Vad är magnetisk resonans?

Magnetic Resonance Imaging (MR) är den mest använda neuroimaging tekniken i neurovetenskap på grund av dess många fördelar, de främsta är att det är en icke-invasiv teknik och det är den magnetiska resonans tekniken med den högsta rumsliga upplösningen.

Att vara en icke-invasiv teknik, det är inte nödvändigt att öppna ett sår för att utföra det och det är också smärtfritt. Dess rumsliga upplösning möjliggör identifiering av strukturer till millimetern, den har också en bra temporal upplösning, lägre än den andra, även om detta inte är lika bra som andra tekniker, såsom elektroencefalografi (EEG).

Dess höga rumsliga upplösning gör det möjligt att undersöka aspekter och morfologiska egenskaper på vävnadsnivån. Liksom metabolism, blodvolym eller hemodynamik.

Denna teknik anses vara oskyldig, det vill säga, det ger ingen skada i organismen hos den person till vilken den är gjord, därför är den också smärtfri. Även om deltagaren måste ange ett magnetfält utgör detta ingen risk för individen, eftersom detta fält är mycket litet, vanligen lika med eller mindre än 3 teslas (3 T).

Men inte alla är fördelar, RM är en svår teknik att utföra och analysera, så professionella måste utföra en tidigare utbildning. Dessutom är dyra installationer och maskiner nödvändiga, därför har den en hög rumslig och ekonomisk kostnad.

Att vara en så komplex teknik är ett tvärvetenskapligt team som är nödvändigt för att kunna använda det. Det här laget innehåller vanligtvis en fysiker, någon som känner till fysiopatologi (som en neuroradiolog) och någon som utformar experimenten, till exempel en neuropsykolog.

I denna artikel kommer den fysiska grunden för magnetisk resonans att förklaras ovan, men den kommer främst att fokusera på de psykofysiologiska baserna och praktisk information för människor som måste genomgå en MR.

Psykofysiologiska baser av magnetisk resonans

Hjärnfunktionen bygger på utbyte av information genom kemiska och elektriska synapser.

För att utföra denna aktivitet är det nödvändigt att konsumera det och energiförbrukningen genomförs genom en komplex metabolisk process som i korthet innebär en ökning av ett ämne som kallas adenosintrifosfat, mer känt som ATP, vilket är energikälla som hjärnan använder för att fungera.

ATP är gjord av oxidation av glukos, för att hjärnan ska fungera måste syre och glukos levereras. För att ge dig en idé, förbrukar en hjärna i vila 60% av all glukos vi förbrukar, ca 120 g. Så om glukos- eller syretillförseln avbröts skulle hjärnan leda till skador.

Dessa substanser når de neuroner som kräver dem genom blodperfusion genom kapillärbäddarna. Därför är ju större hjärnaktiviteten desto större är behovet av glukos och syre och med en ökning av cerebralt blodflöde på ett lokalt sätt.

Så för att kontrollera vilket område av hjärnan som är aktiv kan vi se på förbrukningen av syre eller glukos, ökningen av regionalt hjärnflöde och förändringar i cerebral blodvolym.

Den typ av indikator som ska användas beror på flera faktorer, bland vilka är egenskaperna hos den uppgift som ska utföras.

Flera studier har visat att när hjärnstimulering uppträder under en längre tid, är de första förändringarna som observeras glukos och syre, då ökar det regionala cerebrala flödet, och om stimuleringen fortsätter kommer det att finnas en ökning av total hjärnvolym (Clarke & Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton & Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

Syre transporteras genom hjärnblodkärlen fäst vid hemoglobin. När hemoglobin innehåller syre kallas det oxyhemoglobin och när det lämnas utan det, deoxihemoglobin. Så när aktiveringen av hjärnan börjar, finns en lokal ökning av oxyhemoglobin och en minskning av deoxihemoglobin.

Denna balans ger en magnetisk förändring i hjärnan som är det som samlas in i MR-bilderna.

Som det är känt transporteras intravaskulärt syre till hemoglobin. När detta protein är fyllt med syre kallas det för oxyhemoglobin och när det släpps blir det deoxihemoglobin.

Under cerebral aktivering kommer det att finnas en lokalregionell ökning av arteriell och kapillär oxihemoglobin, men koncentrationen av deoxihemoglobin minskar på grund av, som förklarats ovan, minskningen av vävnadsyrtransport.

Denna minskning av koncentrationen av deoxihemoglobin, på grund av dess paramagnetiska egenskap, kommer att leda till en signalökning i fMRI-bilderna.

Sammanfattningsvis bygger MRI på identifiering av de hemodynamiska förändringarna av syre i blod, genom BOLD-effekten, även om blodflödesnivåerna också kan härledas indirekt genom metoder som bildbehandling och perfusion och ASL ( arteriell spinning märkning ).

Effektmekanism BOLD

Den MRI-teknik som används mest idag är den som utförs baserat på BOLD-effekten. Denna teknik gör det möjligt att identifiera de hemodynamiska förändringarna tack vare de magnetiska förändringar som produceras i hemoglobin (Hb).

Denna effekt är ganska komplicerad, men jag kommer att försöka förklara det så enkelt som möjligt.

Den första som beskriver denna effekt var Ogawa och hans lag. Dessa forskare insåg att när Hb innehåller inget syre, deoxihemoglobin, är paramagnetiskt (lockar magnetfält), men när fullständigt syreformat (oxyHb) förändras och blir diamagnetiskt (avstöter magnetfält) (Ogawa et al ., 1992).

När det finns en större närvaro av deoxihemoglobin förändras det lokala magnetfältet och kärnorna behöver mindre tid att återgå till sin ursprungliga position, så det finns en lägre T2-signal och omvänt desto mer oxiHb desto långsammare återhämtning av kärnorna och minus signalen T2 tas emot.

Sammanfattningsvis uppträder detektering av hjärnaktivitet med mekanismen för BOLD-effekten enligt följande:

1. Hjärnaktiviteten i ett visst område ökar.
2. Aktiverade neuroner kräver syre, för att få energi, som de förvärvar från neuronerna kring dem.
3. Området kring de aktiva neuronerna förlorar syre, därför ökar deoxihemoglobin i början, och T2 minskar.
4. I slutet av tiden (6-7s) återställs zonen och ökar oxyHb, så T2 ökar (mellan 2 och 3% med magnetfält på 1, 5 T).

Funktionell magnetisk resonans

Tack vare BOLD-effekten kan funktionella magnetiska resonanser (fMRI) utföras. Funktionell magnetisk resonans skiljer sig från torrmagnetisk resonans i det att deltagaren i det första utövar en övning medan han utför en MR, så att deras hjärnaktivitet kan mätas när man utför en funktion och inte bara vilar .

Övningarna består av två delar, under den första deltar deltagaren uppgiften och lämnas sedan för vila under vilodagen. FMRI-analysen utförs genom att jämföra voxel för att voxel de bilder som mottas under fullbordandet av uppgiften och i vilotiden.

Därför tillåter denna teknik att relatera den funktionella aktiviteten med cerebralanatomin med hög precision, något som inte händer med andra tekniker såsom EEG eller magnetoencefalografi.

Även om fMRI är en ganska korrekt teknik, mäter den indirekt hjärnaktivitet och det finns flera faktorer som kan störa de erhållna data och modifiera resultaten, antingen internt till patienten eller externt, såsom magnetfältegenskaper eller efterbehandling.

Praktisk information

Det här avsnittet kommer att förklara viss information som kan vara av intresse om du måste delta i en MR-studie, antingen patient eller hälsosam kontroll.

MR kan utföras i nästan vilken del av kroppen som helst, den vanligaste är buken, livmoderhalsen, thoraxen, hjärnan eller kranialen, hjärtat, ländryggen och bäckenet. Här kommer hjärnan att förklaras eftersom den ligger närmast mitt studieområde.

Hur utförs testet?

MR-studier bör genomföras i specialiserade centra och med nödvändiga faciliteter, till exempel sjukhus, radiologicenter eller laboratorier.

Det första steget är att klä på lämpligt sätt, du måste ta bort allt som har metall så att de inte stör MR.

Då blir du ombedd att ligga på en horisontell yta som sätts in i en slags tunnel, vilket är skannern. Vissa studier kräver att du ligger på ett visst sätt, men vanligtvis är det vanligtvis upp och ner.

Medan MR utförs, kommer du inte vara ensam, doktorn eller den som kontrollerar maskinen kommer att placeras i ett anslutet rum som är skyddat från magnetfältet som vanligtvis har ett fönster för att se allt som händer i MR-rummet. Det här rummet har även bildskärmar där den ansvariga personen kan se om allt går bra medan MR utförs.

Testet varar mellan 30 och 60 minuter, även om det kan vara längre, speciellt om det är en fMRI, där du måste utföra de övningar du anger medan MR-studien samlar din hjärnaktivitet.

Hur förbereder man sig på testet?

När du får veta att ett MR-test ska utföras ska din läkare se till att du inte har metalliska enheter i din kropp som kan störa MRI, till exempel följande:

• Artificiella hjärtventiler
• Clips för cerebral aneurysm.
• Defibrillator eller hjärtpacemaker.
• Implantat i innerörat (cochlear).
• Nephropati eller dialys.
• Konstgjorda leder nyligen placerade.
• Stents (vaskulära stents).

Dessutom ska du berätta för läkaren om du har arbetat med metall eftersom du kan behöva en studie för att undersöka om du har metallpartiklar i dina ögon eller näsborrar.

Du bör också informera din läkare om du lider av klaustrofobi (rädsla för trånga utrymmen), eftersom din läkare, om det är möjligt, kommer att råda dig att utföra en öppen MR, som är mer separerad från kroppen. Om det inte är möjligt och du är mycket ängslig, kan du bli ordinerad för anxiolytika eller sömntabletter.

Examensdagen ska inte förbrukas mat eller dryck före provet, ungefär 4 eller 6 timmar före.

Måste försöka få med sig minsta metalldetaljer till studien (smycken, klockor, mobil, pengar, kreditkort ...) eftersom dessa kan störa RM. Om du tar dem måste du lämna dem alla utanför rummet där RM-maskinen är belägen.

Hur känns det?

MR-provet är helt smärtfritt, men det kan vara lite irriterande eller obekväma.

Först och främst kan det orsaka ångest när du måste ligga i ett slutet utrymme så länge. Dessutom måste maskinen vara så still som möjligt eftersom det inte kan orsaka fel i bilderna. Om du inte kan sitta still under så lång tid kan du få lite medicin för att slappna av dig.

För det andra producerar maskinen en serie av kontinuerliga ljud som kan vara irriterande, för att minska ljudet som du kan bära öronproppar, kontrollera alltid med din läkare i förväg.

Maskinen har en intercom som du kan kommunicera med den som ansvarar för tentamen, så om du känner något som verkar onormalt kan du rådfråga det.

Det är inte nödvändigt att stanna på sjukhuset, efter testet kan du gå hem, äta om du vill och göra ditt normala liv.

Vad är det för?

MR används tillsammans med andra test eller bevis för att diagnostisera och utvärdera tillståndet hos en person som lider av en sjukdom.

Informationen som erhålls beror på den plats där resonansen kommer att utföras. Hjärnmagnetiska resonanser är användbara för att detektera hjärntecken som är karakteristiska för följande tillstånd:

• Medfödd anomali i hjärnan
• Blödning i hjärnan (subaraknoid eller intrakraniell blödning)
• Hjärninfektion
• Hjärttumörer
• Hormonala störningar (som akromegali, galaktorrhea och Cushings syndrom)
• Multipel skleros
• stroke

Dessutom kan det också vara användbart att bestämma orsaken till förhållanden som:

• Muskelsvaghet eller domningar och stickningar
• Förändringar i tänkande eller beteende
• Hörselnedsättning
• Huvudvärk när vissa andra symtom eller tecken är närvarande
• Svårighet talar
• Visionsproblem
• demens

Har du risker

Magnetisk resonans använder magnetfält och, till skillnad från strålning, har ännu inte hittats i någon studie som orsakar någon form av skada.

Kontrast MRI-studier, som kräver användning av ett färgämne, utförs vanligtvis med gadolinium. Detta färgämne är mycket säkert och allergiska reaktioner uppträder sällan, även om det kan vara skadligt för personer med njurproblem. Om du lider av njurproblem ska du därför informera din läkare innan du utför studien.

Magnetisk MR-bildbehandling kan vara farlig om personen bär metallanordningar som hjärtpacemakare och implantat eftersom de inte kan få dem att fungera lika bra som tidigare.

Dessutom måste du göra en undersökning om det finns risk för att du har metallspån i din kropp, eftersom magnetfältet får dem att röra sig och orsaka organisk eller vävnadsskada.