Mikä on magneettinen resonanssi?



magneettinen resonanssi (RM) on neurotaging-tekniikka, jota yleisimmin käytetään neurotieteissä sen monien etujen vuoksi, joista tärkeimmät ovat se, että se on ei-invasiivinen tekniikka ja se on magneettiresonanssitekniikka, jolla on korkein paikkatarkkuus.

Koska se ei ole invasiivinen tekniikka, ei ole tarpeen avata mitään haavaa sen suorittamiseksi ja se on myös kivuton. Sen spatiaalinen resoluutio sallii rakenteiden tunnistamisen millimetriin, sillä on myös hyvä ajallinen resoluutio, pienempi kuin toinen, vaikka tämä ei ole yhtä hyvä kuin muut tekniikat, kuten elektroenkefalografia (EEG).

Sen korkea spatiaalinen resoluutio mahdollistaa tutkia näkökohtia ja morfologisia ominaisuuksia kudostasolla. Kuten aineenvaihdunta, veren määrä tai hemodynamiikka.

Tätä tekniikkaa pidetään vaarattomana, toisin sanoen, se ei aiheuta vahinkoa sen henkilön organismille, jolle se on tehty, siksi se on myös kivuton. Vaikka osallistujan on päästävä magneettikenttään, tämä ei aiheuta riskiä yksilölle, koska tämä kenttä on hyvin pieni, yleensä yhtä suuri tai pienempi kuin 3 teslaa (3 T).

Mutta kaikki eivät ole etuja, RM on vaikea tekniikka suorittaa ja analysoida, joten ammattilaisten on suoritettava aikaisempi koulutus. Lisäksi tarvitaan kalliita laitteita ja koneita, joten sillä on korkeat tila- ja taloudelliset kustannukset.

Tällainen monimutkainen tekniikka on monitieteinen tiimi, joka käyttää sitä. Tähän ryhmään kuuluu yleensä fyysikko, joku, joka tuntee fysiopatologiaa (kuten neuroradiologi) ja joku, joka suunnittelee kokeita, esimerkiksi neuropsykologi.

Tässä artikkelissa selitetään yllä magneettiresonanssin fyysiset perusteet, mutta se keskittyy pääasiassa psykofysiologisiin perusteisiin ja käytännön tietoihin ihmisille, joiden on suoritettava MRI-testi..

Magneettiresonanssin psykofysiologiset perusteet

Aivojen toiminta perustuu tietojen vaihtoon kemiallisten ja sähköisten synapsien kautta.

Tämän toiminnan suorittamiseksi on välttämätöntä kuluttaa sitä, ja energiankulutus suoritetaan monimutkaisen aineenvaihduntaprosessin kautta, joka lyhyesti sanottuna kasvaa adenosiinitrifosfaatiksi, joka tunnetaan paremmin nimellä ATP. energian lähde, jota aivot käyttävät toimimaan.

ATP on valmistettu glukoosin hapetuksesta, joten aivot työhön, happi ja glukoosi on toimitettava. Jotta voisit antaa ajatuksen, aivot levossa kuluttavat 60% kaikista kuluttamastasi glukoosista, noin 120 g. Joten jos glukoosi- tai happipitoisuus keskeytettiin, aivot kärsivät vahinkoa.

Nämä aineet saavuttavat ne neuronit, jotka vaativat niitä veren perfuusion kautta, kapillaaripesien kautta. Siksi mitä suurempi aivojen toiminta on, sitä suurempi on tarve glukoosille ja hapelle, ja aivoverenkierron lisääntyminen paikallisesti.

Jotta voisimme tarkistaa, mikä aivojen alue on aktiivinen, voimme tarkastella hapen tai glukoosin kulutusta, alueellisen aivovirran kasvua ja aivoveren määrän muutoksia..

Käytettävän indikaattorin tyyppi riippuu useista tekijöistä, joiden joukossa ovat suoritettavan tehtävän ominaisuudet.

Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että kun aivojen stimulaatio tapahtuu pitkään, ensimmäiset havaitut muutokset ovat glukoosi ja happi, sitten alueellinen aivovirtaus lisääntyy, ja jos stimulaatio jatkuu, lisääntyy kokonaisten aivojen tilavuudesta (Clarke & Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton, & Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

Happi kuljetetaan hemoglobiiniin kiinnittyneiden aivoverisuonten kautta. Kun hemoglobiini sisältää happea, sitä kutsutaan oksyhemoglobiiniksi ja kun se jää ilman sitä, deoksyhemoglobiini. Joten kun aivojen aktivoituminen alkaa, oksyhemoglobiinin määrä kasvaa paikallisesti ja deoksyhemoglobiinin määrä laskee..

Tämä tasapaino tuottaa aivoissa magneettisen muutoksen, joka kerätään MR-kuvissa.

Kuten tiedetään, intravaskulaarinen happi kuljetetaan sitoutuneena hemoglobiiniin. Kun tämä proteiini on täynnä happea, sitä kutsutaan oksyhemoglobiiniksi ja kun se vapautuu, se muuttuu deoksyhemoglobiiniksi.

Aivojen aktivoinnin aikana valtimo- ja kapillaarisen oksyhemoglobiinin määrä kasvaa alueellisesti, mutta deoksyhemoglobiinin pitoisuus pienenee, kuten edellä selitettiin, kudoksen hapen kuljetuksen vähenemiseen..

Tämä deoksyhemoglobiinin pitoisuuden lasku, joka johtuu paramagneettisesta ominaisuudesta, aiheuttaa signaalin kasvun fMRI-kuvissa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että MRI perustuu veren hapen hemodynaamisten muutosten tunnistamiseen BOLD-vaikutuksen kautta, vaikka verenvirtaustasot voidaan myös päätellä epäsuorasti menetelmien, kuten kuvantamisen ja perfuusion, ja ASL: n (valtimon spin-merkinnät).

Vaikutusmekanismi BOLD

Nykyisin eniten käytetty MRI-tekniikka on BOLD-vaikutukseen perustuva tekniikka. Tämä tekniikka mahdollistaa hemodynaamisten muutosten tunnistamisen hemoglobiinin (Hb) aiheuttamien magneettisten muutosten ansiosta..

Tämä vaikutus on melko monimutkainen, mutta yritän selittää sen mahdollisimman yksinkertaisella tavalla.


Ensimmäinen, joka kuvaili tätä vaikutusta, oli Ogawa ja hänen tiiminsä. Nämä tutkijat huomasivat, että kun Hb ei sisällä happea, deoksyhemoglobiini on paramagneettinen (houkuttelee magneettikenttiä), mutta kun täysin hapetettu (oxyHb) muuttuu ja muuttuu diamagnetiseksi (hylkää magneettikentät) (Ogawa, et al. ., 1992).

Kun deoksyhemoglobiinin esiintyminen on suurempi, paikallista magneettikenttää muutetaan ja ytimet tarvitsevat vähemmän aikaa palata alkuperäiseen asemaansa, joten on alhaisempi T2-signaali, ja päinvastoin, mitä enemmän oxiHb on sitä hitaampi ydin ja miinusmerkki T2 vastaanotetaan.

Yhteenvetona voidaan todeta, että aivotoiminnan havaitseminen BOLD-vaikutuksen mekanismilla tapahtuu seuraavasti:

  1. Aivojen aktiivisuus tietyllä alueella kasvaa.
  2. Aktivoidut neuronit vaativat happea, energiaa varten, että ne hankkivat ympärillä olevista neuroneista.
  3. Aktiivisten neuronien ympärillä oleva alue menettää happea, joten alussa deoksyhemoglobiini nousee ja T2 pienenee.
  4. Ajan (6-7s) jälkeen vyöhyke toipuu ja lisää oksyHb: tä, joten T2 kasvaa (välillä 2 - 3% käyttäen 1,5 T: n magneettikenttiä).

Toiminnallinen magneettinen resonanssi

BOLD-vaikutuksen ansiosta voidaan suorittaa toiminnallisia magneettiresonansseja (fMRI). Funktionaalinen magneettinen resonanssi eroaa kuivasta magneettisesta resonanssista siinä, että ensimmäisessä osallistujassa suoritetaan harjoitus suoritettaessa magneettikuvausta, jotta niiden aivotoiminta voidaan mitata suoritettaessa toimintoa eikä vain levossa.

Harjoitukset koostuvat kahdesta osasta, joista ensimmäinen osallistuja suorittaa tehtävän ja sitten jää lepoon lepoaikana. FMRI-analyysi suoritetaan vertaamalla vokselia voidellakseen tehtävän suorittamisen aikana saatuja kuvia ja lepoaikaa.

Siksi tämä tekniikka mahdollistaa toiminnallisen aktiivisuuden liittämisen aivojen anatomiaan suurella tarkkuudella, mitä ei tapahdu muilla tekniikoilla, kuten EEG: llä tai magnetoenkefalografialla.

Vaikka fMRI on melko tarkka tekniikka, se mittaa epäsuorasti aivojen toimintaa ja on useita tekijöitä, jotka voivat häiritä saatuja tietoja ja muokata joko sisäisiä tai ulkoisia tuloksia, kuten magneettikentän ominaisuuksia tai jälkikäsittelyä..

Käytännön tietoa

Tässä osassa selitetään joitakin tietoja, jotka saattavat olla kiinnostavia, jos joudut osallistumaan MRI-tutkimukseen, joko potilaan tai terveelliseen kontrolliin.

MRI voidaan suorittaa lähes missä tahansa kehon osassa, yleisimpiä ovat vatsa, kohdunkaulan, rintakehän, aivojen tai kallon, sydämen, lannerangan ja lantion. Täällä aivot selitetään, koska se on lähinnä minun tutkimusaluetta.

Miten testi suoritetaan?

MRI-tutkimukset olisi suoritettava erikoistuneissa keskuksissa ja tarvittavissa tiloissa, kuten sairaaloissa, radiologiakeskuksissa tai laboratorioissa.

Ensimmäinen askel on pukeutua asianmukaisesti, sinun on poistettava kaikki asiat, joissa on metallia, joten ne eivät häiritse MRI: tä.

Sitten sinua pyydetään makaamaan vaakasuoralle pinnalle, joka asetetaan eräänlaiseen tunneliin, joka on skanneri. Jotkut tutkimukset edellyttävät, että olet makuulla tietyllä tavalla, mutta yleensä se on yleensä pystyssä.

Kun magneettikuvaus suoritetaan, et ole yksin, lääkäri tai koneen ohjaaja sijoitetaan huoneeseen, joka on suojattu magneettikentältä ja jolla on yleensä ikkuna nähdäksesi kaikki, mikä tapahtuu MRI-huoneessa. Tässä huoneessa on myös näytöt, joissa vastuussa oleva henkilö voi nähdä, onko kaikki menossa hyvin, kun MRI suoritetaan.

Testi kestää 30–60 min, vaikka se voi kestää pidempään, varsinkin jos se on fMRI, jossa sinun on suoritettava harjoitukset, jotka osoitat, kun magneettikuvaus poimii aivotoimintaa.

Miten valmistautua testiin?

Kun sinulle kerrotaan, että MRI-testi on suoritettava, lääkärisi on varmistettava, että elimistössä ei ole metallisia laitteita, jotka voisivat häiritä MRI: tä, kuten seuraavat:

  • Keinotekoiset sydämen venttiilit.
  • Leikkeet aivojen aneurysmaa varten.
  • Defibrillaattori tai sydämen sydämentahdistin.
  • Implantit sisäkorvassa (cochlear).
  • Nefropatia tai dialyysi.
  • Äskettäin asetetut keinotekoiset nivelet.
  • Vaskulaariset stentit.

Kerro lääkärille myös, jos olet työskennellyt metallin kanssa, koska saatat tarvita tutkimusta selvittääksesi, onko sinulla esimerkiksi metallihiukkasia silmissäsi tai sieraimissa..

Sinun tulee myös ilmoittaa lääkärillesi, jos sinulla on klaustrofobia (pelko suljetuista tiloista), koska lääkäri neuvoo sinua mahdollisuuksien mukaan tekemään avoimen MRI: n, joka on enemmän erillään kehosta. Jos se ei ole mahdollista ja olet hyvin ahdistunut, saatat määrätä anksiolyyttisiä tai unilääkkeitä..

Tutkimuksen päivä ei saa kuluttaa ruokaa tai juomaa ennen testiä, noin 4–6 tuntia ennen.

On yritettävä tuoda tutkimukseen vähiten metalliesineitä (korut, kellot, mobiili, raha, luottokortti ...), koska ne voivat häiritä RM: ää. Jos otat ne, sinun täytyy jättää ne kaikki sen huoneen ulkopuolelle, jossa RM-kone sijaitsee.

Miten se tuntuu?

MRI-tentti on täysin kivuton, mutta se voi olla hieman ärsyttävää tai epämiellyttävää.

Ensinnäkin se voi aiheuttaa ahdistusta, kun joudut makaamaan suljetussa tilassa niin kauan. Lisäksi koneen on oltava mahdollisimman tasainen, koska jos se ei voi aiheuttaa virheitä kuvissa. Jos et pysty pysymään paikallaan niin kauan, saatat saada jonkin verran lääkitystä rentoutua.

Toiseksi kone tuottaa useita jatkuvia ääniä, jotka voivat olla ärsyttäviä, mikä vähentää kuulokkeita, kuulemalla aina lääkärisi kanssa etukäteen.

Koneessa on sisäpuhelin, jolla voit kommunikoida tentin vastuuhenkilön kanssa, joten jos sinusta tuntuu jotain epätavallista, voit ottaa sen yhteyttä.

Ei ole välttämätöntä jäädä sairaalaan, testin suorittamisen jälkeen voit palata kotiin, syödä, jos haluat ja tehdä normaalista elämästäsi.

Mitä se tekee??

MRI: tä käytetään yhdessä muiden testien tai todisteiden kanssa diagnoosin tekemiseksi ja sairauden kärsivän henkilön arvioimiseksi..

Saadut tiedot riippuvat paikasta, jossa resonanssi suoritetaan. Aivojen magneettiresonanssit ovat käyttökelpoisia aivojen merkkien havaitsemiseksi seuraaville olosuhteille:

  • Aivojen synnynnäinen anomalia
  • Aivojen verenvuoto (subarahnoide tai intrakraniaalinen verenvuoto)
  • Aivojen infektio
  • Aivokasvaimet
  • Hormonaaliset häiriöt (kuten akromegalia, galakorröa ja Cushingin oireyhtymä)
  • Multippeliskleroosi
  • tahti

Lisäksi voi olla hyödyllistä määrittää myös sellaisten olosuhteiden syy, kuten:

  • Lihasten heikkous tai tunnottomuus ja pistely
  • Muutokset ajattelussa tai käyttäytymisessä
  • Kuulon menetys
  • Päänsärkyä, kun on olemassa muita oireita tai merkkejä
  • Vaikea puhuminen
  • Visio-ongelmat
  • dementia

Onko sinulla riskejä?

Magneettiresonanssi käyttää magneettikenttiä ja toisin kuin säteilyä, ei ole vielä löydetty missään tutkimuksessa, joka aiheuttaa minkäänlaista vahinkoa.

Kontrasti-MRI-tutkimukset, jotka vaativat väriaineen käyttöä, suoritetaan yleensä gadoliniumilla. Tämä väriaine on erittäin turvallinen ja allergisia reaktioita esiintyy harvoin, vaikka se voi olla haitallista munuaisongelmista kärsiville. Siksi, jos sinulla on munuaisongelmia, sinun on ilmoitettava siitä lääkärille ennen tutkimuksen suorittamista..

Magneettinen MR-kuvantaminen voi olla vaarallista, jos henkilö kuljettaa metallisia laitteita, kuten sydämen sydämentahdistimia ja implantteja, koska se ei voi tehdä niitä niin hyvin kuin aikaisemmin..

Lisäksi on suoritettava tutkimus, jos kehon sisällä on metallihakeiden vaara, koska magneettikenttä voi aiheuttaa niiden liikkumisen ja aiheuttaa orgaanisia tai kudosvaurioita..

viittaukset

  1. Álvarez, J., Ríos, M., Hernández, J., Bargalló, N., & Calvo-Merino, B. (2008). Magneettinen resonanssi I: toiminnallinen magneettinen resonanssi. F. Maestú, M. Ríos ja R. Cabestrero, Kognitiiviset tekniikat ja prosessit (s. 27-64). Barcelona: Elsevier.
  2. Clarke, D., & Sokoloff, L. (1994). Aivojen kierto- ja energia-aineenvaihdunta. G. Siegelissä ja B. Agranoffissa, Neurokemia (s. 645-680). New York: Raven.
  3. Gross, P., Sposito, N., Pettersen, S., Panton, D., & Fenstermacher, J. (1987). Kapillaaritiheyden topografia, glukoosin aineenvaihdunta ja mikrovaskulaarinen toiminta hiiren alemmassa colliculuksessa. J Cereb Blood Flow Metab, 154-160.
  4. Klein, B., Kuschinsky, W., Schrock, H., ja Vetterlein, F. (1986). Paikallisen kapillaaritiheyden, verenkierron ja metabolian keskinäinen riippuvuus rotan aivoissa. Am J Physiol, H1333-H1340.
  5. Levy, J. (22. lokakuuta 2014). Head MRI. Haettu osoitteesta MedlinePlus.
  6. Levy, J. (22. lokakuuta 2014). MRI. Haettu osoitteesta MedlinePlus.
  7. Ogawa, S., Tank, D., Menon, R., Ellermann, J., Kim, S., ja Merkle, H. (1992). Sisäisen signaalin muutokset, jotka liittyvät aistien stimulaatioon: toiminnallinen aivojen kartoitus magneettikuvauksella. Proc Natl Acad Sci, USA., 5951-5955.
  8. Puigcerver, P. (s.f.). Magneettiresonanssin perusteet. Valencia, Valencian yhteisö, Espanja. Haettu 8. kesäkuuta 2016.