Un ghid pentru imagistica prin rezonanță magnetică (RMN)

Imagistica prin rezonanță magnetică (denumită în mod obișnuit "RMN") este o metodă de a privi în interiorul corpului fără a folosi chirurgie, coloranți nocivi sau raze X. În schimb, scanerele RMN folosesc magnetismul și undele radio pentru a produce imagini clare ale anatomiei umane.

Fundația în fizică

RMN se bazează pe un fenomen de fizică descoperit în anii 1930 numit „rezonanță magnetică nucleară” - sau RMN - în care câmpurile magnetice și undele radio provoacă atomi să emită semnale radio minuscule. Felix Bloch și Edward Purcell, care lucrează la Universitatea Stanford și respectiv la Universitatea Harvard, au fost cei care au descoperit RMN. De acolo, spectroscopia RMN a fost utilizată ca mijloc de studiere a compoziției compușilor chimici.

Primul brevet RMN

În 1970, Raymond Damadian, medic și om de știință de cercetare, a descoperit baza utilizării imagisticii prin rezonanță magnetică ca instrument pentru diagnosticul medical. El a descoperit că diferite tipuri de țesut animal emit semnale de răspuns care variază în lungime și, mai important, că țesutul canceros emite semnale de răspuns care durează mult mai mult decât țesutul non-canceros.

Mai puțin de doi ani mai târziu, el și-a depus ideea de a folosi imagistica prin rezonanță magnetică ca instrument de diagnostic medical la Oficiul de Brevete din SUA. Se intitulase „Aparat și metodă pentru detectarea cancerului în țesut”. Un brevet a fost acordat în 1974, producând primul brevet mondial emis în domeniul RMN. Până în 1977, dr. Damadian a finalizat construcția primului scaner RMN cu întreg corp, pe care l-a numit „Indomabil”.

Dezvoltarea rapidă în cadrul medicinei

De când a fost emis primul brevet, utilizarea medicală a imagisticii prin rezonanță magnetică s-a dezvoltat rapid. Primele echipamente RMN în sănătate au fost disponibile la începutul anilor '80. În 2002, aproximativ 22.000 de camere RMN au fost utilizate în întreaga lume și au fost efectuate peste 60 de milioane de examene RMN.

Paul Lauterbur și Peter Mansfield

În 2003, Paul C. Lauterbur și Peter Mansfield au primit premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină pentru descoperirile lor privind imagistica prin rezonanță magnetică.

Paul Lauterbur, profesor de chimie la Universitatea de Stat din New York la Stony Brook, a scris o lucrare despre o nouă tehnică imagistică pe care a numit-o „zeugmatografie” (din greacă zeugmo însemnând „jug” sau „unire împreună”). Experimentele sale de imagini au mutat știința de la dimensiunea unică a spectroscopiei RMN la a doua dimensiune a orientării spațiale - o fundație a RMN.

Peter Mansfield din Nottingham, Anglia a dezvoltat în continuare utilizarea gradienților în câmpul magnetic. El a arătat cum semnalele pot fi analizate matematic, ceea ce a făcut posibilă dezvoltarea unei tehnici imagistice utile. Mansfield a arătat, de asemenea, cât de rapid poate fi realizată imagistica.

Cum funcționează RMN-ul?

Apa reprezintă aproximativ două treimi din greutatea corporală a unui om, iar acest conținut ridicat de apă explică de ce imagistica prin rezonanță magnetică a devenit aplicabilă pe scară largă în medicină. În multe boli, procesul patologic are ca rezultat modificări ale conținutului de apă între țesuturi și organe, iar acest lucru este reflectat în imaginea MR.

Apa este o moleculă compusă din atomii de hidrogen și oxigen. Nucleii atomilor de hidrogen sunt capabili să acționeze ca ace microscopice ale busolei. Când corpul este expus la un câmp magnetic puternic, nucleele atomilor de hidrogen sunt direcționate în stand-ordinea „în atenție”. Când este supus impulsurilor de unde radio, conținutul de energie al nucleelor ​​se modifică. După puls, nucleele revin la starea lor anterioară și se emite o undă de rezonanță.

Micile diferențe de oscilații ale nucleelor ​​sunt detectate prin procesarea computerizată avansată; este posibil să se construiască o imagine tridimensională care să reflecte structura chimică a țesutului, inclusiv diferențele în conținutul de apă și în mișcările moleculelor de apă. Rezultă o imagine foarte detaliată a țesuturilor și organelor din zona investigată a corpului. În acest mod, modificările patologice pot fi documentate.