Apakah resonans magnetik?



The resonans magnetik (RM) adalah teknik neuroimaging yang paling biasa digunakan dalam neurosciences kerana pelbagai kelebihannya, yang utama adalah bahawa ia adalah teknik bukan invasif dan ia adalah teknik resonans magnetik dengan resolusi spatial tertinggi.

Sebagai teknik bukan invasif, tidak perlu membuka luka untuk melaksanakannya dan juga tidak menyakitkan. Resolusi spatialnya membolehkan mengenal pasti struktur pada milimeter, ia juga mempunyai resolusi temporal yang baik, lebih rendah daripada yang kedua, walaupun ini tidak sebanding dengan teknik lain, seperti elektroensefalografi (EEG).

Resolusi spatial yang tinggi membolehkannya menyiasat aspek dan ciri morfologi di peringkat tisu. Seperti metabolisme, jumlah darah atau hemodinamik.

Teknik ini dianggap tidak berbahaya, iaitu, ia tidak menghasilkan apa-apa kerosakan dalam organisma orang yang kepadanya ia dibuat, kerana sebab ini ia juga tidak menyakitkan. Walaupun, peserta mesti memasuki medan magnet, ini tidak menimbulkan risiko kepada individu, kerana bidang ini sangat kecil, biasanya sama dengan atau kurang dari 3 teslas (3 T).

Tetapi tidak semua adalah kelebihan, RM adalah teknik sukar untuk melakukan dan menganalisa, jadi para profesional harus melakukan latihan sebelumnya. Di samping itu, pemasangan dan jentera yang mahal perlu, oleh itu, ia mempunyai kos spatial dan ekonomi yang tinggi.

Sebagai teknik yang kompleks, pasukan multidisiplin diperlukan untuk menggunakannya. Pasukan ini selalunya termasuk seorang ahli fizik, seseorang yang tahu fisiologi (seperti ahli neuroradiologi) dan seseorang yang merancang eksperimen, sebagai contoh, ahli neurologi.

Dalam artikel ini, asas fizikal resonans magnetik akan dijelaskan di atas, tetapi ia akan memberi tumpuan terutamanya kepada asas psikofisiologi dan maklumat praktikal untuk orang yang perlu melakukan ujian MRI..

Pangkalan psikofisiologi resonans magnetik

Fungsi otak adalah berdasarkan pertukaran maklumat melalui sinaps kimia dan elektrik.

Untuk aktiviti ini adalah perlu untuk dimakan, dan penggunaan tenaga yang dijalankan oleh proses metabolik kompleks, dalam jangka pendek, menyebabkan peningkatan dalam bahan yang dipanggil adenosina trifosfat, yang dikenali sebagai ATP, yang merupakan sumber tenaga yang digunakan oleh otak untuk berfungsi.

ATP dibuat daripada pengoksidaan glukosa, oleh sebab itu, untuk otak bekerja, oksigen dan glukosa mesti disampaikan. Untuk memberi anda idea, otak berehat menggunakan 60% daripada semua glukosa yang kami makan, kira-kira 120 g. Jadi jika bekalan glukosa atau oksigen terganggu, otak akan mengalami kerosakan.

Bahan-bahan ini mencapai neuron yang memerlukannya melalui perfusi darah, melalui katil kapilari. Oleh itu, semakin besar aktiviti otak, semakin besar keperluan untuk glukosa dan oksigen, dan dengan peningkatan aliran darah serebrum dengan cara yang setempat.

Oleh itu untuk memeriksa kawasan otak yang aktif, kita boleh melihat penggunaan oksigen atau glukosa, peningkatan aliran otak serantau dan perubahan dalam jumlah darah serebrum.

Jenis penunjuk yang akan digunakan akan bergantung kepada beberapa faktor, di antaranya ciri-ciri tugas yang akan dilakukan.

Beberapa kajian telah menunjukkan bahawa apabila rangsangan otak berpanjangan berlaku, perubahan awal dilihat adalah glukosa dan oksigen, kemudian meningkat aliran darah serebral serantau berlaku, dan jika berikut rangsangan, akhirnya, peningkatan akan berlaku daripada jumlah keseluruhan otak (Clarke & Sokoloff, 1994; Gross, Sposito, Pettersen, Panton, & Fenstermacher, 1987; Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

Oksigen diangkut melalui saluran darah serebrum yang melekat pada hemoglobin. Apabila hemoglobin mengandungi oksigen, ia dipanggil oxyhemoglobin dan apabila ia dibiarkan tanpa ia, deoxyhemoglobin. Oleh itu, apabila pengaktifan otak bermula, terdapat peningkatan dalam oxyhemoglobin setempat dan pengurangan deoxyhemoglobin..

Keseimbangan ini menghasilkan perubahan magnet di otak yang dikumpulkan dalam imej MR.

Seperti yang diketahui, oksigen intravaskular diangkut ke hemoglobin. Apabila protein ini penuh dengan oksigen, ia dipanggil oxyhemoglobin dan apabila ia dibebaskan, ia berubah menjadi deoxyhemoglobin.

Dalam otak pengaktifan akan menyebabkan peningkatan dalam locoregional arteri dan kapilari oxyhemoglobin, bagaimanapun, kepekatan deoxyhemoglobin penurunan kerana, seperti yang dijelaskan di atas, pengangkutan tisu oksigen penurunan.

Penurunan kepekatan deoxyhemoglobin, kerana sifat paramagnetnya, akan menyebabkan peningkatan isyarat dalam imej-imej fMRI.

Ringkasnya, MRI adalah berdasarkan kepada mengenal pasti perubahan hemodinamik oksigen darah melalui kesan BOLD, tetapi juga boleh disimpulkan tahap aliran darah tidak langsung melalui kaedah seperti imej dan perfusi dan ASL (pelabelan spin arteri).

Mekanisme kesan BOLD

Teknik MRI yang paling banyak digunakan hari ini adalah yang dilakukan berdasarkan kesan BOLD. Teknik ini membolehkan untuk mengenal pasti perubahan hemodinamik berkat perubahan magnet yang dihasilkan dalam hemoglobin (Hb).

Kesan ini agak rumit, tetapi saya akan cuba menerangkannya dengan cara yang paling mudah.


Yang pertama untuk menerangkan kesan ini ialah Ogawa dan pasukannya. Para penyelidik mendapati bahawa apabila Hb mengandungi tidak mengandungi oksigen, deoxyhemoglobin paramagnet (menarik medan magnet), tetapi apabila oksigen sepenuhnya (oxyHb) perubahan dan menjadi diamagnetic (menangkis medan magnet) (Ogawa, et al ., 1992).

Apabila terdapat kehadiran yang lebih besar deoxyhemoglobin medan magnet tempatan terganggu dan nukleus mengambil masa yang kurang untuk kembali ke kedudukan asal, jadi ada kurang T2 isyarat, dan sebaliknya, yang lebih perlahan oxyHb ialah pemulihan nukleus dan tolak tanda T2 diterima.

Ringkasnya, pengesanan aktiviti otak dengan mekanisme kesan BOLD berlaku seperti berikut:

  1. Aktiviti otak di kawasan tertentu meningkat.
  2. Neuron diaktifkan memerlukan oksigen, untuk tenaga, yang diperolehi daripada neuron di sekelilingnya.
  3. Kawasan sekitar neuron aktif kehilangan oksigen, oleh itu, pada mulanya, peningkatan deoxyhemoglobin dan penurunan T2.
  4. Selepas masa (6-7s) zon pulih dan meningkatkan oxyHb, jadi T2 meningkat (antara 2 dan 3% menggunakan medan magnet 1.5 T).

Resonans magnetik berfungsi

Terima kasih kepada kesan BOLD, resonans magnet berfungsi (fMRI) boleh dilakukan. Berfungsi MRI Sebaliknya MRI kering di yang dalam yang pertama, peserta melakukan latihan semasa ia dilakukan MRI, yang mana boleh diukur aktiviti otak apabila fungsi yang dilakukan bukan sahaja di sepanjang.

Latihan ini terdiri daripada dua bahagian, semasa yang pertama peserta melakukan tugas itu dan kemudian dibiarkan berehat pada saat istirahat. Analisis fMRI dilakukan dengan membandingkan voxel untuk voxel imej-imej yang diterima semasa pelaksanaan tugas dan dalam waktu istirahat.

Oleh itu, teknik ini membolehkan untuk mengaitkan aktiviti berfungsi dengan anatomi serebrum dengan kepersisan tinggi, sesuatu yang tidak berlaku dengan teknik lain seperti EEG atau magnetoencephalography.

Walaupun fMRI adalah teknik yang sangat tepat, mengukur aktiviti otak tidak langsung, dan pelbagai faktor boleh mengganggu data yang diperolehi dan untuk mengubah suai keputusan, sama ada dalaman kepada pesakit atau luaran, seperti ciri-ciri medan magnet atau pascapemprosesan.

Maklumat praktikal

Bahagian ini akan menjelaskan beberapa maklumat yang mungkin menarik jika anda perlu mengambil bahagian dalam kajian MRI, sama ada pesakit atau kawalan sihat.

RM boleh dibuat dalam hampir mana-mana bahagian badan, yang paling biasa ialah perut, serviks, toraks, otak atau kepala, jantung, lumbar dan pelvis. Di sini otak akan dijelaskan kerana ia adalah yang paling dekat dengan bidang pengajian saya.

Bagaimanakah ujian dijalankan?

Kajian MRI perlu dijalankan di pusat khusus dan dengan kemudahan yang diperlukan, seperti hospital, pusat radiologi atau makmal.

Langkah pertama adalah untuk berpakaian dengan sewajarnya, anda perlu mengeluarkan semua benda yang mempunyai logam supaya mereka tidak mengganggu MRI.

Kemudian anda akan diminta untuk berbaring di atas permukaan mendatar yang dimasukkan ke dalam satu jenis terowong, yang merupakan pengimbas. Sesetengah kajian memerlukan anda berbaring dengan cara tertentu, tetapi, biasanya, ia biasanya tegak.

Manakala MRI dilakukan tidak akan bersendirian, doktor anda atau orang yang mengawal mesin akan diletakkan dalam medan magnet yang dilindungi biasanya mempunyai tempoh masa untuk melihat segala-galanya yang berlaku di ruang tamu yang bersambung MRI. Bilik ini juga mempunyai monitor di mana orang yang bertanggungjawab dapat melihat jika semuanya berjalan lancar manakala MRI dilakukan.

Ujian berlangsung antara 30 dan 60 minit, walaupun ia boleh bertahan lebih lama, terutamanya jika ia adalah fMRI, di mana anda perlu melakukan latihan yang anda tandakan semasa MRI mengambil aktiviti otak anda.

Bagaimana untuk mempersiapkan ujian?

Apabila anda diberitahu bahawa ujian MRI perlu dilakukan, doktor anda harus memastikan bahawa anda tidak mempunyai alat logam di dalam tubuh anda yang boleh mengganggu MRI, seperti yang berikut:

  • Injap jantung buatan.
  • Klip untuk aneurisme cerebral.
  • Defibrillator atau perentak jantung.
  • Implan di telinga dalaman (koklea).
  • Nefropati atau dialisis.
  • Sendi buatan baru-baru ini diletakkan.
  • Stent vaskular.

Juga, anda harus memberitahu doktor jika anda telah bekerja dengan logam kerana anda mungkin memerlukan kajian untuk memeriksa jika anda mempunyai zarah logam di mata atau hidung anda, sebagai contoh..

Anda juga harus memberitahu doktor anda jika anda mengalami claustrophobia (takut ruang tertutup), kerana, jika boleh, doktor anda akan menasihatkan anda membuat MRI terbuka, yang terpisah daripada badan. Sekiranya tidak mungkin dan anda sangat cemas, anda mungkin diberi anxiolytics atau pil tidur..

Hari peperiksaan tidak boleh mengambil makanan atau minuman sebelum ujian, kira-kira 4 atau 6 jam sebelum.

Mesti cuba untuk membawa barang-barang logam minimum kepada kajian (perhiasan, jam tangan, mudah alih, wang, kad kredit ...) kerana ini boleh mengganggu RM. Jika anda membawa mereka, anda perlu meninggalkan mereka di luar bilik di mana mesin RM terletak.

Bagaimana perasaannya??

Peperiksaan MRI benar-benar tidak menyakitkan, tetapi ia boleh menjadi sedikit menjengkelkan atau tidak selesa.

Pertama sekali, ia boleh menyebabkan kebimbangan apabila anda perlu berbaring di ruang tertutup untuk sekian lama. Di samping itu, mesin mestilah secepat mungkin kerana jika ia tidak dapat menyebabkan kesilapan dalam imej. Sekiranya anda tidak dapat bertahan lama, anda mungkin diberi ubat untuk berehat.

Kedua, mesin menghasilkan satu siri bunyi yang berterusan yang boleh menjengkelkan, untuk mengurangkan bunyi yang boleh anda pakai penyumbat telinga, selalu berunding dengan doktor anda terlebih dahulu.

Mesin ini mempunyai interkom yang mana anda boleh berkomunikasi dengan orang yang bertanggungjawab dalam peperiksaan, jadi jika anda merasakan apa-apa yang kelihatan tidak normal anda boleh merujuknya.

Tidak perlu tinggal di hospital, setelah melakukan ujian, anda boleh pulang ke rumah, makan jika anda inginkan dan membuat kehidupan normal anda.

Apa yang dilakukan untuknya??

MRI digunakan, bersama-sama dengan ujian atau bukti lain, untuk membuat diagnosis dan untuk menilai keadaan seseorang yang menderita penyakit.

Maklumat untuk mendapatkan bergantung kepada tempat di mana resonans akan dilaksanakan. Resonans magnetik otak berguna untuk mengesan tanda-tanda otak ciri-ciri berikut:

  • Anomali kongenital otak
  • Perdarahan di otak (subarachnoid atau pendarahan intrakranial)
  • Jangkitan otak
  • Tumor otak
  • Masalah hormon (seperti acromegaly, galactorrhea dan sindrom Cushing)
  • Sklerosis berbilang
  • Strok

Di samping itu, ia juga berguna untuk menentukan punca keadaan seperti:

  • Kelemahan otot atau kebas dan kesemutan
  • Perubahan dalam pemikiran atau tingkah laku
  • Kehilangan pendengaran
  • Sakit kepala apabila terdapat gejala atau tanda-tanda lain
  • Kesukaran berbicara
  • Masalah penglihatan
  • Dementia

Adakah anda mempunyai risiko?

Resonans magnetik menggunakan medan magnet dan, tidak seperti radiasi, belum dijumpai dalam sebarang kajian yang menyebabkan sebarang kerosakan.

Sebaliknya kajian MRI, yang memerlukan penggunaan pewarna, biasanya dilakukan dengan gadolinium. Pewarna ini amat selamat dan reaksi alahan jarang berlaku, walaupun ia boleh membahayakan orang yang mengalami masalah buah pinggang. Oleh itu, jika anda mengalami masalah buah pinggang, anda perlu memaklumkan kepada doktor sebelum menjalankan kajian..

Pengimejan MR magnetik boleh berbahaya jika orang itu membawa alat logam seperti alat pacu jantung dan implan, kerana ia boleh membuat mereka tidak berfungsi dan juga sebelum ini..

Di samping itu, kajian mesti dijalankan jika terdapat risiko kerepek logam di dalam badan anda, kerana medan magnet boleh menyebabkan mereka bergerak dan menyebabkan kerosakan organik atau tisu..

Rujukan

  1. Álvarez, J., Ríos, M., Hernández, J., Bargalló, N., & Calvo-Merino, B. (2008). Resonans magnetik I: Resonans magnetik fungsian. Di F. Maestú, M. Ríos, & R. Cabestrero, Teknik dan proses kognitif (ms 27-64). Barcelona: Elsevier.
  2. Clarke, D., & Sokoloff, L. (1994). Peredaran dan metabolisme tenaga otak. Di G. Siegel, & B. Agranoff, Neurokimia Asas (ms 645-680). New York: Raven.
  3. Gross, P., Sposito, N., Pettersen, S., Panton, D., & Fenstermacher, J. (1987). Topografi ketumpatan kapilari, metabolisme glukosa, dan fungsi microvascular dalam tetikus rendah kolikulus. J Cereb Aliran Metab Darah, 154-160.
  4. Klein, B., Kuschinsky, W., Schrock, H., & Vetterlein, F. (1986). Ketergantungan kepadatan kapilari tempatan, aliran darah, dan metabolisme dalam otak tikus. Am J Physiol, H1333-H1340.
  5. Levy, J. (22 Oktober 2014). Ketua MRI. Diambil dari MedlinePlus.
  6. Levy, J. (22 Oktober 2014). MRI. Diambil dari MedlinePlus.
  7. Ogawa, S., Tangki, D., Menon, R., Ellermann, J., Kim, S., & Merkle, H. (1992). Perubahan isyarat intrinsik yang disertakan dengan rangsangan deria: pemetaan otak berfungsi dengan pengimejan resonans magnetik. Proc Natl Acad Sci U.S.A., 5951-5955.
  8. Puigcerver, P. (s.f.). Asas Resonans Magnetik. Valencia, Komuniti Valencia, Sepanyol. Diperoleh pada 8 Jun 2016.