ЯМР

РЕФЕРАТ
Магнитно-резонансна томография

Изготвил: Мая Рутева
Спец. МРБ магистър
Ф. № МРБ73

Магнитно-резонансната томография наричана - ядрено-магнитен резонанс е вид томография, основана на физичното явление, наречено ядрен магнитен резонанс(ЯМР). ЯМР е високо информативен, надежден и безопасен съвременен метод за изобразяване на органите чрез комбинация от радио вълни и магнитно поле. Тези вълни преминават през костната система и меките тъкани и след обработка се получава много ясен и детайлен образ на изследвания орган, като по този начин се предоставя подробни анатомична и физиологична информация за органи и структури вътре в тялото. С ЯМР се снимат образи на нервната система, мозъка, гръбначния стълб, меките тъкани, скелета, мускулите, ставите, сърдечно-съдовата система и др.
История. Реймънд Дъмейдиън е един от основните откриватели на ядрено-магнитния резонанс. Роден е във Форест Хилс, Ню Йорк през 1936 година. Ученият се присъединил към факултета на “Suny Downstate Medical Center“. Там, провежда своите изследвания, проследяващи нивата на натрий и калий в живите клетки. Благодарение на тях Дъмейдиън е направил и първите си опити с ядрено-магнитен резонанс (ЯМР), а през 1969 година чрез скенер успява да прегледа и някои свои пациенти.
Ядрено-магнитния резонанс е явление, при което атомните ядра, излъчващи радио вълни на определени честоти са изложени на действието на силно магнитно поле. Тази технология е била използвана по време на Втората световна война, при сондиране състава на различни вещества. Дъмейдиън е открил основният метод за наблюдение, а след това е съставил и апарат, който използва безопасно и точно ядрено-магнитния резонанс.
Експериментирайки върху плъхове американският учен констатирал драстични разлики в качеството и продължителността на ядрено-магнитните сигнали, излъчвани от ракови и незасегнати тъкани. Този факт потвърдил верността и коректността на неговата идея за магнитно-резонансното сканиране на тялото.
Неговият труд от 1971 година, озаглавен "Tumor Detection by Magnetic Resonance", е посрещнат със скептицизъм от научното общество, но Дъмейдиън продължава и придобива първия от неговите патенти за ядрено-магнитния резонанс още през следващата година. Скенерът използва течен хелий и охлаждащи магнити, поставени по стените на цилиндрична камера. Ядрата на водородните атоми на водата, която всички клетки съдържат, реагират на въздействащото магнитно поле. В резултат на това чрез триизмерния пространствен метод се координират резултатите, получени при сканирането.
Дъмейдиън прекарва следващите години, работейки с екипи от студенти, за да направи своя скенер реалност. В същото време, много учени решили, че идеите на учения не били толкова лишени от смисъл и започнали да се конкурират, за да се развие направата на първия работещ скенер.
През 1978 г. Дъмейдиън сформира формира компанията „Fonar Corporation“, която произвежда първите търговски скенери през 1980 година. Той също така работи върху разработването на „Stand -Up MRI ™“, който е единствения скенер, който позволява на пациентите да бъдат сканирани, докато са изправени.
Апаратът за ЯМР най-общо представлява голяма цилиндрична тръба, в която са разположени цилиндрично оформен мощен магнит, втори радиочестотен магнит и скенер, записващ получената информация. В тръбата е поставена и работна маса, върху която пациентът ляга и плавно се плъзва навътре. Компютърната станция, която обработва получените изображения, се намира в отделна стая.
Първото оборудване за ядрено-магнитен резонанс било достъпно за медицинска употреба в началото на 1980 година. През 2002 приблизително около 22 000 ЯМР камери били въведени в употреба в световен мащаб, а повече от 60 милиона изпитвания относно надеждността на тези медицински уреди са били проведени. Много често в практиката се работи с контрастни вещества при магнитно-ядрената образна диагностика. Те се основават преди всичко на химичния елемент гадолиний (Gd), който се инжектира директно в кръвоносната система, давайки възможност за по-точна контрастна картина от ЯМР.
Начин на действие. ЯМР не работи с високоенергийно електромагнитно излъчване, а с изкуствено генерирани магнитни полета. Всички тъкани на човешкото тяло съдържат различен процент вода, чиито молекули включват два положително заредени водородни атома (по същество протони). Когато човек влезе в мощното магнитно поле, протоните се подреждат по посока на магнитното поле. Задейства се второ радиочестотно електромагнитно поле, което кара протоните да погълнат допълнителна енергия. След като бъде изключено второто поле, протоните освобождават тази енергия под формата на радиочестотно излъчване, което се регистрира от скенера. Позицията на протоните може да бъде контролирана чрез добавянето на допълнително електромагнитно поле. Тези допълнителни полета се получават от въртящи се бобини. Това позволява да се изгражда поредица от изображения както на цялото тяло, така и на отделни негови части.
Водното съдържание в човешкия организъм е около две трети от човешкото тегло, а това високо съдържание на вода обяснява защо магнитният резонанс е станал толкова широко приложим като медицинско изследване. Съществуват различия във водното съдържание между тъканите и органите. В много заболявания патологичният процес води до промяна в съдържанието на вода, а това се отразява в изображението на магнитния резонанс.
Водата е молекула, съставена от водород и два кислородни атома. Ядрата на водорода могат да действат като микроскопични компасни игли. Когато тялото е изложено на силно магнитно поле, ядрата на атомите на водорода са насочени в положение "мирно". Когато са изложени на импулсите от радиовълните, енергийното съдържание в ядрата се променя.
След пулсациите, резонансната вълна се излъчва и това съвпада с времето, в което ядрата се връщат към предишното си състояние. Откриват се незначителни различия в колебанията на ядра. Чрез усъвършенстваната компютърна обработка става възможно създаването на триизмерен образ, който отразява химичната структура на тъканта, включително и разликите в съдържанието на вода и в движението на водните молекули. Това води до съставянето на много подробно изображение на тъкани и органи в изследваната област от тялото.

По този начин, патологични промени могат да бъдат документирани. Мощното магнитно поле, което генерира обаче налага някои ограничения при работа. Не се допускат метални предмети в контакт или в близост до скенера. Бижута, обеци, гривни и пиърсинги трябва да бъдат премахнати предварително. Импланти като игли, пирони, скоби не създават опасност, но трябва да се уведоми техникът, боравещ с ЯМР и да се прецени според конкретния случай.
Изследвания. Според типа апарати или според поставените въпроси изследването протича по различен начин и различна продължителност, като обикновенно стандартно изследване продължава 30 минути през което време се събират множество образи, но при нужда изследването може да се достигне продължителност и един час.Апаратурата се намира в рамките на специално защитени стая (Фарадева клетка), за да се избегне външна намеса, причинени от използването на радиовълни, много близки по честота с тези на обикновените FM радио станции и изглежда като малък тунел с просвет 70-100 см. При започване на изследването пациента ляга на маса, която бавно го придвижва в тунела.
По време на изследването се чуват много силни тропащи шумове. Те са напълно нормални и се пораждат от електромагнитните превключватели.Много важно е липсата на каквото и да е движение по време на изследването, защото дори и най-малкото движение може да доведе до смущения в образите и с това да провали изследването. Метални предмети в или около сканирани област могат да доведат до грешки в реконструирани изображения (артефакти), което да покрие дадена патология.
При много случаи е необходимо поставянето на контрастно вещество (парамагнитна контрастна субстанция) с цел постигане по-ясен образ. В повечето случаи нуждата от контрастна материя се определя от лекарят рентгенолог в хода на изследването и служи за поставянето на ясна крайна диагностика. ЯМР е метод който не изисква специфична подготовка или начин на хранене. Самото изследване се понася лесно тъй като магнитното поле и радиовълните не се усещат и не причиняват неприятни усещания.Негативни ефекти.Налице е малък риск за възникване на алергична реакция, ако се използва контрастна материя по време на изследването, но повечето странични ефекти са слабо изразени. Проблеми с изследването могат да се явят при пациенти с клаустрофобия, което се избягва с провеждане на изследването под анестезия. Друга трудност в процедурата е необходимо да лежи още по време на снимките. Проблеми могат да възникнат и при пациенти, които имат метални импланти.
Преимущества и използване на ЯМР. За разлика от рентгенови лъчи, компютърна томография, ядрено-магнитен резонанс не използва йонизиращо лъчение.
С помощта на тази процедура, слой по слой, се сканират вътрешните органи и тъкани, детайлно се определят най-малките промени в тялото, патологичните процеси се визуализират на екрана на томографския апарат.
ЯМР се приема като метод с висока диагностична стойност, подходящ особено при пациенти, на които се налага за кратко време да се направят няколко последователни изследвания и да се избегне рентгеновото лъчение. След въвеждането му в практиката за много заболявания беше премахната необходимостта от биопсия или изследователски операции и се стигна до откриване и диагностициране на широк спектър от патологични състояния в ранен стадий. Това от своя страна е изключително важно за забавяне развитието на болестта или за нейното елиминиране в начална фаза. ЯМР осигурява възможно най-подробни изображения на тялото. ЯМР може да осигури много ранно откриване на редица състояния, така че лечението да бъде далеч по-ефективно. Отличното качество може да осигури възможно най-добрата информация, ако в последствие се изисква и хирургична намеса.
В съвременния свят са проведени много подобни изследвания, които показват пълната безопасност на подобна техника за здравето.
Последно поколение 3 тесла магнитен резонанс, модел Signa Architect на GE има в България от 2020г. в УМБАЛ „Св. Иван Рилски“- София. Апарати от такъв висок клас в Европа в момента има само 9.
Благодарение на специфичните си характеристики, апаратът скъсява времето за изследване на пациентите наполовина, осигурява много по-ясен образ и възможност да се изобразят в по-голям детайл по-малки структури. Това го прави незаменим при онкологично болни, при които ще помогне за съвсем ранна диагностика. Освен това той позволява скениране на цяло тяло (което досега беше или невъзможно с конвенционалните апрати, или отнемаше твърде дълго време) без каквото и да е лъчево натоварване.
Специално внимание е обърнато на изследванията на деца, като в апарата е зареден пълният пакет педиатрични програми, позволяващи най-прецизн