Bilimsel keşifler ve teknik buluşlar tıbbı değiştiriyor, birçok prosedürü daha güvenli ve daha doğru hale getiriyor. Manyetik rezonans görüntüleme (MRI), insan iç organlarının ve dokularının net görüntülerini elde etmenin modern bir yöntemidir.İşlemin ayırt edici özelliği vücutta radyasyon yükü oluşturmamasıdır. Ayrıca manyetik rezonans görüntüleme (MRI) minimum ön hazırlık ile gerçekleştirilir. Bu yöntem insanlar için kesinlikle güvenlidir ve herhangi bir rahatsızlığa neden olmaz.
Manyetik rezonans görüntülemenin tarihi (MRI) oldukça kapsamlı. Bu prosedürü gerçekleştirmek için ilk cihazlar yaklaşık 30 yıl önce ortaya çıktı, ancak o zaman henüz o kadar güçlü değillerdi. Bilim, manyetik rezonans görüntüleme makineleri ile son on yılda önemli atılımlar yaptı (MRI) 1.5 ve hatta 3 tesla'nın gücü. Bu tür güçlü cihazlar araştırma faaliyetleri için daha sık kullanılırken, kliniklerde kural olarak yaklaşık 1.0 Tesla kapasiteli ekipman kullanılır.
Kliniğimizde manyetik rezonans görüntüleme (MRI) yapılması
Departman, modern bir Philips Panorama 1.0 T manyetik rezonans tomografisine (açık diyaframlı ve 1.0 Tesla manyetik alan gücüne sahip tomografi) sahiptir. Panorama Geniş Görüş Açılı MRI Sistemi, hem hastalar hem de doktorlar için maksimum kolaylık sağlamak üzere tasarlanmıştır. Geniş açık tasarıma, geniş görüş alanına, geniş klinik endikasyon yelpazesine sahiptir ve yüksek kaliteli görüntüler sağlar. Ayrıca cihaz, kontrast maddenin bolus intravenöz uygulaması için bir paramanyetik sistemle donatılmıştır, bu da çalışmanın tanısal değerini arttırır.
MRI kullanımı için endikasyonlar:
- hipofiz bezi, yörüngeler, serebellar pons, paranazal sinüslerin hedefli çalışmaları dahil beyin hastalıkları (vasküler, inflamatuar, neoplastik ve diğer oluşumlar);
- gelişimsel anomaliler, beynin büyük damarlarının vasküler malformasyonları - beynin arterlerinin ve damarlarının MR-anjiyografisi;
- omurga hastalıkları (dejeneratif-distrofik, inflamatuar, neoplastik ve diğer oluşumlar);
- nazofarenks hastalıkları, gırtlak, dahil. boyundaki lenf düğümlerinin lenfadenopatisi;
- karın organlarının hastalıkları (hepatospesifik bir kontrast madde kullanımı dahil);
- safra yolu çalışması (MR-kolanjiyopankreatografi);
- pelvik organların hastalıkları (hem kadınlarda hem de erkeklerde);
- eklem hastalıkları (travmatik, inflamatuar ve neoplastik oluşum dahil).
Meme bezlerinin onkolojik hastalıklarının büyümesi ile bağlantılı olarak, meme bezlerinin ayrı bir çalışması ayırt edilmelidir, bu da palpe edilemeyen neoplastik süreçleri tanımlamayı, nodüllerin doğasını netleştirmeyi, multifokal lezyonları tanımayı ve prevalansı değerlendirmeyi mümkün kılar. sürecin. Ayrıca implantların durumunu netleştirmek için MRI mamografisi kullanılır.
Araştırma zamanıçalışma alanına ve ortalama 30 ila 60 dakika arasında intravenöz kontrast geliştirme ihtiyacına bağlıdır.
Ön hazırlık Karın boşluğu organlarının muayenesi (aç karnına), pelvik organların incelenmesi (kolonun ön temizliği) ve intravenöz kontrast arttırıcı çalışmalar (bir alerji uzmanı ile ön konsültasyon ve serum kreatinin seviyesinin netleştirilmesi) için gereklidir. uygun).
MRI için kontrendikasyonlar:
MUTLAK KONTRENDİKASYONLAR
- Kalp pili, koklear implantlar, diğer uyarıcı türleri;
- İnsülin pompaları;
- Bilinmeyen metal kava filtreler ve stentler;
- Kaplarda metal klipsler;
- Yabancı metal nesneler (talaşlar, parçalar, piercingler vb.).
BAĞIL KONTRENDİKASYONLAR
- Gebelik;
- Hastanın şiddetli durumu;
- Klostrofobi.
Beynin fonksiyonel MRG'si 1990'lardan beri yaygınlaştı. Tekniğin tanıtılması, diğer yöntemlerle tanımlanması daha zor olan bazı malign oluşumların (tümörlerin) tanımlanmasına katkıda bulunmuştur. Beyin dokusunun fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme çalışmalarının bir özelliği, omurilik ve beynin nöronal stimülasyonundaki değişikliklere bağlı olarak kan akışındaki değişikliklerin değerlendirilmesidir. MRI görüntüleme ile yüksek kaliteli sonuçlar elde etme olasılığı, beynin aktif olarak çalışan bölgesine artan kan akışından kaynaklanmaktadır.
Uzmanlar, patolojinin ayırıcı tanısının yapılmasını mümkün kılan tümörlerdeki dokunun durumu olan serebral korteksin normal aktivitesini inceledi. Normal ve patolojik durumlarda MR sinyalindeki farklılıklar, nörogörüntülemeyi yeri doldurulamaz bir tanı yöntemi haline getirir.
Nörogörüntüleme, 1990 yılında, yüksek güvenilirlik, hastanın radyasyona maruz kalmaması nedeniyle beyin oluşumlarını teşhis etmek için fonksiyonel MRI aktif olarak kullanılmaya başladığında geliştirilmeye başlandı. Yöntemin tek dezavantajı, hastanın teşhis masasında uzun süre kalması ihtiyacıdır.
Beynin fonksiyonel MRG'sinin morfolojik temelleri
Glikoz beynin işleyişi için önemli bir substrat değildir ancak yokluğunda beyin dokusunun fizyolojik çalışmasını sağlayan nöral kanalların işleyişi bozulur.
Glikoz hücrelere damarlardan girer. Aynı zamanda, eritrositlerin hemoglobin molekülü tarafından bağlanan oksijen beyne girer. Oksijen molekülleri doku solunum süreçlerinde yer alır. Beyin hücreleri tarafından oksijen tüketiminden sonra glikoz oksidasyonu meydana gelir. Doku solunumu sırasındaki biyokimyasal reaksiyonlar, doku manyetizasyonunda bir değişikliğe katkıda bulunur. Uyarılmış MRI işlemi, her ayrıntının dikkatli bir şekilde çizilmesiyle üç boyutlu bir görüntü elde etmenizi sağlayan yazılım tarafından kaydedilir.
Neredeyse tüm kötü huylu beyin oluşumlarında kanın manyetik özelliklerinde bir değişiklik meydana gelir. Fazla kan akışı yazılım tarafından belirlenir ve normal değerlerle karşılaştırılır. Fizyolojik olarak singulat korteks, talamus ve bazal ganglionlardan farklı bir MR sinyali vardır.
Parietal, lateral, frontal loblarda düşük akım görülebilir. Bu alanların mikro dolaşımındaki bir değişiklik, sinyalin hassasiyetini büyük ölçüde değiştirir.
MRG'nin fonksiyonel teşhisi, çalışılan bölgedeki hemoglobinin durumuna ve miktarına bağlıdır. Bir maddenin molekülü oksijen veya onun alternatif ikamelerini içerebilir. Güçlü bir manyetik alanın etkisi altında, sinyal kalitesini bozan oksijen salınır. Kanalın manyetizasyonu, oksijenin hızlı bir yarılanma ömrüne yol açar. Güçlü bir manyetik alana maruz kalmak maddenin yarı ömrünü uzatır.
Bilgilere dayanarak, beynin oksijenle doymuş bölgelerinde MR sinyalinin daha yüksek kalitede olduğu sonucuna varılabilir. Kötü huylu beyin oluşumları yoğun bir damar ağına sahiptir, bu nedenle tomogramlarda iyi görselleştirilirler. İyi sonuçlar için manyetik alan şiddeti 1,5 Tesla'nın üzerinde olmalıdır. Darbe katarı yarı ömrü arttırır.
Nöronların aktivitelerinden kaydedilen MR sinyalinin aktivitesine “hemodinamik yanıt” denir. Terim, sinirsel süreçlerin hızını tanımlar. Parametrenin fizyolojik değeri 1-2 saniyedir. Bu aralık kalitatif bir tanı için yetersizdir. Beynin kitlelerinde iyi bir görselleştirme elde etmek için ek glikoz stimülasyonu ile manyetik rezonans görüntüleme yapılır. Girişinden sonra, 5 saniye sonra aktivitenin zirvesi gözlenir.
Beyin kanserinde MRG'nin fonksiyonel teşhisi
MRG'nin nöroradyolojide kullanımı genişlemektedir. Beyin ve omurilik tümörlerinin teşhisi için sadece fonksiyonel araştırmalar kullanılmaz. Son zamanlarda, modern yöntemler aktif olarak kullanılmaktadır:
Perfüzyon ağırlıklı;
difüzyon;
Kontrast açısından zengin çalışma (BOLD).
Oksijen doygunluğundan sonra BOLD kontrastı, Wernicke ve Broca'nın duyusal, motor korteks, konuşma odaklarının aktivitesini teşhis etmeye yardımcı olur.
Yöntem, spesifik stimülasyondan sonra sinyal kaydına dayanır. MRG'nin diğer yöntemlerle (PET, emisyon BT, elektroensefalografi) karşılaştırıldığında fonksiyonel teşhisi Fonksiyonel MRG, uzaysal çözünürlüklü bir resim elde etmeye yardımcı olur.
Manyetik rezonans görüntüleme sırasında beynin grafik resminin özünü anlamak için, birkaç tomogramı (b) birleştirerek "ham" görüntüleri (a) okuduktan sonra MRG'den sonra beyin dokusu görüntülerini gerçekleştiririz.
Serebral korteksin motor aktivitesi, korelasyon katsayıları yöntemini kullandıktan sonra, artan manyetik aktivite bölgelerinin görselleştirilmesiyle sonuçların uzamsal bir görüntüsünü elde etmeyi mümkün kılar. Broca'nın fonksiyonel MRG'deki alanı, "ham" tomogramlar işlendikten sonra belirlenir. Korelasyon katsayılarının uyarılması, belirli bir zaman periyodu boyunca sinyal gücü oranının bir grafiğinin oluşturulmasına yardımcı olur.
Aşağıdaki tomogramlar, aplastik ependimomlu bir hastanın resmini göstermektedir - fonksiyonel serebral korteksin aktivitesinden sorumlu olan alanda artan uyarılabilirlik kaymasına sahip bir tümör.
Grafik, malign neoplazmın lokalize olduğu aktif alanları göstermektedir. Patolojik alanın eksizyonu için tomogram verileri alındıktan sonra subtotal rezeksiyon yapıldı.
Aşağıdaki MRI taramaları glioblastoma göstermektedir. İşlevsel teşhis, bu eğitimin yüksek kalitede görselleştirilmesine olanak tanır. Bu alanda sağ elin parmaklarının aktivitesinden sorumlu bir bölge vardır. Görüntüler, glikoz stimülasyonunu takiben alanlarda artan aktiviteyi göstermektedir. Bu durumda glioblastomda fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme, oluşumun lokalizasyonunu ve boyutunu doğru bir şekilde görselleştirmeyi mümkün kıldı. Kanserin motor korteksteki yeri, serebral kortekste atipik hücreler göründüğünde sağ parmakların hareket edememesine neden olacaktır.
Bazı oluşumlarda, beynin fonksiyonel MRG'si, MR sinyalindeki dinamik bir değişiklikten kaynaklanan ve %5'e varan bir bozulma ile birkaç düzine farklı görüntü gösterir. Böyle bir çeşitlilikle patolojik oluşumun doğru yerini belirlemek zordur. Görsel değerlendirmenin öznelliğini dışlamak için, istatistiksel yöntemler kullanılarak elde edilen "ham" görüntülerin yazılımla işlenmesi gerekir.
Geleneksel analog ile karşılaştırıldığında, fonksiyonel MRI tanısında yüksek kaliteli sonuçlar elde etmek için hastanın yardımına ihtiyaç vardır. Dikkatli hazırlıkla, glikoz ve oksijen metabolizması artar, bu da yanlış pozitif sonuçların, artefaktların sayısını azaltır.
Manyetik rezonans görüntüleme makinelerinin yüksek teknik donanımı, resmi iyileştirmenize olanak sağlar.
Fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemenin en yaygın kullanımı, serebral korteksin ana faaliyet alanlarının görselleştirilmesidir - görsel, konuşma ve motor.
Beynin fonksiyonel MRI muayenesi - klinik deneyler
J.Belliveau yöntemine göre fonksiyonel MRI kullanılarak kortikal bölgelerin görsel stimülasyonu, gadolinyum ile kontrast oluşturan bolus kullanılarak görsel stimülasyonu içerir. Yaklaşım, damarlardan geçen kontrast ve çevre dokular arasındaki farklı hassasiyet nedeniyle eko sinyalindeki düşüşü kaydetmeyi mümkün kılar.
Klinik çalışmalar, kortikal bölgelerin aydınlıkta ve karanlıkta görsel olarak uyarılmasına, aktivitede yaklaşık %30'luk bir farkın eşlik ettiğini bulmuştur. Bu tür veriler hayvan çalışmalarından elde edilmiştir.
Deneyler, paramanyetik özelliklere sahip olan deoksihemoglobinden elde edilen sinyali belirleme yöntemine dayanıyordu. Beyin aktivitesinin glikoz ile uyarılmasından sonraki ilk 5 dakika boyunca, anaerobik glikoliz süreci aktive edilir.
Stimülasyon, nöronların perfüzyon aktivitesinde bir artışa yol açar, çünkü glikoz alımından sonra mikrosirkülasyon, karbondioksit taşıyan bir madde olan deoksihemoglobin konsantrasyonundaki azalma nedeniyle önemli ölçüde artar.
T2 ağırlıklı tomogramlarda, sinyal aktivitesinde bir artış izlenir - tekniğe BOLD kontrast denir.
Bu işlevsel zıtlık tekniği mükemmel değildir. Tümörlere yönelik beyin cerrahisi operasyonları planlanırken rutin ve fonksiyonel bir çalışma gereklidir.
Fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemenin karmaşıklığı, hastanın aktive edici eylemler gerçekleştirme ihtiyacında yatmaktadır. Bunu yapmak için, interkom aracılığıyla operatör, kişinin özel bir özenle yapması gereken görevi iletir.
Fonksiyonel MRG incelemesinden önce hasta eğitimi yapılmalıdır. Zihinsel dinlenme, fiziksel aktivitenin önceden hazırlanması gereklidir.
Sonuçların istatistiksel olarak işlenmesi, eğer doğru yapılırsa, "ham" tomogramları kapsamlı bir şekilde incelemenize, temelde üç boyutlu bir görüntü oluşturmanıza olanak tanır. Değerlerin yetkin bir değerlendirmesi için, serebral korteksin durumunun sadece yapısal değil, aynı zamanda işlevsel bir değerlendirmesini yapmak gerekir. Muayene sonuçları bir beyin cerrahı ve bir nörolog tarafından aynı anda değerlendirilir.
Fonksiyonel testlerle MRG'nin toplu tıbbi uygulamaya girmesine aşağıdaki kısıtlamalar nedeniyle izin verilmez:
1. Tomografi için yüksek gereksinimler;
2. Görevlerle ilgili standart geliştirmelerin olmaması;
3. Yanlış sonuçların ortaya çıkması, eserler;
4. Bir kişi tarafından istem dışı hareketlerin gerçekleştirilmesi;
5. Vücutta metal nesnelerin varlığı;
6. Ek işitsel ve görsel uyarıcılara duyulan ihtiyaç;
7. Metallerin eko-düzlemsel dizilere karşı yüksek hassasiyeti.
Listelenen kontrendikasyonlar çalışmanın yayılmasını sınırlar, ancak MRG için dikkatli bir şekilde geliştirilen önerilerle ortadan kaldırılabilirler.
Fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemenin ana hedefleri şunlardır:
Bir tümörle cerrahi müdahalenin seyrini tahmin etmek için patolojik odağın lokalizasyonunun analizi, fonksiyonel aktiviteyi değerlendirmek;
Ana beyin aktivitesi alanlarından (görsel, konuşma, motor, duyusal) uzak alanlarda kraniotomi planlaması;
İnvaziv haritalama için bir grup insan seçme.
Fonksiyonel çalışmalar, beyin dokusunun kortikal aktivitesinin özel elektrotlarla doğrudan uyarılmasıyla önemli ölçüde ilişkilidir.
Ülkemizde haritalama henüz gelişmeye başladığından, fonksiyonel MRG Rus doktorları için büyük ilgi görüyor. Operasyonel aktiviteyi planlamak için fonksiyonel testlerle manyetik rezonans görüntüleme büyük ilgi görüyor.
Bu nedenle ülkemizde MRG'nin fonksiyonel çalışmaları pratik testler düzeyindedir. İşlemin sık kullanımı, supratentoryal tümörlerde, MRG incelemesinin ameliyat öncesi aşamaya gerekli bir ek olduğu durumlarda görülür.
Sonuç olarak, "beyin-bilgisayar" teknolojisinin gelişiminin modern yönlerini vurgulayalım. Bu teknoloji temelinde bir "bilgisayar simbiyozu" geliştirilmektedir. Elektroensefalografi ve MRI kombinasyonu, beynin işleyişinin tam bir resmini oluşturmanıza olanak tanır. Bir çalışmayı diğerinin üzerine bindirerek, nöronların anatomik ve fonksiyonel özellikleri arasındaki ilişkiyi gösteren yüksek kaliteli bir resim elde edilir.
Manyetik rezonans görüntüleme birçok hastalığın teşhisinde vazgeçilmezdir ve iç organ ve sistemlerin detaylı görüntülenmesini sağlar.
Moskova'daki NAKFF kliniğinin MRI departmanı, açık tünel tasarımına sahip yüksek alanlı bir Siemens MAGNETOM Aera tomografi cihazı ile donatılmıştır. Tomografın gücü 1.5 Tesla'dır. Ekipman, 200 kg ağırlığa kadar olan insanları, aparat tünelinin genişliğini (diyafram) - 70 cm beyin incelemesini sağlar. Teşhis maliyeti uygun, elde edilen sonuçların değeri ise inanılmaz derecede yüksek. Toplamda 35'ten fazla manyetik rezonans görüntüleme türü gerçekleştirilir.
MRI teşhisinden sonra, doktor hastayla bir konuşma yapar ve kayıt içeren bir disk verir. Sonuç e-posta ile gönderilir.
Hazırlık
Çoğu manyetik rezonans görüntüleme çalışması özel eğitim gerektirmez. Ancak örneğin karın ve pelvik organların MRG'si için muayeneden 5 saat önce yeme ve içmeden kaçınılması önerilir.
Manyetik rezonans görüntüleme merkezini ziyaret etmeden önce (çalışma günü), metal eleman içermeyen rahat giysiler giymelisiniz.
Kontrendikasyonlar
Manyetik rezonans görüntülemeye kontrendikasyonlar, çalışma sırasında elektronik ve metalleri etkileyebilecek güçlü bir manyetik alanın oluşmasıyla ilişkilidir. Buna dayanarak, MRG'ye mutlak bir kontrendikasyon, aşağıdakilerin varlığıdır:
- kalp pili;
- nörostimülatör;
- elektronik orta kulak implantı;
- gemilerdeki metal klipsler;
- insülin pompaları.
Takılı kalp pili, nörostimülatör, elektronik orta kulak implantı, damarlara metal klipsler, insülin pompaları.
İletim kısıtlamaları
Takılı büyük metal yapılara sahipseniz (örneğin, bir eklem endoprotezi), MRG'nin olasılığı ve güvenliği hakkında bir belgeye ihtiyacınız olacaktır. Bu, bir implant sertifikası (genellikle ameliyattan sonra verilir) veya müdahaleyi yapan cerrahın sertifikası olabilir. Bu yapıların çoğu, prosedüre müdahale etmeyen tıbbi sınıf titanyumdan yapılmıştır. Ancak, her durumda, muayeneden önce, radyasyon teşhis bölümünün doktoruna vücutta yabancı cisimlerin varlığı hakkında bilgi verin - ağız boşluğundaki kronlar, piercingler ve hatta dövmeler (ikincisinde metal içeren boyalar olabilir) kullanılmış).
Manyetik rezonans görüntülemenin fiyatı, incelenen vücudun bölümüne ve ek prosedürlere duyulan ihtiyaca (örneğin, kontrastın verilmesi) bağlıdır. Yani beynin MRI'sı bir elin tomografisinden daha pahalıya mal olacak. Moskova'da telefonla bir çalışmaya kaydolun: +7 495 266-85-01 veya web sitesinde bir istek bırakın.
Manyetik rezonans görüntüleme (MRI), nükleer manyetik rezonans (NMR) fenomenine dayalı olarak iç organların ve dokuların invazif olmayan muayenesi için tomografik tıbbi görüntüler elde etme yöntemidir. Teknoloji birkaç on yıl önce ortaya çıktı ve bugün birçok modern klinikte böyle bir cihazla muayeneden geçmek mümkün. Ancak bilim adamları, teknolojinin doğruluğunu artırmak ve yeni, daha verimli sistemler geliştirmek için çalışmaya devam ediyor. , Tübingen'deki (Almanya) Max Planck Enstitüsü'nde Kıdemli Araştırmacı, deneysel ultra yüksek alan MRI için yeni sensörler geliştiren önde gelen uzmanlardan biridir. Bir gün önce, yüksek lisans programında özel bir kurs düzenledi " RF sistemleri ve cihazları»ITMO Üniversitesi'nden ve ITMO.NEWS ile yaptığı röportajda, çalışmalarından ve MRI alanındaki yeni araştırmaların hastalıkların teşhisini daha etkili hale getirmeye nasıl yardımcı olacağından bahsetti.
Son birkaç yıldır Max Planck Enstitüsü'nün Yüksek Alan Manyetik Rezonans bölümünde çalıştınız. Lütfen bize şu anki araştırmanızın ne hakkında olduğunu söyleyin?
MRI için yeni radyo frekansı (RF) sensörleri geliştiriyorum. MRG'nin ne olduğu muhtemelen çoğu insan tarafından zaten biliniyor, çünkü son 40 yılda bu teknoloji geliştirildiğinden beri çok sayıda kliniğe gelmeyi başardı ve vazgeçilmez bir teşhis aracı haline geldi. Ancak bugün bile insanlar yeni MRI sistemleri geliştirerek bu teknolojiyi geliştirmek için çalışıyorlar.
Bir MRI, öncelikle, üç boyutlu bir görüntü elde etmek için bir hastanın veya gönüllünün yerleştirildiği devasa silindirik bir mıknatıstır. Ancak bu imajı oluşturmadan önce çok fazla araştırma çalışması yapmanız gerekiyor. Mühendisler, fizikçiler, doktorlar ve diğer uzmanlar tarafından yürütülür. Ben bu zincirin halkalarından biriyim ve fizik ile mühendisliğin kesiştiği noktada araştırmalar yapıyorum. Daha spesifik olarak, NMR'nin fiziksel etkisinin bir sonucu olarak elde edilen sinyalin uyarılması, alınması ve işlenmesi aşamasında kullanılan ultra yüksek alan deneysel MRI için sensörler geliştiriyoruz.
Ana yönlerden biri, birçok klinik çalışma ve teşhis için çok önemli olan görüntü çözünürlüğünü iyileştirebilen veya tarama süresini azaltabilen daha yüksek sabit bir manyetik alan kullanan yeni deneysel ultra yüksek alan MRI sistemlerinin geliştirilmesidir.
Geleneksel klinik tomografiler 3 T'ye kadar sabit alanlar kullanır, ancak şimdi 7 T ve daha yüksek manyetik alana sahip deneysel tomografiler ortaya çıkıyor. 7 T manyetik alana ve daha yüksek ultra yüksek alana sahip tomografları çağırmak gelenekseldir. Dünyada zaten 7 T'lik alana sahip yaklaşık yüz tomografi var, ancak manyetik alanı daha da artırmak için gelişmeler devam ediyor. Örneğin, Tübingen'deki Max Planck Enstitüsü'nde 9.4 T MRI makinemiz var.
Ancak 7'den 9.4 T'ye geçişte bile, yeni nesil MRI için sensörlerin hesaplanması ve tasarımı dahil olmak üzere ciddi bilimsel ve teknik gelişmeler gerektiren birçok teknik sorun ortaya çıkıyor.
Bu zorluklar nelerdir?
Sabit manyetik alanın arttırılması, RF sensörlerinin frekansında karşılık gelen bir artışa neden olur. Örneğin, klinik 3T tomograflar yaklaşık 120 MHz rezonans frekansına sahip sensörler kullanırken, 7T tomografi 300 MHz frekansa sahip sensörler gerektirir. Bu öncelikle insan dokularında RF alan dalga boyunun kısalmasına yol açar. 120 MHz'lik bir frekans yaklaşık olarak 35-40 santimetrelik bir dalga boyuna karşılık geliyorsa, o zaman 300 MHz'lik bir frekansta, insan vücudunun boyutundan çok daha küçük olan yaklaşık 15 cm'ye düşer.
Bu etkinin bir sonucu olarak, büyük nesneler (dalga boyundan daha uzun) çalışılırken RF sensörlerinin duyarlılığı ciddi şekilde bozulabilir. Bu, görüntülerin yorumlanmasında ve klinik hastalık ve patolojilerin teşhisinde zorluklara yol açmaktadır. 400 MHz'lik bir sensör frekansına karşılık gelen 9.4 T'lik bir alanda, tüm bu problemler daha da kritik hale geliyor.
Yani, bu tür resimler neredeyse okunamaz hale mi geliyor?
Bunu söylemezdim. Daha doğrusu, bazı durumlarda bu onları yorumlamayı zorlaştırır. Ancak, tüm insan vücudunun MR görüntülerini elde etmek için teknikler geliştiren gruplar var. Bununla birlikte, grubumuzun görevleri öncelikle beynin çalışmasına odaklanmıştır.
UHF MRI araştırması tıp için tam olarak hangi fırsatları sunuyor?
Bildiğiniz gibi, bir MRI ile bir kişi hareketsiz kalmalıdır: ölçümler sırasında hareket etmeye başlarsanız, resim bozulacaktır. Aynı zamanda bazı MRI teknikleri bir saat kadar sürebilir ve bu süre boyunca hareket etmemenin zor olduğu açıktır. Ultra yüksek alanlı tomografların artan hassasiyeti, yalnızca daha yüksek çözünürlükte değil, aynı zamanda çok daha hızlı görüntüler elde etmeyi mümkün kılar. Bu, öncelikle çocuklar ve yaşlı hastalar üzerinde yapılan çalışmalarda önemlidir.
Manyetik rezonans spektroskopisinin olanakları hakkında da söylenmelidir ( MRS, belirli metabolitlerin konsantrasyonu ile çeşitli hastalıklarda dokuların biyokimyasal değişikliklerini belirlemenizi sağlayan bir yöntem - ed. ).
MRI'da ana sinyal kaynağı su moleküllerinin hidrojen atomlarıdır. Ancak bunun yanında, insan vücudunun işleyişi için önemli olan diğer moleküllerde bulunan başka hidrojen atomları da vardır. Örnekler arasında çeşitli metabolitler, nörotransmiterler vb. Bu maddelerin uzamsal dağılımının MRS kullanılarak ölçülmesi, insan vücudundaki metabolik bozukluklarla ilişkili patolojilerin incelenmesi için yararlı bilgiler sağlayabilir. Genellikle, klinik tomografların duyarlılığı, düşük konsantrasyonları ve sonuç olarak daha küçük bir sinyal nedeniyle çalışmaları için yetersizdir.
Buna ek olarak, NMR sinyali sadece hidrojen atomlarından değil, hastalıkların teşhisi ve tıbbi araştırmalar için de çok önemli olan diğer manyetik atomlardan da gözlemlenebilir. Bununla birlikte, ilk olarak, düşük gyromagnetic oranı nedeniyle NMR sinyalleri çok daha zayıftır ve ikincisi, insan vücudundaki doğal içerikleri hidrojen atomlarından çok daha azdır. UHF MRG'nin artan duyarlılığı MRG için son derece önemlidir.
Artan duyarlılığın kritik derecede önemli olduğu MRI tekniklerinin bir diğer önemli alanı, insan beyninin bilişsel çalışmaları için önemli bir teknik olan fonksiyonel MRI'dır.
Şimdiye kadar, dünyadaki kliniklerin büyük çoğunluğunda yüksek alanlı tomografi yok. 7 T ve ardından 9 T tomografilerinin rutin teşhiste kullanılabileceğine dair beklentiler nelerdir?
Tomografinin kliniğe gelebilmesi için sertifikalı olması, güvenlik koşullarının kontrol edilmesi ve uygun dokümantasyonun düzenlenmesi gerekmektedir. Bu oldukça karmaşık ve uzun bir prosedürdür. Şu ana kadar dünyada sadece kendi ürettiğimiz sensörleri değil, cihazın kendisini de sertifikalandırmaya başlayan tek bir firma var. Bu Siemens'ti.
7 T tomografi var, çok fazla yok ve henüz tamamen klinik olarak adlandırılamazlar. Adlandırdığım şey klinik öncesi bir seçenek, ancak bu cihaz zaten sertifikalı, yani potansiyel olarak kliniklerde kullanılabilir.
9.4 T tomografilerinin kliniklerde ne zaman görüneceğini tahmin etmek daha da zordur. Buradaki temel sorun, dalga boyundaki güçlü bir azalma nedeniyle sensörün RF alanı tarafından dokuların olası lokal ısınmasıdır. UHF MRI'da mühendislik araştırmalarının önemli alanlarından biri, hasta güvenliğini sağlamak için bu etkinin ayrıntılı sayısal simülasyonudur. Bu tür çalışmaların bilimsel kurumlar çerçevesinde yürütülmesine rağmen klinik pratiğe geçiş ek araştırmaları gerektirmektedir.
Max Planck Enstitüsü ile ITMO Üniversitesi arasındaki işbirliği şu anda nasıl inşa ediliyor? Halihazırda hangi ortak sonuçları almayı başardınız?
Çalışmalar çok iyi ilerliyor. Şimdi bizimle çalışıyor, ITMO Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi. Yakın zamanda önde gelen dergilerden birinde MRI'nın teknik gelişimi üzerine bir makale yayınladık. Bu yazıda, değiştirilmiş ve optimize edilmiş dipol antenler kullanarak UHF RF sensörlerinin duyarlılığını geliştirmek için önceki teorik çalışmaların sonuçlarını deneysel olarak doğruladık. Bu çalışmanın sonucu, bence, çok umut verici olduğu ortaya çıktı.
Şimdi, benzer yöntemlerin kullanımına ayrılmış, ancak başka görevler için birkaç makale daha üzerinde çalışıyoruz. Ve son zamanlarda Georgy, Almanya'ya bir gezi için hibe aldı. Önümüzdeki ay altı aylığına bize gelecek ve MRI için sensörleri daha da geliştirmek için birlikte çalışmaya devam edeceğiz.
Bu hafta Radyo Frekans Sistemleri ve Cihazları Yüksek Lisans programında özel bir ders yaptınız. Ele aldığınız ana konular nelerdir?
Kurs, MRI dönüştürücüleri geliştirmenin çeşitli teknik yönlerine odaklanır. Bu alanda bilinmesi gereken birçok incelik vardır, bu yüzden bu sensörleri tasarlamak ve üretmek için kullanılan bir dizi temel teknik sundum. Ayrıca, son gelişmelerimle ilgili bir konferans sundum. Toplamda, kurs, dört gün için tasarlanmış iki akademik saatlik sekiz ders içermektedir. Bu teknikleri daha net bir şekilde açıklamaya yardımcı olmak için sonunda bir demo da var.
Yüksek lisans öğrencileri şu anda gelecekteki yönlerini seçme sürecindeler, bu yüzden bu kursun onlara geleceklerini değerlendirmeleri için ek bilgi vereceğini düşünüyorum.
Ve genel olarak MRI teknolojileri alanındaki eğitim hakkında konuşursak, sizce bugün bu tür uzmanların ihtiyaç duyduğu bilgi ve beceriler nelerdir?
Alanımız artık çok popüler ve klinik teşhiste kullanım için umut verici hale gelmesine rağmen, MRI bobinlerinin imalatında yer alan son derece uzmanlaşmış uzmanları eğitecek mühendislik kursları bulunmamaktadır. Bir boşluk oluştu. Ve bence birlikte doldurabiliriz.
Elena Menshikova
Haber portalı editör kadrosu
Yükleniyor ...