan melakukan studi MRI dengan bahan ini diperlukan. Informasi untuk pasien wanita: menstruasi, keberadaan alat kontrasepsi dalam rahim, serta menyusui bukan merupakan kontraindikasi untuk penelitian ini. Kehamilan dianggap sebagai kontraindikasi relatif, sehubungan dengan itu kesimpulan dari seorang ginekolog diperlukan tentang kemungkinan melakukan studi MRI. Keputusan akhir untuk menolak pemeriksaan MRI pada pasien dibuat segera sebelum pemeriksaan oleh ahli radiologi MRI yang bertugas.

Karena kehadiran yang kuat Medan gaya dilarang membawa kursi roda untuk pasien yang terbaring di tempat tidur, kursi roda, alat bantu untuk bergerak (kruk, tongkat, rangka) yang mengandung komponen logam ke dalam ruang MRI. Barang-barang pribadi, perhiasan dan barang berharga, pakaian yang mengandung logam dan perangkat elektromagnetik tidak diperbolehkan di ruang pemindaian MRI dan dapat ditinggalkan di brankas di ruang kontrol MRI.
Pencitraan resonansi magnetik tidak berbahaya!

Pasien perlu menyadari bahwa pencitraan resonansi magnetik, sebagai penelitian, memiliki batas diagnostik tertentu, serta kemungkinan sensitivitas dan spesifisitas yang terbatas dalam diagnosis proses patologis. Dalam hal ini, serta jika ada keraguan tentang kelayakan penelitian, disarankan untuk berkonsultasi dengan dokter atau dokter MRI Anda. Keputusan untuk melakukan studi MRI dan memilih area studi anatomi dibuat oleh pasien berdasarkan rujukan dari dokter yang hadir atau atas inisiatifnya sendiri. Sebelum melakukan studi MRI, pasien secara mandiri menunjukkan area anatomi studi secara tertulis, sehingga menegaskan perlunya mempelajari area ini. Setelah pemeriksaan MRI, klaim tidak diterima, dan pembayaran untuk pemeriksaan MRI tidak dapat dikembalikan.

Dalam beberapa kasus, ada kebutuhan diagnostik untuk MRI studi dengan peningkatan kontras intravena. Studi ini dilakukan hanya ke arah dokter yang hadir atau dokter MRI. Pengenalan agen kontras mengandung risiko minimal reaksi yang merugikan. Pasien akan diminta untuk mengisi kuesioner tambahan - lembar persetujuan untuk pemberian zat kontras secara intravena. Kontraindikasi untuk peningkatan kontras internal adalah kehamilan, menyusui, hipersensitivitas yang diidentifikasi sebelumnya terhadap obat-obatan dari kelompok ini, serta gagal ginjal.

Untuk peningkatan efisiensi diagnostik Pemeriksaan MRI, pasien disarankan untuk membawa data pemeriksaan MRI sebelumnya, metode radiasi lainnya, diagnostik laboratorium atau fungsional, serta kartu rawat jalan atau rujukan dari dokter yang merawat yang menunjukkan area dan tujuan pemeriksaan.
Pusat kami dilengkapi dengan tomografi resonansi magnetik Magnetom Harmony dari Siemens

Pusat kami melakukan pemeriksaan MRI otak (kepala), tulang belakang, persendian dan seluruh tubuh. Klinik kami memiliki Magnetic Resonance Tomograph berdasarkan penggunaan magnet superkonduktor dengan kekuatan medan 1,0 T.

Desain magnet yang lembut (hanya 160cm termasuk sarungnya) dan akses pasien anterior-frontal untuk kenyamanan pasien, sangat mengurangi masalah claustrophobia.

Satu set gradien kinerja tinggi (20 mT/m pada 50 T/m/s, 30 mT/m pada 75 T/m/s dan 30 mT/m pada 125 T/m/s di masing-masing x, y , z axes) ), teknologi melingkar-terpolarisasi dari kumparan RF multi-elemen digabungkan menjadi satu array virtual untuk penggunaan panorama mereka, dan urutan pulsa unik terbaru dalam variasi berorientasi klinis mereka (TrueFisp, VIBE, HASTE, EPI, PSIF-Diffusion , dll.) untuk semua jenis pemeriksaan rutin dan kecepatan tinggi baik dengan dan tanpa menahan napas (neuro: pemeriksaan kepala dan tulang belakang, ortopedi, perut, angiografik dan kardiologis), tetapi juga spektroskopi proton, studi fungsional otak, dll.

Pemindai dengan teknologi Kelas maestro yang memungkinkan untuk memastikan kecerdasan dan keahlian pemeriksaan MRI (magnetic resonance imaging) (Pemrosesan inline dan koreksi perpindahan dalam proses pengumpulan data 1D, 2D, 3D PACE) dan tambahan meningkatkan kecepatan pengumpulan data menggunakan teknologi iPAT hingga 2 -3 kali. Hasilnya, Maestro lass memperluas kemampuan aplikasi yang ada dan membuka yang baru.

Saat ini, semakin banyak pasien yang dirujuk bukan untuk radiografi atau ultrasound, tetapi untuk pencitraan resonansi magnetik nuklir. Metode penelitian ini didasarkan pada inti magnet. Pertimbangkan apa itu, apa kelebihannya dan dalam kasus apa itu dilakukan.

Metode diagnostik ini didasarkan pada resonansi magnetik nuklir. Dalam medan magnet luar, inti atom hidrogen, atau proton, berada dalam dua keadaan yang saling berlawanan. Anda dapat mengubah arah momen magnet inti dengan bekerja padanya dengan sinar elektromagnetik dengan frekuensi tertentu.

Menempatkan proton dalam medan magnet luar menyebabkan perubahan momen magnet dengan kembali ke posisi semula. Ini melepaskan sejumlah energi. memperbaiki perubahan jumlah energi tersebut.

Tomografi menggunakan medan magnet yang sangat kuat. Elektromagnet biasanya mampu mengembangkan medan magnet dengan kekuatan 3, terkadang hingga 9 T. Ini sama sekali tidak berbahaya bagi manusia. Sistem tomografi memungkinkan Anda untuk melokalisasi arah medan magnet untuk mendapatkan gambar dengan kualitas terbaik.

Tomografi magnetik nuklir

Metode diagnostik didasarkan pada perbaikan respons elektromagnetik dari inti atom (proton), yang terjadi karena eksitasinya oleh gelombang elektromagnetik dalam medan magnet tegangan tinggi. Pencitraan resonansi magnetik pertama kali dibahas pada tahun 1973. Kemudian ilmuwan Amerika P. Laterbur mengusulkan untuk mempelajari objek dalam medan magnet yang berubah. Karya-karya ilmuwan ini menjadi awal era baru dalam kedokteran.

Dengan bantuan tomografi resonansi magnetik, menjadi mungkin untuk mempelajari jaringan dan rongga tubuh manusia karena tingkat kejenuhan jaringan dengan hidrogen. Agen kontras pencitraan resonansi magnetik sering digunakan. Paling sering, ini adalah persiapan gadolinium, yang mampu mengubah respons proton.
Istilah "MRI nuklir" ada hingga 1986.

Sehubungan dengan radiofobia di antara penduduk sehubungan dengan bencana di pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl, diputuskan untuk menghapus kata "nuklir" dari nama metode diagnostik baru. Namun, ini memungkinkan pencitraan resonansi magnetik dengan cepat memasuki praktik mendiagnosis banyak penyakit. Saat ini, metode ini adalah kunci untuk mengidentifikasi banyak penyakit yang baru-baru ini sulit didiagnosis.

Bagaimana diagnosis dilakukan?

MRI menggunakan medan magnet yang sangat kuat. Dan meskipun tidak berbahaya bagi manusia, bagaimanapun, dokter dan pasien harus mematuhi aturan tertentu.

Pertama-tama, sebelum prosedur diagnostik, pasien mengisi kuesioner khusus. Di dalamnya, ia menunjukkan keadaan kesehatan, serta pernyataan tentang dirinya sendiri. Pemeriksaan dilakukan di ruangan yang disiapkan khusus dengan kabin untuk berganti pakaian dan barang-barang pribadi.

Agar tidak membahayakan dirinya sendiri, dan juga untuk memastikan kebenaran hasil, pasien harus melepas semua barang yang mengandung logam, meninggalkan ponsel, kartu kredit, jam tangan, dll di loker untuk barang-barang pribadi. Sangat diinginkan bagi wanita untuk mencuci kosmetik dekoratif dari kulit.
Selanjutnya, pasien ditempatkan di dalam tabung tomografi. Atas arahan dokter, area pemeriksaan ditentukan. Setiap zona diperiksa selama sepuluh sampai dua puluh menit. Selama waktu ini, pasien harus tetap diam. Kualitas gambar akan tergantung pada ini. Dokter dapat memperbaiki posisi pasien, jika perlu.

Selama pengoperasian perangkat, suara seragam terdengar. Ini normal dan menunjukkan bahwa penelitian berjalan dengan benar. Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat, agen kontras dapat diberikan secara intravena kepada pasien. Dalam beberapa kasus, dengan pengenalan zat semacam itu, gelombang panas terasa. Ini benar-benar normal.

Kurang lebih setengah jam setelah penelitian, dokter dapat menerima protokol penelitian (kesimpulan). Sebuah disk dengan hasil juga dikeluarkan.

Manfaat MRI Nuklir

Manfaat dari survei semacam itu antara lain sebagai berikut.

1. Kemampuan untuk mendapatkan gambar jaringan tubuh berkualitas tinggi dalam tiga proyeksi. Ini sangat meningkatkan visualisasi jaringan dan organ. Dalam hal ini, MRI jauh lebih baik daripada diagnosa computed tomography, radiografi dan ultrasound.
2. Gambar 3D berkualitas tinggi memberikan diagnosis yang akurat, yang meningkatkan perawatan dan meningkatkan kemungkinan pemulihan.
3. Karena dimungkinkan untuk mendapatkan gambar berkualitas tinggi pada MRI, penelitian semacam itu adalah yang terbaik untuk mendeteksi tumor, gangguan sistem saraf pusat, dan kondisi patologis sistem muskuloskeletal. Dengan demikian, menjadi mungkin untuk mendiagnosis penyakit-penyakit yang sampai saat ini sulit atau tidak mungkin untuk dideteksi.
4. Perangkat modern untuk tomografi memungkinkan Anda mendapatkan gambar berkualitas tinggi tanpa mengubah posisi pasien. Dan untuk pengkodean informasi, metode yang sama digunakan seperti pada computed tomography. Ini memudahkan diagnosis, karena dokter melihat gambar tiga dimensi dari seluruh organ. Juga, dokter bisa mendapatkan gambar organ tertentu berlapis-lapis.
5. Pemeriksaan semacam itu dengan baik menentukan perubahan patologis paling awal pada organ. Dengan demikian, dimungkinkan untuk mendeteksi penyakit pada tahap ketika pasien belum merasakan gejala.
6. Selama penelitian tersebut, pasien tidak terkena radiasi pengion. Ini secara signifikan memperluas cakupan MRI.
7. Prosedur MRI sama sekali tidak menimbulkan rasa sakit dan tidak menimbulkan ketidaknyamanan bagi pasien.

Indikasi untuk MRI

Ada banyak indikasi untuk pencitraan resonansi magnetik.

• Gangguan sirkulasi serebral.
• Kecurigaan neoplasma otak, kerusakan selaputnya.
• Penilaian keadaan organ setelah operasi.
• Diagnosis fenomena inflamasi.
• Kejang, epilepsi.
• Cedera otak traumatis.
• Penilaian kondisi kapal.
• Penilaian kondisi tulang dan sendi.
• Diagnosis jaringan lunak tubuh.
• Penyakit tulang belakang (termasuk osteochondrosis, spondyloarthrosis).
• Cedera tulang belakang.
• Penilaian keadaan sumsum tulang belakang, termasuk kecurigaan proses ganas.
• Osteoporosis.
• Penilaian keadaan organ peritoneum, serta ruang retroperitoneal. MRI diindikasikan untuk penyakit kuning, hepatitis kronis, kolesistitis, kolelitiasis, kerusakan hati seperti tumor, pankreatitis, penyakit lambung, usus, limpa, ginjal.
• Diagnosis kista.
• Diagnosis keadaan kelenjar adrenal.
• Penyakit pada organ panggul.
• Patologi urologi.
• Penyakit ginekologi.
• Penyakit pada organ rongga dada.

Selain itu, pencitraan resonansi magnetik seluruh tubuh diindikasikan jika dicurigai adanya neoplasma. MRI dapat digunakan untuk mencari metastasis jika tumor primer didiagnosis.

Ini bukan daftar lengkap indikasi untuk pencitraan resonansi magnetik. Aman untuk mengatakan bahwa tidak ada organisme dan penyakit yang tidak dapat dideteksi menggunakan metode diagnostik ini. Karena kemungkinan pengobatan berkembang, dokter memiliki kemungkinan yang hampir tidak terbatas untuk mendiagnosis dan mengobati banyak penyakit berbahaya.

Kapan pencitraan resonansi magnetik dikontraindikasikan?

Ada sejumlah kontraindikasi absolut dan relatif untuk MRI. Kontraindikasi absolut meliputi:

1. Kehadiran alat pacu jantung. Hal ini disebabkan fakta bahwa fluktuasi medan magnet mampu beradaptasi dengan irama jantung dan dengan demikian bisa berakibat fatal.
2. Adanya implan feromagnetik atau elektronik yang terpasang di telinga tengah.
3. Implan logam besar.
4. Kehadiran fragmen feromagnetik di dalam tubuh.
5. Ketersediaan peralatan Ilizarov.

Kontraindikasi relatif (bila penelitian dimungkinkan dalam kondisi tertentu) meliputi:

Saat melakukan MRI dengan kontras, kontraindikasi adalah anemia, gagal ginjal kronis dekompensasi, kehamilan, intoleransi individu.

Kesimpulan

Pentingnya pencitraan resonansi magnetik untuk diagnosis tidak dapat ditaksir terlalu tinggi. Ini adalah cara yang sempurna, non-invasif, tidak menyakitkan dan tidak berbahaya untuk mendeteksi banyak penyakit. Dengan diperkenalkannya pencitraan resonansi magnetik, perawatan pasien juga meningkat, seperti yang diketahui oleh dokter diagnosis yang akurat dan ciri-ciri dari semua proses yang terjadi dalam tubuh pasien.

Tidak perlu takut dengan MRI. Pasien tidak merasakan sakit apapun selama prosedur. Ini tidak ada hubungannya dengan radiasi nuklir atau sinar-x. Juga tidak mungkin untuk menolak prosedur seperti itu.

NMR atau dalam bahasa Inggris NMR imaging adalah singkatan dari frase "resonansi magnetik nuklir". Metode penelitian ini memasuki praktik medis di tahun 80-an abad terakhir. Ini berbeda dari tomografi sinar-X. Radiasi yang digunakan dalam NMR mencakup rentang gelombang radio dengan panjang gelombang dari 1 hingga 300 m. Dengan analogi dengan CT, tomografi magnetik nuklir menggunakan kontrol otomatis pemindaian komputer dengan pemrosesan gambar berlapis struktur organ dalam.

Apa inti dari MRI?

NMR didasarkan pada medan magnet yang kuat, serta gelombang radio, yang memungkinkan untuk membentuk gambar tubuh manusia dari gambar individu (pindaian). Teknik ini diperlukan untuk perawatan darurat pada pasien dengan cedera dan kerusakan otak, serta untuk pemeriksaan rutin. NMRI disebut penyerapan selektif gelombang elektromagnetik oleh suatu zat (tubuh manusia) yang berada dalam medan magnet. Ini menjadi mungkin dengan adanya inti dengan momen magnetik bukan nol. Pertama, gelombang radio diserap, kemudian gelombang radio dipancarkan oleh inti dan mereka pergi ke tingkat energi yang rendah. Kedua proses dapat diperbaiki dalam studi dan penyerapan inti. NMR menciptakan medan magnet yang tidak seragam. Anda hanya perlu menyetel antena pemancar dan penerima tomografi NMR ke area jaringan atau organ yang ditentukan secara ketat dan mengambil pembacaan dari titik-titik dengan mengubah frekuensi penerimaan gelombang.

Saat memproses informasi dari titik yang dipindai, gambar semua organ dan sistem diperoleh di berbagai bidang, dalam potongan, gambar tiga dimensi resolusi tinggi dari jaringan dan organ terbentuk. Teknologi tomografi magnetik - nuklir sangat kompleks, didasarkan pada prinsip penyerapan resonansi gelombang elektromagnetik oleh atom. Seseorang ditempatkan dalam suatu peralatan dengan medan magnet yang kuat. Molekul-molekul di sana berputar ke arah medan magnet. Kemudian gelombang listrik dipindai, perubahan molekul pertama dicatat pada matriks khusus, dan kemudian ditransfer ke komputer dan semua data diproses.

Aplikasi NMRI

Tomografi NMR memiliki cakupan aplikasi yang cukup luas, sehingga lebih sering digunakan sebagai alternatif dari computed tomography. Daftar penyakit yang dapat dideteksi menggunakan MRI sangat banyak.

• Otak.

Paling sering, penelitian semacam itu digunakan untuk memindai otak untuk cedera, tumor, demensia, epilepsi, dan masalah dengan pembuluh otak.

• Sistem kardiovaskular.

Dalam diagnosis jantung dan pembuluh darah, NMR melengkapi metode seperti angiografi dan CT.
MRI dapat mendeteksi kardiomiopati, penyakit jantung bawaan, perubahan vaskular, iskemia miokard, distrofi dan tumor di area jantung dan pembuluh darah.

• Sistem muskuloskeletal.

Tomografi NMR banyak digunakan dalam diagnosis masalah dengan sistem muskuloskeletal. Dengan metode diagnostik ini, ligamen, tendon, dan struktur tulang dibedakan dengan sangat baik.

• Organ dalam.

Dalam studi saluran pencernaan dan hati menggunakan pencitraan resonansi magnetik nuklir, Anda bisa mendapatkan informasi lengkap tentang limpa, ginjal, hati, pankreas. Jika Anda juga memperkenalkan agen kontras, maka menjadi mungkin untuk melacak kemampuan fungsional organ-organ ini dan sistem vaskularnya. Dan program komputer tambahan memungkinkan Anda membuat gambar usus, kerongkongan, saluran empedu, bronkus.

Pencitraan resonansi magnetik nuklir dan MRI: apakah ada perbedaan

Terkadang Anda bisa bingung dengan nama MRI dan MRI. Apakah ada perbedaan antara kedua prosedur ini? Anda pasti bisa menjawab tidak.
Awalnya, pada saat penemuan pencitraan resonansi magnetik, namanya mengandung kata lain "nuklir", yang menghilang seiring waktu, hanya menyisakan singkatan MRI.

Pencitraan resonansi magnetik nuklir mirip dengan mesin sinar-X, namun prinsip operasi dan kemampuannya agak berbeda. MRI membantu untuk mendapatkan gambaran visual dari otak dan sumsum tulang belakang, organ lain dengan jaringan lunak. Dengan bantuan tomografi, dimungkinkan untuk mengukur kecepatan aliran darah, aliran cairan serebrospinal dan cairan serebrospinal. Dimungkinkan juga untuk mempertimbangkan bagaimana satu atau lain bagian dari korteks serebral diaktifkan tergantung pada aktivitas manusia. Dokter selama penelitian melihat gambar tiga dimensi, yang memungkinkannya bernavigasi dalam menilai keadaan seseorang.

Ada beberapa metode penelitian: angiografi, perfusi, difusi, spektroskopi. Pencitraan resonansi magnetik nuklir adalah salah satu metode penelitian terbaik, karena memungkinkan Anda untuk mendapatkan gambar tiga dimensi dari keadaan organ dan jaringan, yang berarti bahwa diagnosis akan dibuat lebih akurat dan perawatan yang tepat akan dipilih. Pemeriksaan NMR organ dalam seseorang persis gambar, bukan jaringan nyata. Pola muncul pada film fotosensitif ketika sinar-x diserap ketika sinar-x diambil.

Keuntungan utama dari pencitraan NMR

Keuntungan dari tomografi NMR dibandingkan metode penelitian lainnya adalah banyak sisi dan signifikan.

Kekurangan MRI

Namun tentu saja cara ini bukan tanpa kekurangan.

• Konsumsi energi yang besar. Pengoperasian ruang membutuhkan banyak listrik dan teknologi mahal untuk superkonduktivitas normal. Namun magnet dengan daya tinggi tidak berdampak negatif bagi kesehatan manusia.
• Durasi proses. Pencitraan resonansi magnetik nuklir kurang sensitif dibandingkan sinar-X. Oleh karena itu, diperlukan lebih banyak waktu untuk transiluminasi. Selain itu, distorsi gambar dapat terjadi karena gerakan pernapasan, yang mendistorsi data saat melakukan studi paru-paru dan jantung.
• Di hadapan penyakit seperti claustrophobia, itu merupakan kontraindikasi untuk penelitian menggunakan MRI. Juga tidak mungkin untuk mendiagnosis menggunakan MRI jika ada implan logam besar, alat pacu jantung, alat pacu jantung buatan. Selama kehamilan, diagnosis dilakukan hanya dalam kasus luar biasa.

Setiap benda kecil dalam tubuh manusia dapat diperiksa dengan pencitraan NMR. Hanya dalam beberapa kasus distribusi konsentrasi unsur-unsur kimia dalam tubuh harus dimasukkan. Untuk membuat pengukuran lebih sensitif, sejumlah besar sinyal harus dikumpulkan dan dijumlahkan. Dalam hal ini, gambar yang jelas dengan kualitas tinggi diperoleh, yang secara memadai menyampaikan kenyataan. Ini juga terkait dengan durasi tinggal seseorang di ruangan untuk pencitraan NMR. Anda harus berbaring diam untuk waktu yang lama.

Sebagai kesimpulan, kita dapat mengatakan bahwa pencitraan resonansi magnetik nuklir adalah metode diagnostik yang cukup aman dan sama sekali tidak menyakitkan, yang memungkinkan Anda untuk sepenuhnya menghindari paparan sinar-x. Program komputer memungkinkan Anda untuk memproses pemindaian yang dihasilkan dengan pembentukan gambar virtual. Batas NMR benar-benar tidak terbatas.

Bahkan sekarang, metode diagnostik ini merupakan pendorong perkembangannya yang pesat dan aplikasinya yang luas dalam kedokteran. Metode ini dibedakan oleh bahayanya yang rendah terhadap kesehatan manusia, tetapi pada saat yang sama memungkinkan Anda untuk memeriksa dengan cermat struktur organ, baik pada orang yang sehat maupun pada penyakit yang ada.