Hvad er magnetisk resonans?



den magnetisk resonans (RM) er den neuroimaging teknik, der oftest anvendes i neurovidenskab på grund af dens flere fordele, de vigtigste er at det er en ikke-invasiv teknik, og det er den magnetiske resonans teknik med den højeste rumlige opløsning.

At være en ikke-invasiv teknik, er det ikke nødvendigt at åbne et sår for at udføre det, og det er også smertefrit. Dens rumlige opløsning gør det muligt at identificere strukturer til millimeteren, det har også en god temporal opløsning, lavere end den anden, selv om dette ikke er så godt som andre teknikker, såsom elektroencefalografi (EEG).

Den høje rumlige opløsning gør det muligt at undersøge aspekter og morfologiske egenskaber på vævsniveau. Ligesom stofskifte, blodvolumen eller hæmodynamik.

Denne teknik anses for at være uskadelig, det vil sige at den ikke producerer nogen skade i organismen af ​​den person, den er lavet af, hvorfor den også er smertefri. Selvom deltageren skal indtaste et magnetfelt, udgør dette ikke en risiko for den enkelte, da dette felt er meget lille, sædvanligvis lig med eller mindre end 3 teslas (3 T).

Men ikke alle er fordele, RM er en vanskelig teknik til at udføre og analysere, så professionelle skal udføre en forudgående træning. Derudover er dyre installationer og maskiner nødvendige, derfor har den en høj rumlig og økonomisk pris.

At være en så kompleks teknik er et tværfagligt team nødvendigt for at bruge det. Dette hold omfatter normalt en fysiker, en som kender fysiopatologi (som en neuroradiolog) og en person, der designer eksperimenterne, for eksempel en neuropsykolog.

Denne artikel vil forklare det fysiske grundlag over MRI, men vil først og fremmest fokusere på psykofysiologisk grundlag og praktiske oplysninger for folk, der har en test udført MR.

Psykofysiologiske baser af magnetisk resonans

Hjernens funktion er baseret på udveksling af information gennem kemiske og elektriske synapser.

Til denne aktivitet er det nødvendigt at blive indtaget, og energiforbruget udføres ved en kompleks metaboliske proces, kort sagt, resulterer i en stigning i et stof kaldet adenosintriphosphat, kendt som ATP, som er den energikilde, som hjernen bruger til at fungere.

ATP er lavet af oxidation af glucose, derfor skal hjernen til arbejde, ilt og glukose leveres. For at give dig en ide, forbruger en hjerne i ro 60% af al glukose, vi bruger, ca. 120 g. Så hvis glukose eller iltforsyningen blev afbrudt, ville hjernen lide skade.

Disse stoffer når de neuroner, der kræver dem gennem blodperfusion, gennem kapillærlejene. Derfor jo større hjerneaktiviteten er, desto større er behovet for glucose og oxygen, og med en stigning i cerebral blodstrøm på en lokal måde.

Så for at kontrollere hvilket område af hjernen der er aktiv, kan vi se på forbruget af ilt eller glucose, stigningen i regionalt hjerneflow og ændringer i cerebral blodvolumen.

Den type indikator, der skal anvendes, afhænger af flere faktorer, blandt hvilke er karakteristika for den opgave, der skal udføres.

Adskillige undersøgelser har vist, at når en hjerne stimulation forlænget forekommer, tidlige ændringer set er glucose og oxygen, derefter øget regional cerebral blodstrøm sker, og hvis efter stimulering endelig en stigning vil forekomme af den samlede hjerne volumen (Clarke & Sokoloff, 1994; Gross, Sposito, Pettersen, Panton, & Fenstermacher 1987; Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

Oxygen transporteres gennem de cerebrale blodkar, der er fastgjort til hæmoglobinet. Når hæmoglobin indeholder ilt kaldes det oxyhemoglobin, og når det er tilbage uden det, deoxyhemoglobin. Så når aktiveringen af ​​hjernen begynder, er der lokaliseret stigning i oxyhemoglobin og et fald i deoxyhemoglobin..

Denne balance producerer en magnetisk forandring i hjernen, det er det, der samles i MR-billeder.

Som det er kendt, transporteres intravaskulært oxygen bundet til hæmoglobin. Når dette protein er fyldt med ilt hedder det oxyhemoglobin, og når det frigives, omdannes det til deoxyhemoglobin.

Under hjernen aktivering vil medføre en stigning i arterielt lokoregional og kapillær oxyhæmoglobin imidlertid koncentrationen af ​​deoxyhæmoglobin fald skyldes, som nævnt ovenfor, faldt væv oxygentransport.

Dette fald i koncentrationen af ​​deoxyhemoglobin på grund af dets paramagnetiske egenskab vil medføre en stigning i signalet i fMRI-billederne.

Sammenfattende er MRI baseret på identifikation af de hæmodynamiske ændringer i blodets ilt gennem BOLD effekt, men kan også udledes blodstrømningsdata niveauer indirekte gennem metoder såsom billede og perfusion og ASL (arteriel centrifugering).

Virkningsmekanisme BOLD

Den mest anvendte MR-teknik er den, der udføres baseret på BOLD-effekten. Denne teknik gør det muligt at identificere de hæmodynamiske ændringer takket være de magnetiske ændringer, der er frembragt i hæmoglobin (Hb).

Denne effekt er ret kompleks, men jeg vil forsøge at forklare det på den enkleste mulige måde.


Den første til at beskrive denne effekt var Ogawa og hans team. Disse forskere fandt, at når Hb indeholder ikke indeholder oxygen, deoxyhæmoglobin er paramagnetisk (tiltrækker magnetiske felter), men når den er fuldt oxygeneret (oxyHb) ændringer og bliver diamagnetiske (frastøder magnetfelter) (Ogawa et al ., 1992).

Når der er en større tilstedeværelse af deoxyhæmoglobin det lokale magnetiske felt forstyrres og kernerne tager mindre tid til at vende tilbage til sin oprindelige stilling, så der er mindre signal T2, og omvendt, jo langsommere oxyHb er genvinding af kerner og minustegnet T2 modtages.

Sammenfattende forekommer detektion af hjerneaktivitet med mekanismen for BOLD-effekten som følger:

  1. Hjerneaktivitet i et bestemt område øges.
  2. Aktiverede neuroner kræver ilt for energi, som de erhverver fra neuronerne omkring dem.
  3. Området omkring de aktive neuroner taber ilt, derfor øger deoxyhemoglobin i begyndelsen, og T2 falder.
  4. Efter tiden (6-7s) genopretter zonen og øger oxyHb, så T2 stiger (mellem 2 og 3% ved hjælp af magnetfelter på 1,5 T).

Funktionel magnetisk resonans

Takket være BOLD-effekten kan funktionelle magnetiske resonanser (fMRI) udføres. Funktionel MRI kontrast MRI at tørre i at i den første, deltageren udfører en øvelse, mens det er gjort MRI, hvorved kan måles hjerneaktivitet når en funktion udføres ikke kun i hvile.

Øvelserne består af to dele. I løbet af det første udfører deltager opgaven, og hvilefter hvile i hvileperioden. FMRI-analysen udføres ved at sammenligne voxel for at voxel de billeder, der modtages under opgavens udførelse og i hviletiden.

Derfor tillader denne teknik at relatere den funktionelle aktivitet med cerebral anatomi med høj præcision, noget der ikke sker med andre teknikker som EEG eller magnetoencephalography.

Selvom fMRI er en teknik meget præcis, måler hjerneaktivitet indirekte og multiple faktorer kan forstyrre de data og til at ændre resultaterne, hvad enten internt til patienten eller ekstern, såsom karakteristika af magnetfeltet eller postprocessing.

Praktiske oplysninger

Dette afsnit vil forklare nogle oplysninger, der kan være af interesse, hvis du skal deltage i en MR-undersøgelse, enten patient eller sund kontrol.

MR kan udføres i næsten enhver del af kroppen, den mest almindelige er maven, livmoderhalsen, thoraxen, hjernen eller kranialen, hjertet, lændehvirvlen og bækkenet. Her vil hjernen blive forklaret, da den er tættest på mit fagområde.

Hvordan udføres testen?

MR-undersøgelser skal udføres i specialiserede centre og med de nødvendige faciliteter, såsom hospitaler, radiologicentre eller laboratorier.

Det første skridt er at klæde sig passende, du skal fjerne alle ting, der har metal, så de ikke forstyrrer MR.

Så bliver du bedt om at ligge på en vandret overflade, der er indsat i en slags tunnel, som er scanneren. Nogle studier kræver, at du ligger på en bestemt måde, men normalt er det normalt oprejst.

Mens MR er gjort, vil ikke være alene, vil din læge eller den person, der kontrollerer maskinen placeres i et beskyttet magnetfelt som regel har et vindue for at se alt hvad der sker i stuen tilsluttet MRI. Dette værelse har også skærme, hvor den ansvarlige kan se, om alt går godt, mens MR udføres.

Prøven varer mellem 30 og 60 minutter, selvom det kan vare længere, især hvis det er en fMRI, hvor du skal udføre de øvelser, du angiver, mens MR opfanger din hjerneaktivitet.

Sådan forbereder du dig på testen?

Når du bliver fortalt, at en MR-test skal udføres, skal din læge sørge for, at du ikke har metalliske enheder i din krop, der kunne forstyrre MR, som fx følgende:

  • Kunstige hjerteventiler.
  • Klip til cerebral aneurisme.
  • Defibrillator eller hjertepacemaker.
  • Implantater i det indre øre (cochlear).
  • Nephropati eller dialyse.
  • Kunstige led, der for nylig er placeret.
  • Vaskulære stenter.

Du bør også fortælle lægen, hvis du har arbejdet med metal, fordi du måske har brug for en undersøgelse for at undersøge, om du f.eks. Har metalpartikler i dine øjne eller næsebor..

Du bør også meddele din læge, hvis du lider af klaustrofobi (frygt for begrænsede rum), da din læge, hvis det er muligt, vil råde dig til at udføre en åben MR, som er mere adskilt fra kroppen. Hvis det ikke er muligt, og du er meget bekymret, kan du blive foreskrevet anxiolytika eller sovende piller..

Undersøgelsesdagen bør ikke forbruge mad eller drikke før testen, ca. 4 eller 6 timer før.

Skal forsøge at bringe mindste metalgenstande til undersøgelsen (smykker, ure, mobil, penge, kreditkort ...), da disse kan forstyrre RM. Hvis du tager dem, bliver du nødt til at forlade dem alle uden for det rum, hvor RM-maskinen er placeret.

Hvordan føles det?

MR-eksamen er helt smertefri, men det kan være lidt irriterende eller ubehageligt.

Først og fremmest kan det forårsage angst, når du skal ligge i et lukket rum i så lang tid. Derudover skal maskinen være så stille som muligt, fordi det ikke kan forårsage fejl i billederne. Hvis du ikke er i stand til at stå stille i så lang tid, får du måske nogle medicin til at slappe af.

For det andet producerer maskinen en række kontinuerlige lyde, der kan være irriterende, for at reducere lyden, som du kan bære ørepropper på, altid rådføre dig med din læge på forhånd.

Maskinen har en intercom, som du kan kommunikere med den ansvarlige for eksamenen, så hvis du føler noget, der virker unormalt, kan du høre det.

Det er ikke nødvendigt at blive på hospitalet, efter at have udført testen, kan du gå hjem, spise, hvis du ønsker det og gøre dit normale liv.

Hvad er det gjort for??

MR anvendes sammen med andre tests eller bevismaterialer til at foretage en diagnose og at vurdere tilstanden hos en person, der lider af en sygdom.

Oplysningerne, der skal opnås, afhænger af det sted, hvor resonansen vil blive udført. Hjernemagnetiske resonanser er nyttige til at detektere hjerneskilt, som er karakteristiske for de følgende betingelser:

  • Medfødt anomali i hjernen
  • Blødning i hjernen (subarachnoid eller intrakraniel blødning)
  • Hjerneinfektion
  • Hjernetumorer
  • Hormonale lidelser (såsom akromegali, galactorrhea og Cushings syndrom)
  • Multipel sklerose
  • slag

Derudover kan det også være nyttigt at bestemme årsagen til forhold som:

  • Muskelsvaghed eller følelsesløshed og prikkende
  • Ændringer i tænkning eller adfærd
  • Høretab
  • Hovedpine, når andre symptomer eller tegn er til stede
  • Vanskelighed taler
  • Visionsproblemer
  • demens

Har du risici?

Magnetisk resonans anvender magnetfelter og er i modsætning til stråling endnu ikke fundet i nogen undersøgelse, der forårsager nogen form for skade.

Kontrast MRI-studier, der kræver brug af et farvestof, udføres normalt med gadolinium. Dette farvestof er meget sikkert, og allergiske reaktioner opstår sjældent, selvom det kan være skadeligt for mennesker med nyreproblemer. Derfor, hvis du lider af et nyresygdom, bør du informere din læge, inden du gennemfører undersøgelsen..

Magnetisk MR-billedbehandling kan være farlig, hvis personen bærer metaludstyr som hjertepacemakere og implantater, fordi det kan få dem til ikke at virke så godt som før..

Derudover skal der udføres en undersøgelse, hvis der er risiko for metalchips i din krop, da magnetfeltet kan få dem til at bevæge sig og forårsage organisk eller vævsskade..

referencer

  1. Álvarez, J., Ríos, M., Hernández, J., Bargalló, N., & Calvo-Merino, B. (2008). Magnetisk resonans I: Funktionel magnetisk resonans. I F. Maestú, M. Ríos, & R. Cabestrero, Kognitive teknikker og processer (s. 27-64). Barcelona: Elsevier.
  2. Clarke, D., & Sokoloff, L. (1994). Cirkulation og energi metabolisme af hjernen. I G. Siegel, & B. Agranoff, Grundlæggende neurokemi (s. 645-680). New York: Raven.
  3. Gross, P., Sposito, N., Pettersen, S., Panton, D., & Fenstermacher, J. (1987). Topografi af kapillærtæthed, glukosemetabolismen og mikrovaskulær funktion inden for musens lavere colliculus. J Cereb Blood Flow Metab, 154-160.
  4. Klein, B., Kuschinsky, W., Schrock, H., & Vetterlein, F. (1986). Indbyrdes afhængighed af lokal kapillærtæthed, blodgennemstrømning og metabolisme i rottehjerne. Am J Physiol, H1333-H1340.
  5. Levy, J. (22. oktober 2014). Hoved MR. Hentet fra MedlinePlus.
  6. Levy, J. (22. oktober 2014). MR. Hentet fra MedlinePlus.
  7. Ogawa, S., Tank, D., Menon, R., Ellermann, J., Kim, S. & Merkle, H. (1992). Intrinsic signalændringer ledsager sensorisk stimulering: funktionel hjernekortlægning med magnetisk resonansbilleddannelse. Proc Natl Acad Sci USA., 5951-5955.
  8. Puigcerver, P. (s.f.). Fundamentals of Magnetic Resonance. Valencia, Valencian Community, Spanien. Hentet den 8. juni 2016.