Какво е магнитен резонанс?

на магнитен резонанс (RM) е техниката на невроизобразяване, която най-често се използва в невронауките поради многобройните си предимства, като основните от тях са, че е неинвазивна техника и техниката на магнитен резонанс с най-висока пространствена резолюция.

Тъй като е неинвазивна техника, не е необходимо да отваряте каквато и да е рана, за да я извършите и тя също е безболезнена. Неговата пространствена разделителна способност позволява идентифициране на структури към милиметъра, също така има добра резолюция на времето, по-ниска от втората, въпреки че това не е толкова добро, колкото други техники, като електроенцефалография (ЕЕГ).

Високата й пространствена резолюция позволява да се изследват аспекти и морфологични характеристики на тъканното ниво. Подобно на метаболизма, кръвния обем или хемодинамиката.

Тази техника се счита за безвредна, т.е. не причинява увреждане на организма на човека, на когото е направен, поради което е и безболезнен. Въпреки че участникът трябва да влезе в магнитно поле, това не представлява риск за индивида, тъй като това поле е много малко, обикновено равно на или по-малко от 3 тесла (3 T).

Но не всички са предимства, RM е трудна техника за извършване и анализ, така че професионалистите трябва да извършат предварително обучение. Освен това са необходими скъпи инсталации и машини, следователно тя има високи пространствени и икономически разходи.

Като такава сложна техника е необходим мултидисциплинарен екип, който да го използва. Този екип обикновено включва физик, някой, който познава физиопатологията (като неврорадиолог) и някой, който проектира експериментите, например невропсихолог.

В тази статия физическите основи на магнитния резонанс ще бъдат обяснени по-горе, но тя ще се фокусира главно върху психофизиологичните основи и практическата информация за хора, които трябва да извършат ЯМР тест..

Психофизиологични основи на магнитния резонанс

Функционирането на мозъка се основава на обмена на информация чрез химични и електрически синапси.

За да се извърши тази дейност е необходимо да се консумира, а консумацията на енергия се извършва чрез сложен метаболитен процес, който накратко води до увеличаване на вещество, наречено аденозин трифосфат, по-известно като АТР, което е източник на енергия, който мозъкът използва, за да функционира.

АТФ се произвежда от окислението на глюкоза, следователно, за да работи мозъка, трябва да се доставят кислород и глюкоза. За да ви даде идея, мозъкът в покой поглъща 60% от цялата глюкоза, която консумираме, приблизително 120 грама. Така че, ако глюкозата или снабдяването с кислород бяха прекъснати, мозъкът щеше да претърпи повреда.

Тези вещества достигат до невроните, които ги изискват чрез перфузия на кръвта, през капилярните легла. Следователно, колкото по-голяма е активността на мозъка, толкова по-голяма е нуждата от глюкоза и кислород, и с увеличаване на мозъчния кръвоток в локализиран начин.

За да проверим коя област на мозъка е активна, можем да разгледаме консумацията на кислород или глюкоза, увеличаването на регионалния мозъчен поток и промените в обема на мозъчната кръв..

Типът индикатор, който ще се използва, ще зависи от множество фактори, сред които са характеристиките на задачата, която трябва да се изпълни.

Няколко проучвания показват, че когато мозъчната стимулация настъпва за продължителен период, първите наблюдавани промени са глюкоза и кислород, след това се наблюдава повишаване на регионалния мозъчен поток и ако стимулацията продължи, ще има увеличение от общия обем на мозъка (Clarke & Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton, & Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

Кислородът се транспортира през мозъчните кръвоносни съдове, свързани с хемоглобина. Когато хемоглобинът съдържа кислород, той се нарича оксихемоглобин и когато остане без него, дезоксигемоглобинът. Така, когато започва активирането на мозъка, има локализирано увеличение на оксихемоглобина и намаляване на дезоксигемоглобина..

Този баланс предизвиква магнитна промяна в мозъка, която е събрана в MR изображенията.

Както е известно, вътресъдовият кислород се транспортира свързан с хемоглобин. Когато този протеин е пълен с кислород, той се нарича оксихемоглобин и когато се освободи, той се трансформира в дезоксигемоглобин..

По време на мозъчната активация ще настъпи локорегионално увеличение на артериалния и капилярния оксигемоглобин, но концентрацията на дезоксигемоглобина ще намалее поради, както е обяснено по-горе, до намаляване на транспорта на кислород в тъканите..

Този спад в концентрацията на дезоксигемоглобин, поради неговото парамагнитно свойство, ще предизвика увеличаване на сигнала в изображенията на fMRI.

В обобщение, ЯМР се основава на идентифициране на хемодинамичните промени на кислорода в кръвта, чрез BOLD ефект, въпреки че нивата на кръвния поток също могат да бъдат направени индиректно чрез методи като визуализация и перфузия и ASL (артериално въртене).

Механизъм на ефекта BOLD

Най-използваната днес МРТ техника е тази, която се извършва въз основа на BOLD ефекта. Тази техника позволява да се определят хемодинамичните промени благодарение на магнитните промени, генерирани в хемоглобина (Hb).

Този ефект е доста сложен, но ще се опитам да го обясня по най-простия начин.

Първите, които описаха този ефект, бяха Огава и екипа му. Тези изследователи разбраха, че когато Hb не съдържа кислород, дезоксигемоглобинът е парамагнитен (привлича магнитни полета), но когато напълно оксидира (оксиХб) се промени и стане диамагнетичен (отблъсква магнитните полета) (Ogawa, et al.) ., 1992).

Когато има по-голямо присъствие на дезоксигемоглобин, локалното магнитно поле се променя и ядрата се нуждаят от по-малко време, за да се върнат в първоначалната си позиция, така че има по-нисък Т2 сигнал, и обратно, колкото повече oxiHb, толкова по-бавно е възстановяването на ядрата \ t и знак минус T2.

В обобщение, откриването на мозъчната активност с механизма на BOLD ефект се проявява както следва:

1. Повишава се активността на мозъка в определена област.
2. Активираните неврони изискват кислород за енергия, която получават от невроните около тях.
3. Областта около активните неврони губи кислород, следователно в началото деоксихимоглобинът се увеличава и Т2 намалява.
4. След време (6-7s) зоната се възстановява и увеличава оксиХб, така че Т2 се увеличава (между 2 и 3% с използване на магнитни полета от 1,5 T).

Функционален магнитен резонанс

Благодарение на BOLD ефекта, могат да се извършат функционални магнитни резонанси (fMRI). Функционалният магнитен резонанс се различава от сух магнитен резонанс в това, че в първия, участникът изпълнява упражнение, докато изпълнява ЯМР, така че тяхната мозъчна активност може да бъде измерена при изпълнение на функция и не само в покой.

Упражненията се състоят от две части, като през първия участникът изпълнява задачата и се оставя да почива по време на почивка. Анализът на fMRI се извършва чрез сравняване на воксела с воксела на изображенията, получени по време на изпълнението на задачата и по време на почивка.

Ето защо, тази техника позволява да се свърже функционалната активност с церебралната анатомия с висока точност, нещо, което не се случва с други техники като ЕЕГ или магнитоенцефалография..

Въпреки че fMRI е доста точна техника, тя индиректно измерва мозъчната активност и има множество фактори, които могат да попречат на получените данни и да променят резултатите, вътрешни за пациента или външни, като характеристики на магнитното поле или последваща обработка..

Практическа информация

Този раздел ще обясни някаква информация, която може да представлява интерес, ако трябва да участвате в изследване за ЯМР, било то пациент или здрав контрол.

ЯМР може да се извърши в почти всяка част на тялото, като най-честите са коремната област, цервикалния, гръдния, мозъчния или черепния, сърдечния, лумбалния и тазовия. Тук мозъкът ще бъде обяснен, тъй като той е най-близо до моето изследване.

Как се провежда теста?

Изследванията на ЯМР трябва да се провеждат в специализирани центрове и с необходимите съоръжения, като болници, радиологични центрове или лаборатории.

Първата стъпка е да се облечете по подходящ начин, трябва да премахнете всички неща, които имат метал, така че да не пречат на ЯМР.

Тогава ще бъдете помолени да лежите на хоризонтална повърхност, която е вкарана в някакъв тунел, който е скенерът. Някои изследвания изискват да лежите по определен начин, но обикновено обикновено е изправено.

Докато МРТ се извършва, няма да сте сами, лекарят или лицето, което контролира машината, ще бъдат поставени в помещение, защитено от магнитното поле, което обикновено има прозорец, за да види всичко, което се случва в помещението за ЯМР. Тази стая също има монитори, където отговорният човек може да види дали всичко върви добре, докато се извършва ЯМР.

Тестът продължава между 30 и 60 минути, въпреки че може да продължи по-дълго, особено ако е fMRI, в който трябва да изпълните упражненията, които посочвате, докато ЯМР улавя мозъчната ви активност..

Как да се подготвим за теста?

Когато Ви бъде казано, че трябва да се извърши ЯМР тест, Вашият лекар трябва да се увери, че нямате метални устройства в тялото, които биха могли да попречат на ЯМР, като например следното:

• Изкуствени сърдечни клапи.
• Клипове за церебрална аневризма.
• Дефибрилатор или сърдечен пейсмейкър.
• Импланти във вътрешното ухо (кохлеарно).
• Нефропатия или диализа.
• Наскоро са поставени изкуствени стави.
• Васкуларни стентове.

Също така, трябва да кажете на лекаря, ако сте работили с метал, защото може да се нуждаете от проучване, за да проверите дали имате метални частици в очите или ноздрите, например..

Също така трябва да уведомите Вашия лекар, ако страдате от клаустрофобия (страх от затворени пространства), тъй като ако е възможно, Вашият лекар ще Ви посъветва да извършите отворена ЯМР, която е по-отделена от тялото. Ако не е възможно и сте много тревожни, може да Ви бъдат предписани анксиолитици или хапчета за сън..

Денят на прегледа не трябва да консумира храна или напитки преди теста, приблизително 4 или 6 часа преди това.

Трябва да се опитате да донесете минимум метални предмети в кабинета (бижута, часовници, мобилни устройства, пари, кредитни карти ...), тъй като те могат да попречат на RM. Ако ги вземете, ще трябва да ги оставите извън помещението, където се намира RM машината.

Как се чувстваш?

Изследването на MRI е напълно безболезнено, но може да бъде малко досадно или неудобно.

На първо място, това може да предизвика безпокойство, когато трябва да лежите в затворено пространство толкова дълго. В допълнение, машината трябва да бъде възможно най-неподвижна, защото ако не може да предизвика грешки в изображенията. Ако не сте в състояние да стоите неподвижно за толкова дълго време, може да ви се даде някакво лекарство, за да ви отпусне.

Второ, машината произвежда серия от непрекъснати шумове, които могат да бъдат досадни, за да намалите звука, които можете да носите за тапи за уши, винаги се консултирайте с Вашия лекар предварително.

Машината има интерком, с който можете да комуникирате с лицето, което отговаря за изпита, така че ако почувствате нещо, което изглежда ненормално, можете да го консултирате.

Не е необходимо да оставате в болницата, след като направите теста, можете да се върнете у дома, да ядете, ако желаете, и да направите нормалния си живот.

За какво се прави??

Ядрено-магнитен резонанс се използва, заедно с други тестове или доказателства, за поставяне на диагноза и за оценка на състоянието на човек, страдащ от заболяване.

Получената информация зависи от мястото, където ще се изпълни резонансът. Мозъчните магнитни резонанси са полезни за откриване на мозъчни признаци, характерни за следните състояния:

• Вродена аномалия на мозъка
• Кървене в мозъка (субарахноидален или интракраниален кръвоизлив)
• Мозъчна инфекция
• Мозъчни тумори
• Хормонални нарушения (като акромегалия, галакторея и синдром на Кушинг)
• Множествена склероза
• удар

Освен това може да е полезно да се определи причината за състояния като:

• Мускулна слабост или изтръпване и изтръпване
• Промени в мисленето или поведението
• Загуба на слуха
• Главоболие, когато има други симптоми или признаци
• Трудност при говорене
• Проблеми с визията
• деменция

Имате ли рискове?

Магнитният резонанс използва магнитни полета и за разлика от радиацията, все още не е намерен в нито едно изследване, което причинява какъвто и да е вид щети.

Контрастните МРТ изследвания, които изискват използването на багрило, обикновено се извършват с гадолиний. Това багрило е много безопасно и алергичните реакции рядко се появяват, въпреки че може да бъде вредно за хора с бъбречни проблеми. Следователно, ако страдате от бъбречни проблеми, трябва да уведомите Вашия лекар преди провеждане на проучването..

Магнитното MR изображение може да бъде опасно, ако човек носи метални устройства като сърдечни пейсмейкъри и импланти, защото може да ги накара да не работят както преди..

В допълнение, трябва да се проведе проучване, ако съществува риск от метални стружки във вашето тяло, тъй като магнитното поле може да ги накара да се движат и да причинят органично или тъканно увреждане..

препратки

1. Álvarez, J., Ríos, M., Hernández, J., Bargalló, N., & Calvo-Merino, B. (2008). Магнитен резонанс I: Функционален магнитен резонанс. Във F. Maestú, M. Ríos, & R. Cabestrero, Когнитивни техники и процеси (стр. 27-64). Барселона: Elsevier.
2. Clarke, D., & Sokoloff, L. (1994). Циркулация и енергиен метаболизъм на мозъка. В G. Siegel, & B. Agranoff, Основна неврохимия (стр. 645-680). Ню Йорк: Гарван.
3. Gross, P., Sposito, N., Pettersen, S., Panton, D., & Fenstermacher, J. (1987). Топография на капилярната плътност, глюкозен метаболизъм и микроваскуларна функция в долната част на мишката. J Cereb Metab на кръвния поток, 154-160.
4. Klein, B., Kuschinsky, W., Schrock, H., & Vetterlein, F. (1986). Взаимозависимост на локалната капилярна плътност, кръвния поток и метаболизма в мозъка на плъхове. Am J Physiol, H1333-H1340.
5. Levy, J. (22 октомври 2014 г.). Главата MRI. Изтеглено от MedlinePlus.
6. Levy, J. (22 октомври 2014 г.). MRI. Изтеглено от MedlinePlus.
7. Ogawa, S., Tank, D., Menon, R., Ellermann, J., Kim, S., & Merkle, H. (1992). Вътрешните промени на сигнала, съпътстващи сензорната стимулация: функционално картографиране на мозъка с магнитно-резонансна томография. Proc Natl Acad Sci U.S.A.., 5951-5955.
8. Puigcerver, P. (s.f.). Основи на магнитния резонанс. Валенсия, Валенсия, Испания. Възстановен на 8 юни 2016 г..