Magneettikuvaus (yleisesti nimeltään "MRI") on menetelmä kehon sisälle katsomiseksi ilman leikkausta, haitallisia väriaineita tai Röntgenkuvat. Sen sijaan MRI-skannerit käyttävät magneettisuutta ja radioaaltoja tuottamaan selkeitä kuvia ihmisen anatomiasta.
Fysiikan säätiö
MRI perustuu 1930-luvulla löydettyyn fysiikan ilmiöön, jota kutsutaan "ydinmagneettiseksi resonanssiksi" tai NMR: ksi, jossa magneettikentät ja radioaallot saavat atomit lähettämään pieniä radiosignaaleja. Felix Bloch ja Edward Purcell työskentelivät vastaavasti Stanfordin yliopistossa ja Harvardin yliopistossa. Sieltä NMR-spektroskopiaa käytettiin keinona tutkia kemiallisten yhdisteiden koostumusta.
Ensimmäinen MRI-patentti
Vuonna 1970 lääketieteen tohtori ja tutkija Raymond Damadian löysi perustan magneettikuvantamisen kuvan käyttämiselle lääketieteellisen diagnoosin välineenä. Hän havaitsi, että erityyppiset eläinkudokset lähettävät vastesignaaleja, joiden pituus vaihtelee ja enemmän Tärkeää on, että syöpäkudos lähettää vastesignaaleja, jotka kestävät paljon kauemmin kuin ei-syöpäiset kudosta.
Vähemmän kuin kaksi vuotta myöhemmin, hän jätti ideansa käyttää magneettikuvauskuvausta lääketieteellisen diagnoosin välineenä Yhdysvaltain patenttivirastolle. Sen otsikko oli "Laitteet ja menetelmä syövän havaitsemiseksi kudoksessa". Vuonna 1974 myönnettiin patentti, joka tuotti ensimmäisen maailman patentti myönnetty MRI-alalla. Vuoteen 1977 mennessä tohtori Damadian valmisti ensimmäisen koko kehon MRI-skannerin rakentamisen, jonka hän nimitti "Indomitable".
Nopea kehitys lääketieteessä
Ensimmäisen patentin myöntämisen jälkeen magneettikuvauskuvan lääketieteellinen käyttö on kehittynyt nopeasti. Ensimmäiset terveydenhoidon MR-laitteet olivat saatavana 1980-luvun alussa. Vuonna 2002 maailmanlaajuisesti käytettiin noin 22 000 MR-kameraa, ja yli 60 miljoonaa MRT-tutkimusta tehtiin.
Paul Lauterbur ja Peter Mansfield
Vuonna 2003 Paul C. Lauterbur ja Peter Mansfield saivat fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon havainnoistaan, jotka koskivat magneettikuvaus.
Stony Brookin New Yorkin osavaltion yliopiston kemian professori Paul Lauterbur kirjoitti uudesta kuvantamistekniikasta paperin, jota hän nimitti "zeugmatografiaksi" zeugmo tarkoittaen "ikeä" tai "liittymistä yhteen"). Hänen kuvantamiskokeensa siirsi tieteen NMR-spektroskopian yhdestä ulottuvuudesta spatiaalisen suuntautumisen toiseen ulottuvuuteen - MRT: n perustaan.
Peter Mansfield Nottinghamista, Englanti, kehitti edelleen kaltevuuksien hyödyntämistä magneettikentässä. Hän osoitti, kuinka signaalit voitiin analysoida matemaattisesti, mikä mahdollisti hyödyllisen kuvantamistekniikan kehittämisen. Mansfield osoitti myös, kuinka erittäin nopea kuvantaminen voidaan saavuttaa.
Kuinka MRI toimii?
Vesi muodostaa noin kaksi kolmasosaa ihmisen ruumiinpainosta, ja tämä korkea vesipitoisuus selittää miksi magneettikuvauskuvauksesta on tullut laajasti sovellettavaa lääketieteessä. Monissa sairauksissa patologinen prosessi johtaa kudosten ja elinten vesipitoisuuden muutoksiin, ja tämä heijastuu MR-kuvassa.
Vesi on molekyyli, joka koostuu vety ja happiatomit. Vetyatomien ytimet kykenevät toimimaan mikroskooppisina kompassineuloina. Kun vartalo altistuu voimakkaalle magneettikentälle, ytimet vetyatomeista on suunnattu järjestykseen - seiso "huomion alla". Radioaktiivisten aaltojen impulsseihin tapahtuessa ytimien energiasisältö muuttuu. Pulssin jälkeen ytimet palaavat edelliseen tilaansa ja resonanssiaalto lähetetään.
Pienet erot ytimien värähtelyissä havaitaan edistyneellä tietokonekäsittelyllä; on mahdollista rakentaa kolmiulotteinen kuva, joka heijastaa kudoksen kemiallista rakennetta, mukaan lukien erot vesipitoisuudessa ja vesimolekyylien liikkeissä. Tuloksena on erittäin yksityiskohtainen kuva kudoksista ja elimistä tutkitussa kehon alueella. Tällä tavalla patologiset muutokset voidaan dokumentoida.