Čo je to magnetická rezonancia a čo o nej potrebujete vedieť? Najčastejšie otázky a odpovede

História MRI

Fyzik Isidor Isaac Rabi bol vôbec prvým, kto vyvinul metódu merania magnetických vlastností atómov, v roku 1930. Jav nukleárnej magnetickej rezonancie je v literatúre popisovaný od roku 1940.

Tento jav sa používa na zobrazovanie magnetickou rezonanciou po roku 1970.

Používa sa skratka MRI (Magnetic Resonance Imaging). Bloch a Purcell dostali za tento objav v roku 1952 Nobelovu cenu za fyziku.

Bloch sa na konci druhej svetovej vojny školil v atómovej energii a meraniach pomocou radaru. Po skončení vojny sa vrátil k svojej skoršej práci, s magnetickým momentom neutrónu.

Purcell bol dávaný do súvisu s objavením mikrovlnného radaru počas vojny.

Po veľa rokov bola nukleárna magnetická rezonancia používaná chemikmi k štúdiu atómov a molekúl. Raymond Damadian (1936 - 2022) prvý demonštroval pri experimentoch na zvieratách rozdiel medzi zdravým a chorobne zmeneným tkanivom.

Použitie nukleárnej magnetickej rezonancie k produkcii 2D obrázkov bolo cestou Paula Lauterbura, ktorý zobrazoval vodu. Neskôr Peter Mansfield zobrazil prsty študenta Maudsleya v roku 1976. Pán Damadian potom použil MRI k zobrazeniu ľudského tela v roku 1977

Charakteristika

Keďže MRI nepoužíva ionizujúce žiarenie, považuje sa za bezpečnejšie ako CT (Computer Tomography).

MRI je vhodnejšia na zobrazovanie mäkkých tkanív. Kosti sú lepšie hodnotiteľné pri CT vyšetrení.

Magnetická rezonancia sa používa na diagnostiku tkanív ľudského tela. Je dobre priekazná pri vyšetrení hlavy, trupu, brucha, panvy i končatín.

Troška fyziky

Z neutrónov a protónov je zložené jadro atómu.

Každá táto častica rotuje okolo svojej vlastnej osy v určitom pohybe, ktorý sa nazýva spin.

Keďže sú protóny kladne nabité častice a každá kladná častica vytvára magnetické pole, vykazuje aj magnetický moment.

Ten sa nazýva aj magnetický dipólový moment.

Záporne nabitý elektrón sa bude v elektrostatickom poli jadra pohybovať po uzavretých trajektóriách. Elektrón vytvára pri uzavretej trajektórií prúdovú kľučku, ekvivalentnú magnetickému dipólu. Tak vzniká magnetické pole pôsobiace na elektrón je síce slabé, no pôsobí.

Atómové jadrá s kladným nukleonovým číslom nemajú spin (nechovajú sa magneticky). Ich magnetické momenty sa rušia a nedajú sa používať pri MR zobrazení. Naopak atómové jadrá s nepárnym nukleonovým číslom si svoj magnetický moment zachovávajú.

Patrí sem aj atóm vodíku H, ktorý má len jeden protón, vykazujúci relatívne veľký magnetický moment.

O vodík sa opiera aj MRI, keďže v organizme je vysoké zastúpenie vody (60%).

Princíp MRI

Ak je rotujúce jadro umiestnené v konštantnom magnetickom poli, dochádza k zrovnaniu magnetických momentov s vonkajším magnetickým poľom a os jadra bude ľahko rotovať okolo smeru, kde pôsobí konštantné pole.

Aby boli jadrá udržané v stálom pohybe, používa sa magnetické pole vysokofrekvenčné. V cievke sa indukuje napätie, keď je priblížená do blízkosti rotujúceho magnetického momentu. Toto napätie je následne merané. Veľkosť nameraného napätia je závislá od polohy a typu tkaniva.

Protóny vykazujú aj precesný pohyb (pohyb po plášti pomysleného kužeľa). Frekvencia tohto pohybu sa nazýva Larmorova frekvencia. Tá závislí na intenzite magnetického poľa a type atómového jadra.

Rezonancia – aby sme mohli merať rezonančnú frekvenciu protónov (ich spektrum), je nutné vychýliť vektor magnetizácie z jeho rovnovážnej polohy a tým docielime vzniku vektoru priečnej tkanivovej magnetizácie.

Veľkosť priečneho vektoru je z dôvodu chaotického pohybu častíc nulová. Pomocou elektromagnetického impulzu vo forme energie dosiahneme zmenu.

Relaxácia – po skončení elektromagnetického impulzu sa vracajú protóny do pôvodného energeticky výhodnejšieho postavenia a mizne ich synchrónny pohyb. Môže byť T1 relaxácia - pozdĺžna, alebo T2 relaxácia – priečna).

Výhody magnetickej rezonancie

• Jedná sa o presné zobrazenie na základe rozličných intenzít signálov mäkkých tkanív (mozog, srdce, chrupavka, vnútorné orgány,...).
• Rozlišuje patologické stavy, ktoré sú pri iných vyšetreniach nezobraziteľné.
• Je to neinvazívna metóda, teda je vhodná i pre tehotné ženy a novodorencov. Nepoužíva škodlivé ionizujúce žiarenie ako iné vyšetrenia.
• Dáva informácie o krvnom obehu, cievach a pod.
• Niektoré cievne (angiografické) snímky môžu byť zobrazené bez potreby KL (kontrastnej látky), čím sa znižuje zaťaženie pacienta.

Kontrastné látky

Používajú sa k zlepšeniu (skvalitneniu) obrazu. Pomocou nich dochádza k zviditeľneniu štruktúr, ktoré nie sú v bežnom obraze rozlíšiteľné. Ich funkcia je zjednodušenie relaxácie protónov, tým je skrátená relaxačná doba T1 a T2.

Toto skrátenie vedie k zosilneniu T1 váženého obrazu, u T2 dochádza k jeho zoslabeniu.

Kontrastné látky môžeme rozdeliť na paramagnetické a superparamagnetické.

Niektoré z látok obsahujú gadolínium.

Prístrojové vybavenie

Pacient sa položí do tunelu MR, kde je vystavený homogénnemu magnetickému poľu. Okrem neho je pridané ešte jedno magnetické pole tvorené gradientovými cievkami. Vyšetrenie je ovládané počítačom, kde sú zberané aj dáta obrazu.

Špeciálne aplikácie MRI

• Difúzne MRI – zobrazuje zmeny signálov spôsobené difúziou molekúl vody v tkanivách. Používa sa pri diagnostike starnutia nedokrvenia mozgu, Alzheimerovej chorovy, autizmu, schizofrénie či pri zmenách prostaty
• MRA – angiografická magnetická rezonancia – prietok excitovaných jadier
• Funkčná MR – podstatou metódy je zmena prekrvenia a objemu krvi v aktívnej oblasti mozgovej kôry (používa sa pri hodnotení myslenia, vnímania, teda samotnej mozgovej činnosti)
• MR spektroskopia - poskytuje podrobné informácie o štruktúre, dynamike a chemickom prostredí molekúl

Kontraindikácie MRI

Keďže MRI nie je radiačný prístroj, sú tu minimálne riziká.

Deti musia byť zvyčajne sledované (utlmené) počas trvania vyšetrenia, pretože nevydržia taký dlhý čas ležať v pokoji.

Po kontrastnej látka je tu malá možnosť vzniku alergickej reakcie.

Ak pacient trpí klaustrofóbiou alebo pocitmi úzkosti, môže byť pre neho ťažkým vydržať toto vyšetrenie.

Relatívne kontraindikácie a kontraindikácie sú:

• Kov v tele (napríklad zariadenie kardiostimulátora) je kontraindikovaný pri tomto vyšetrení, avšak titánové náhrady kĺbov a podobne nie sú kontraindikáciou.
• Predmety ako stenty, náhradné chlopne či nervové stimulátory môžu poškodiť prístroj, alebo skresliť obraz.
• Vyhotovovanie snímkov MRI bolo od roku 1980 u gravidných bez nahlásenia nežiadúcich účinkov. (nezvykne sa aj používať kontrastná látka). Aj napriek tomu nie je jasné, aký vplyv môže mať silné magnetické pole na vyvíjajúci sa plod, hlavne v prvom trimestri gravidity.
• Niektoré tetovania obsahujú v atramente kov, preto nie sú vhodné na toto vyšetrenie, zakázaný je piercing.
• Pacienti s ochorením obličiek nedostávajú pri vyšetrení kontrastnú látku (tým je menší počet možností zobrazení snímkov pre rádiológa).

Stimulátory nervus vagus sú podľa údajov výrobcov kompatibilné s MRI poľami len za špecifických podmienok. Nesmú sa používať celotelové MRI cievky vo vysielacom móde.

Pacienti s implantovaným pacemakerom bez kontinuálnej stimulácie sú tiež rizikoví:

• Hodnotí sa pomer medzi ziskom a rizikom z vyšetrenia.
• Musí byť kontinuálny monitoring v priebehu celého vyšetrenia.
• Pripravený defibrilátor a šoková skrinka počas celého vyšetrenia.
• Je dôležité udržiavať kontakt s pacientom počas celého vyšetrenia.
• Zhodnotenie funkcie pacemakera po vyšetrení MR.

Priebeh vyšetrenia MRI

MRI je veľmi užitočný prístroj. Pomáha doktorom vidieť obrázky z vnútra organizmu vrátane tkanív, ktoré nerozozná röntgenové vyšetrenie.

Pred samotným vyšetrením je veľmi dôležité vypísanie žiadanky o toto vyšetrenie samotným pacientom.

Zameriava sa aj na prítomnosť kovov, či prídavných zariadení (kardiostimulátor) v tele. Toto vyšetrenie je bezpečné, bezbolestné, neinvazívne a spoľahlivé. Kov v tele však môže viesť k poškodeniu organizmu i k zhoršeniu kvality snímkov.

Preto je na posúdení lekára, či je možné vyšetrenie vykonať.

Treba personál informovať aj o drobných úlomkoch kovov po nehode. Mostíky a iné zubné náhrady nebývajú obvyklým problémom.

Avšak niektoré iné kovy v organizme by mohli zabrániť možnosti ísť na MRI vyšetrenie. To zahŕňa pacemaker (kardiostimulátor), klipy na liečbu aneuryziem a iné pomôcky, ktoré zahŕňajú v sebe kov.

Sestra odoberie históriu ťažkostí s ohľadom na vyšetrenie MRI. Je možnosť podania kontrastnej látky, ktorú zvažuje lekár.

Treba personál informovať o možnej obličkovej či pečeňovej chorobe, predchádzajúcej alergii na kontrastnú látku či tehotnosti.

V scanneri nie je možné nosiť kovové predmety v rátane zipsov oblečenia či náhrdelníkov a náušníc.

Prístroj MRI nepoužíva röntgenové lúče a nevzniká pri ňom radiácia.

Musí však byť oddelený kvôli možnosti rušenia rádiových vĺn a umiestnený v miestnosti konštruovanej ako Faradayova klietka. Keď je zariadenie v prevádzke, vydáva hlasné zvuky. Počas vyšetrenia môžete kedykoľvek pri nepríjemnostiach upozorniť zriadenca gombíkom.

Séria scanov sa prevádza s krátkou pauzou medzi ňou a ďalšou sériou. Vyšetrovaný môže počuť zmenu zvuku v tejto perióde, je normálne, že zvuky vydávané prístrojom sú veľmi hlasné.

Je dobré vyšetrenie vydržať, síce trvá priemerne 30-50 minút. Dáva užitočné informácie o tele a jednotlivých orgánoch pacienta.

Keby ste potrebovali vyšetrenie prerušiť, upozorníte personál gombíkom, jedna časť prístroja je vždy otvorená. Po vyšetrení sú snímky zaslané rádiológovi, ktorý ich vyhodnotí.

Diagnóza

Obrázky vyprodukované MRI prístrojom slúžia k diagnostike ochorenia, ktoré môže súvisieť so svalom, orgánmi, no aj inými tkanivami.

Keď lekár posúdi, že by sa mohlo jednať o niektoré z jeho podozrení pri diagnostike, poslúži mu na to MRI. Vyhotovené obrázky sú vo veľkom rozlíšení a vytvárajú realistický obraz o tkanivách tela.

Niekedy je potrebné MRI vyšetrenie pred chirurgickým zákrokom k spresneniu a lepšej orientácií v teréne ochorenia.

MRI je používané k určeniu diagnóz vrátane:

1. Mozog a miešne lézie pri ochoreniach, akými sú skleróza multiplex (SM), infarkt mozgu, krvácanie mozgu a miechy, poranenia, aneuryzmy mozgových ciev, tumory,...
2. Tumory a abnormality orgánov, akými sú pečeň, pankreas, obličky, orgány reprodukčné, slezina, močový mechúr, srdce, žľazy s vnútornou sekréciou,...
3. Srdce a krvné cievy, vhodné pri diagnostike aneuryziem (výdutí ciev), zápaly, blokády,...
4. Zápalové črevné ochorenia ako Crohnova choroba či ulcerózna kolitída
5. Pečeňové ochorenia ako cirhóza
6. Karcinóm prsníka
7. Kĺbové a kostné nepravidelnosti, tumory, abnormality, či zápaly kostí, medzistavcové platničky,...
8. Funkčná MRI môže pomôcť pri diagnostike Alzheimerovej choroby, schizofrénie či mozgových nádorov – ide o vizualizáciu prietoku látky a jej vychytávanie v danej chorobou zmenenej oblasti

Pár slov o MRA

Vyšetrenie MRA (angiografia magnetickou rezonanciou) je podobné, ako MRI, len sa zameriava na cievy v organizme, teda tepny a žily. Orientujeme sa hlavne na cievy mozgu, krku, brucha vrátane ciev obličiek a pečene, panvy a cievy horných a dolných končatín.

Doktor pri tomto vyšetrení zhodnotí, či nie je prítomná cievna výduť (aneuryzma), uzáver cievy aterosklerotickým procesom (blokáda), lokalizuje tiež poškodenú cievu po úraze. Vyšetrenie tiež pomáha pri diagnostike rakovinového ochorenia, ale aj krvných zrazenín.

Klaustrofóbia

Je to situačná fóbia spúšťaná neracionálnym strachom z uzavretých priestorov. Môže byť vyvolávaná spúšťačmi ako:

• Bytím v miestnosti bez okien
• Zaseknutím vo výťahu
• Zatarasením v cestnej premávke
• Uzavretím v malých priestoroch
• Tunely, jaskyne a pod.

Môže sa prejaviť panickou atakou. Ďalšími prejavmi sú potenie, chvenie, záblesky prežitého pred očami, strach, úzkosť, skrátené dýchanie, hyperventilácia, zvýšenie tepovej frekvencie, pocit na vracanie.

Klaustrofóbiu je možné liečiť psychoterapiou. Používa sa kongnitívne-behaviorálna liečba či vizualizácia. Niekedy je potrebná aj farmakologická liečba.

Zaujímavosti

Vyšetrenie MRI sa robí vtedy, keď je naň čas (oproti klasickému CT vyšetreniu, ktoré trvá krátko).

MRI niekedy nemôže vykázať rozdiel medzi rakovinovým tkanivom a tekutinou (opuchom), preto je niekedy potrebné ďalšie vyšetrenie (punkcia a podobne...)

Menštruácia nie je kontraindikáciou vyšetrenia.

Pred vyšetrením sa môže jesť, piť a užívať pravidelné lieky (pri väčšine prístrojov).

Po podaní kontrastnej látky sa môžu objaviť po vyšetrení nežiadúce účinky ako závraty, bolesť hlavy, pocit na vracanie, ale sú zriedkavé.

Diagnostické vyšetrenie MRI sa môže robiť opakovane s ohľadom na podanie kontrastnej látky.

Originálne sa MRI hovorilo NMR (nukleárna magnetická rezonancia). Od termínu sa však upustilo, pretože slovo nukleárny budilo v spoločnosti nepriaznivý dojem.

Nikola Tesla objavil krútiace sa magnetické polia v roku 1888. Pre tieto priekupnícke zásluhy sa v zariadeniach MR používajú Teslove jednotky (zmena magnetického toku za 1 sekundu).

Podľa Americkej neurologickej akadémie je potvrdené, že snímkovanie MR pri mozgových porážkach je oproti CT vyšetreniu priekaznejšie.

Mimo množstva magnetov v MRI skenery, je tu aj jeden hlavný magnet. Magnetické pole, ktoré tento hlavný magnet vytvára je tak silné, že je tisíc-krát silnejšie, ako magnetické pole Zeme.

Najčastejšie otázky a odpovede o MRI

1. Čo je magnetická rezonancia (MRI)?

MRI slúži na diagnostiku. Používa magnety a rádiové vlny na vytvorenie detailných obrazov vnútra tela. Nevyžaduje röntgenové žiarenie.

2. Na čo sa používa MRI?

MRI sa často používa na vyšetrenie mozgu, chrbtice, kĺbov, srdca a ciev. Môže pomôcť identifikovať nádory, poškodenie tkaniva, infekcie a ďalšie. Dobre slúži hlavne pri zobrazení mäkkých štruktúr.

3. Ako sa pripraviť na MRI vyšetrenie?

Pred vyšetrením je nutné odstráňte všetky kovové predmety. Informujte lekára o akýchkoľvek implantátoch, ako sú kardiostimulátory alebo kovové protézy. V niektorých prípadoch môže byť potrebné dodržať špecifické inštrukcie týkajúce sa jedla a tekutín.

4. Ako je na tom bezpečnosť?

MRI vyšetrenie je považované za veľmi bezpečnú techniku. Nevyužíva ionizujúce žiarenie. Avšak, pacienti s určitými implantátmi alebo elektronickými zariadeniami nemusia byť vhodní na vyšetrenie.

5. Ako dlho trvá MRI vyšetrenie?

MRI vyšetrenie trvá zvyčajne medzi 30 a 60 minútami. V závislosti od vyšetrovanej oblasti a počtu potrebných záberov.

6. Je vyšetrenie MRI bolestivé?

MRI vyšetrenie nie je bolestivé.

Avšak z dôvodu dlhého ležania na tvrdom stole môžete pociťovať nepohodlie. Ďalším faktorom môže byť úzkosť v uzavretom priestore MRI trubice/tunela a z hluku.

7. Čo znamená "otvorená MRI"?

Otvorená MRI je alternatívnou formou tradičného MRI, ktorá je navrhnutá tak, aby zmiernila úzkosť z uzavretých priestorov a môže byť pohodlnejšia pre pacientov s klaustrofóbiou alebo väčším telom.

8. Môžem počas MRI vyšetrenia komunikovať s technikom?

Áno, počas MRI vyšetrenia je možná komunikácia s technikom.

9. Sú nejaké vedľajšie účinky alebo riziká spojené s MRI?

Zriedkavo môžu pacienti pociťovať vedľajšie účinky od kontrastných látok používaných počas niektorých MRI vyšetrení.

Všeobecne je však MRI považované za bezpečnú metódu.