MR
MR = Magnetisk Resonans
Hvordan det virker
Protoner (del af atomers kerne) spinner, dvs. de roterer om egen akse. Ved magnetisk resonans skanning anvendes et kraftigt magnetfelt angivet i Tesla (T) som påvirker spindende protoner i kroppen til at spinde (mere) i magnetfeltets plan (B0) i stedet for den normale helt frie (tilfældige) orientering af protonernes spin. (Jordens magnetfelt styrke i Danmark er ca. 1/20.000 T). De kommer dog ikke til alle at spinde i magnetsfeltets plan blot mere homogent som det ses af figur 1. Med et radiofrekvens signal (radiobølge) påvirkes protonernes spind-retning (eksiteres) væk fra B0 og vinklen fra B0 vil vibrere i takt med radiosignalets frekvens og så længe protonernes spind-retning påvirkes af radiosignalet vil der generes et tilsvarende radiosignal af protonen. Der er tale om et ganske svagt radiosignal i forhold til det stationære magnetfelts styrke, men ved at gentage det samme frekvens som protoners naturlige svingningsfrekvens induceres resonans hvorved det radiosignal der udsendes forstærkes. Når radiosignalet slukkes dør det at protonen udsendte radiosignal ud over tid i takt med at protoners spind retning svinger tilbage til B0. Forestil dig et kompas hvor kompasnålen skubbes lidt at et radiosignal og vibrere i takt med radiosignalet så den ikke længere peger mod nord, og når radiosignalet slukkes og den svinger tilbage og peger mod nord dør kompasnålens radiosignal ud. Det er den uddøen af signalet relaxation & decay der måles på. I modsætning til kompasnålen opfører protonerne sig ikke som en pil, de spinder og de bliver vippet om egen spindakse og kommer til at beskrive en kegleform (Figur 2). Denne bevægelse kaldes præcession. Det er oftest protonerne i brint atomerne, som primært findes i vand molekylet der, anvendes til billeddannelse med MR-skannerer. Brintkernen, som består af en enkelt proton (og ingen neutron) er yderst velegnet til formålet, dels fordi brint findes i store mængder i humant væv (indgår som bekendt både i vand og i fedt) og dels fordi den enkelte brintkernes magnetiske moment er relativt kraftigt. I princippet kan alle atomkerner med proton-spin studeres med MR, her er nogle eksempler: ¹H, ¹³C, ²³Na og ³¹P. En og samme atomkerne vil typisk kunne antage flere forskellige spindtilstande, som hver især er karakteriseret ved et specifikt energiniveau.
Kontrasten mellem de forskellige væv og strukturer i billeder opstår ved at protonernes spind i forskelligt væv svinger tilbage med forskellig hastighed. Der anvendes forskellige standard sekvenser ved MR-skanninger, som hver har deres specialer fordele og svagheder. Disse sekvenser fremkommer ved at måle på forskellige ændringer i spin i forhold til det stationære magneltfeltsretning, samt ved at ændre på hvilken del at tilbagefaldet til protonernes spind i magnetfeltetsplan =Echo Time(TE). En anden parametre der justeres i de forskellige sekvenser er Repetition Time (TR) som er tiden mellem 2 eksitationer (radiofrekvens signaler).
Hvordan kommer vi fra spind af 1 proton til billede?
Hvis vi ikke kan lokaliserer de enkelte protoner spind men kun et gennemsnit af det samlede hjælper det os ikke til at lave et billede af hjernen. Det næste geniale skridt var at påvirke med en magnetisk gradient (felt gradient) gennem det undersøgte væv, således at protonerne i forskellige lokalisationer har forskelligt "grundspind" som bliver deres lokalisations signatur (figur 3). Ved at skanne med forskellige feltgradienter bliver det muligt at sammenstykke et billede hvor de forskellige registrerede radiosignaler sammensættes til et detaljeret billede.
T1-vægtede billeder er baseret på ændringer i protonernes spin (rotation om egen akse)på langs af det statiske magnetfelt.
T2-vægtede billeder er baseret på ændring på tværs af det stationære magnetfelts retning. T1-vægtede billeder er særligt gode til at fremstille hjernens cortex, mens T2-vægtede billeder er særligt gode til at fremstille ødem (øget vand indhold) og inflammation.
Kontrast anvendes specielt i hjernen når man vil identificere områder hvor den normal blod-hjerne barrierer er defekt. Dette sker eksempelvis i mange tumorer, abscesser og i nogle andre infektionstilstande. Blod-hjerne barriereren skyldes at karvæggene i hjernen er særligt tætte for mange substanser som under normale omstændigheder ikke kan forlade blodbanen og komme ud i extracellulærvæsken i hjernen. Gadolinium anvendes som kontrast, dette er et paramagnetisk stof som giver tydelige signal forandringer i MR-billedet. Gadolinium ophobes i kroppen og særlig forsigtighed skal udvises hos personer med nyreskade.
De fleste MR-skannerne der rutinemæssigt anvendes i klinikken er enten 1,5 T eller 3T maskiner, men der er nu etableret en 7T maskine på Hvidovre Hospital, til forskningsbrug. Der er ingen stråling involveret i MR-skanninger. MR-skanninger blev opfundet i 1970'erne og er det mest fantastiske der er sket for neurokirurgien.
Sekvenser
--Jannick Brennum 1. apr 2018, 11:19 (UTC)
