Rezonans magnetyczny

Jest to nieinwazyjna metoda obrazowania wykorzystująca krótkie fale radiowe (częstotliwość od kilku do kilkudziesięciu MHz) i pole magnetyczne.

Odmiany:

1. MRA - angiorezonans (badanie naczyń jest bez kontrastu - obraz powstaje na podstawie analizy ruchu krwi w naczyniach)

2. MRM - mammorezonans

Schemat działania

Protony uporządkowane w polu magnetycznym → fala radiowa → protony pochłaniają energię fali radiowej → przejście protonów na wyższy stan energetyczny → wyłączenie fali radiowej → protony powracają do pierwotnej pozycji → uwolnienie zaabsorbowanej energii → emisja FID (Free Induction Delay) - sygnał zaniku swobodnej indukcji → przetwarzanie danych na komputerze → rekonstrukcja obrazu.

Podstawy fizyczne

Spin - moment pędu cząstki; jest równy iloczynowi masy i prędkości obrotowej. Jądra pierwiastków posiadających spin i nieparzystą liczbę protonów (np. ¹H, ¹³C, ¹⁷O) mają moment magnetyczny. Najbardziej do badania nadają się jądra wodoru (liczne emitują silny sygnał).

Natężenie pola magnetycznego - w MR wykorzystuje się pole magnetycznego wysokim natężeniu (do 2T (tesla)). Przy braku pola protony ułożone są przypadkowo (wskutek termicznych ruchów Browna). W polu magnetycznym protony układają się względem linii pola magnetycznego:

1. równolegle - zwrot momentu magnetycznego do góry

2. antyrównolegle - zwrot momentu magnetycznego w dół, wymaga większej energii niż ustawienie równoległe

Ustawione w ten sposób protony wykonują ruch precesyjny - zakreślają powierzchnię stożka, osią obrotu (oś Z) jest wektor momenty magnetycznego, kierunek ruchu (w płaszczyźnie YX prostopadłej do osi Z) - zgodny ze wskazówkami zegara.

Częstotliwość ruchu precesyjnego określa równanie Larmora:

ω₀ = γ * B₀

ω₀ - częstotliwość precesji

γ - współczynnik żyromagnetyczny, dla protonów - 42,58 MHz/T

B₀ - natężenie pola magnetycznego

Ponieważ ustawienie antyrównoległe wymaga większej energii (dostarczanej przez fale radiowe), więc większa liczba (w temperaturze pokojowej - około 4 na milion protonów, ale ze względu na duże rozpowszechnienie protonów w organizmie - wynosi ona około 10¹⁷ protonów) protonów znajduje się w ustawieniu równoległym.

Wektor magnetyzacji podłużnej (M_t) - suma wektorów momentów magnetycznych protonów w ułożeniu równoległym i antyrównoległym. Ponieważ protonów ułożonych równolegle jest więcej, więc wypadkowy wektor skierowany jest zgodnie z kierunkiem linii pola magnetycznego (i dlatego nie może być bezpośrednio zmierzony). Pomiaru dokonuje się zadziałaniu na protony słabym zmiennym polem magnetycznym (fala radiowa RF o częstotliwości równej częstotliwość precesji protonów, czyli o częstotliwości rezonansowej). Pobranie energii powoduje zaburzenie precesji - protony przechodzą w stan wzbudzony, układają się antyrównolegle przez co maleje wartość wektora magnetyzacji podłużnej. Następuje również zsynchronizowanie fazy precesji wektorów magnetycznych. Wszystkie składowe poprzeczne wektorów sumują się tworząc wektor magnetyzacji poprzecznej (obraca się on w płaszczyźnie poprzecznej z częstotliwością równą częstotliwości precesji). Przybliżający się i oddalający od cewki wektor magnetyzacji poprzecznej indukuje w niej (zgodnie ze zjawiskiem indukcji magnetycznej Faradaya) zmienny prąd elektryczny o częstotliwość równej częstotliwości precesji.

Całkowity moment magnetyczny - suma wektorów magnetyzacji podłużnej i poprzecznej. W stałym polu magnetycznym jest równy wektorowi magnetyzacji podłużnej (bo magnetyzacja poprzeczna jest równa 0), przy braku magnetyzacji podłużnej (gdy liczba protonów ustawionych równolegle jest równa liczbie protonów ustawionych antyrównolegle) - jest równy wektorowi magnetyzacji poprzecznej.

Kąt odchylenia wektora (Flip Angle) - kąt nachylenia wektora całkowitego momenty magnetycznego w płaszczyźnie ZY. Zmienne pole magnetyczne można wyłączyć przy dowolnej wartości kąta odchylenia. W praktyce istotne są 2 sygnały: RF 90^o (taki impuls, dla którego wartość magnetyzacji poprzecznej jest największa, a wartość magnetyzacji podłużnej jest równa 0) i RF 180^o (powoduje odchylenie całkowitego momentu magnetycznego o 180^o).

Zalety

1. brak narażenia na szkodliwe promieniowanie

2. wysoka rozdzielczość

3. możliwość badania w dowolnej płaszczyźnie

4. możliwość uwidaczniania naczyń krwionośnych bez kontrastowania

5. możliwość badania zawartości niektórych metabolitów poprzez spektroskopową analizę widma rezonansu magnetycznego

Przeciwwskazania

1. bezwzględne

1. rozrusznik serca

2. przeszczepy otologiczne

3. metaliczne ciało obce w gałce ocznej

4. klipsy naczyniowe wykonane z materiałów ferromagnetycznych

2. względne

1. klaustrofobia

2. ciąża

3. protezy zębowe

4. spirale embolizujące

5. szwy metalowe

6. filtry przeciwzatorowe

7. odłamki pocisków

8. endoprotezy

Przygotowanie pacjenta

Przed badaniem jamy brzusznej - podać środki hamujące perystaltykę w celu uniknięcia artefaktów.

2/2

---