Jak działa rezonans magnetyczny ?

Obrazowanie struktur ciała metodą rezonansu magnetycznego jest możliwe przede wszystkim dzięki dużej zawartości wody w organizmie człowieka. Cząsteczki wody zbudowane są z atomów tlenu i wodoru. Jądra atomów wodoru (protony) są małymi cząstkami elementarnymi, które posiadają ładunek elektryczny, a po umieszczeniu w stałym polu magnetycznym - podobnie jak igła kompasu - ustawiają się wzdłuż linii tego pola (ulegają magnetyzacji).

Efekt namagnesowania protonów jest osiągany przez umieszczenie pacjenta w specjalnym urządzeniu, którego głównym elementem jest silny elektromagnes. Sytuację taką możemy porównać do nawleczenia początkowo nieuporządkowanych koralików (protonów) na napiętą nić (odpowiadającą linii pola magnetycznego), przez co uzyskujemy ich ustawienie w jednym, określonym kierunku.

Podstawy działania rezonansu magnetycznego

Po uzyskaniu magnetyzacji jąder wodoru w stałym polu magnetycznym, pacjent jest poddawany oddziaływaniu fal elektromagnetycznych, które powodują przejściową zmianę namagnesowania atomów (wracając do naszego porównania, sytuacja jest analogiczna do delikatnego szarpnięcia napiętą nicią z nawleczonymi koralikami).

Każdy pobudzony falą elektromagnetyczną proton, wracając do położenia równowagi, sam również emituje falę, która może być rejestrowana przez czujniki rezonansu, analizowana komputerowo (wraz z falami generowanymi przez ogromną ilość innych wyprowadzonych z położenia równowagi atomów wodoru) i scalana w jedną, spójną informację.

Charakter generowanej przez protony fali pozwala na określenie lokalizacji przestrzennej jej źródła oraz dostarcza informacji na temat otoczenia (rodzaju tkanki), z którego pochodzi. Umożliwia to stworzenie dokładnych odwzorowań badanych struktur w postaci wirtualnych przekrojów danych okolic ciała, a po obróbce komputerowej pozwala również na stworzenie trójwymiarowych rekonstrukcji badanych narządów.

Rezonans magnetyczny w diagnostyce medycznej

Skomplikowana z punktu widzenia podstaw fizycznych zasada działania rezonansu magnetycznego umożliwiła stworzenie niezwykle użytecznego w diagnostyce medycznej urządzenia. Posiada ono duży, silny elektromagnes (zwojnicę), który generuje pole magnetyczne o określonych parametrach fizycznych.

W polu tym znajduje się ruchomy stół, na którym układa się pacjenta. Przesuwając stół w polu magnetycznym, możliwe jest badanie różnych części organizmu. W cylindrycznym urządzeniu obok elektromagnesu umieszczone są detektory (odbiorniki) fal elektromagnetycznych, które pozwalają na detekcję sygnałów emitowanych przez "wyprowadzone z położenia równowagi" protony.

Cyfrowa analiza uzyskanych w ten sposób danych przeprowadzana jest przez procesor komputerowy jednostki centralnej, a wygenerowane obrazy (przekroje) zapisywane są na dysku twardym. Rezonans magnetyczny jest szeroko stosowany w diagnostyce różnorodnych schorzeń, w tym chorób neurologicznych, ortopedycznych oraz w onkologii.

Dzięki możliwości uzyskania obrazów o wysokiej rozdzielczości, lekarze mogą dokładnie analizować struktury mózgu, stawów, tkanek miękkich oraz narządów wewnętrznych, co jest kluczowe w szybkim i trafnym postawieniu diagnozy.

Zalety rezonansu magnetycznego

Dzięki specjalnie opracowanym na potrzeby badania algorytmom matematycznym, generowanie zmiennego pola elektromagnetycznego oraz analiza danych jest szybka i umożliwia wykonanie szeregu dokładnych skanów w czasie poniżej jednej minuty.

Zalety badania rezonansu magnetycznego:

• brak narażenia na promieniowanie rentgenowskie,
• bezpieczeństwo dla zdrowia,
• wysoka rozdzielczość obrazów,
• możliwość częstego przeprowadzania badań,
• dokładność diagnostyczna.

Bezpieczeństwo badania MR

Badanie MRI nie naraża pacjenta na wpływ szkodliwych dla zdrowia oddziaływań fizycznych (np. powszechnie stosowanego w różnych metodach obrazowania promieniowania rentgenowskiego), natężenie i energia pola magnetycznego nie przekracza norm bezpieczeństwa dla zdrowia człowieka.

Ważnym aspektem bezpieczeństwa badania MR jest brak wykorzystania promieniowania jonizującego, co czyni je szczególnie przydatnym w diagnostyce dzieci oraz pacjentów wymagających częstych badań kontrolnych.

Jednakże, istnieją pewne przeciwwskazania do wykonania rezonansu magnetycznego, takie jak obecność metalowych implantów, rozruszników serca czy ciał obcych w organizmie. Przed badaniem lekarz przeprowadza dokładny wywiad, aby upewnić się, że pacjent nie jest narażony na niebezpieczeństwo.

Ograniczenia i wyzwania rezonansu magnetycznego

Chociaż rezonans magnetyczny jest niezwykle przydatnym narzędziem diagnostycznym, posiada także pewne ograniczenia. W niektórych placówkach dostępność MRI jest ograniczona, co może wiązać się z długim czasem oczekiwania na badanie.

Ponadto, koszty związane z wykonaniem badania MRI mogą być wysokie, co może stanowić przeszkodę dla części pacjentów. Dodatkowo, niektóre osoby mogą odczuwać dyskomfort lub klaustrofobię podczas badania, ponieważ urządzenie MRI jest zazwyczaj wąskim, zamkniętym cylindrem.

Możliwe rozwiązania dla pacjentów z klaustrofobią:

• stosowanie środków uspokajających,
• korzystanie z aparatów o konstrukcji otwartej.

Porównanie z innymi metodami obrazowania

Rezonans magnetyczny różni się od innych metod obrazowania, takich jak tomografia komputerowa (CT) czy ultrasonografia. CT wykorzystuje promieniowanie rentgenowskie, co wiąże się z ekspozycją na promieniowanie jonizujące, natomiast ultrasonografia używa fal dźwiękowych i jest często stosowana w badaniach narządów wewnętrznych i tkanek miękkich.

MRI, dzięki zastosowaniu silnych pól magnetycznych i fal radiowych, oferuje obrazy o bardzo wysokiej rozdzielczości tkanek miękkich, co jest jego główną zaletą w porównaniu do tych metod. Warto również wspomnieć o różnych typach sekwencji MRI, które są stosowane w zależności od potrzeb diagnostycznych. Sekwencje te mogą być ukierunkowane na różne właściwości tkanek, co pozwala na uzyskanie szczegółowych informacji o badanej strukturze.