Hva er magnetisk resonans?

Magnetic resonance imaging (MR) er den mest brukte neuroimaging teknikk i nevrovitenskap på grunn av sine mange fordeler, de viktigste er at det er en ikke-invasiv teknikk, og det er den magnetiske resonans teknikken med den høyeste romlige oppløsningen.

Å være en ikke-invasiv teknikk, er det ikke nødvendig å åpne et sår for å utføre det, og det er også smertefritt. Den romlige oppløsningen tillater å identifisere strukturer til millimeteren, den har også en god temporal oppløsning, lavere enn den andre, selv om dette ikke er så bra som andre teknikker, som for eksempel elektroencefalografi (EEG).

Den høye romlige oppløsningen tillater å undersøke aspekter og morfologiske egenskaper på vevsnivået. Som metabolisme, blodvolum eller hemodynamikk.

Denne teknikken anses å være uskadelig, det vil si at den ikke gir noen skade i organismen til den personen den er laget av, derfor er den også smertefri. Selv om deltakeren må legge inn et magnetfelt, utgjør dette ikke en risiko for den enkelte, siden dette feltet er svært lite, vanligvis lik eller mindre enn 3 teslas (3 T).

Men ikke alle er fordeler, RM er en vanskelig teknikk for å utføre og analysere, så fagpersoner må utføre en tidligere opplæring. I tillegg er dyre installasjoner og maskiner nødvendige, derfor har den høye romlige og økonomiske kostnader.

Å være en så kompleks teknikk, er et tverrfaglig team nødvendig for å bruke det. Dette teamet inkluderer vanligvis en fysiker, noen som kjenner fysiopatologi (som en neuroradiolog) og noen som designer eksperimenter, for eksempel en nevropsykolog.

I denne artikkelen vil det fysiske grunnlaget for magnetisk resonans bli forklart ovenfor, men det vil fokusere hovedsakelig på de psykofysiologiske basene og praktisk informasjon for mennesker som må gjennomgå en MR.

Psykofysiologiske baser av magnetisk resonans

Hjernefunksjonen er basert på utveksling av informasjon gjennom kjemiske og elektriske synapser.

For å utføre denne aktiviteten er det nødvendig å konsumere det, og energiforbruket utføres gjennom en kompleks metabolsk prosess som kort sagt oversetter til en økning av et stoff som kalles adenosintrifosfat, bedre kjent som ATP, som er den kilde til energi som hjernen bruker til å fungere.

ATP er laget av oksydasjon av glukose, for at hjernen skal jobbe, må oksygen og glukose leveres. For å gi deg en ide, bruker en hjerne i ro 60% av all glukose vi bruker, ca 120 g. Så hvis glukose- eller oksygenforsyningen ble avbrutt, ville hjernen lide skade.

Disse stoffene kommer til nevronene som krever dem gjennom blodperfusjon, gjennom kapillærsengene. Derfor, jo større er hjernens aktivitet, jo større er behovet for glukose og oksygen, og med en økning i cerebral blodstrømmen på lokalisert måte.

For å sjekke hvilket område av hjernen som er aktiv, kan vi se på oksygen- eller glukoseforbruket, økningen i regional hjernestrøm og endringer i hjerneblodvolumet.

Typen av indikator som skal brukes vil avhenge av flere faktorer, blant hvilke er egenskapene til oppgaven som skal utføres.

Flere studier har vist at når hjernestimulering oppstår i en lengre periode, er de første endringene som observeres glukose og oksygen, da øker den regionale cerebral strømmen, og hvis stimuleringen fortsetter, vil det bli en økning av total hjernevolum (Clarke & Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton & Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

Oksygen transporteres gjennom hjernen blodkarene festet til hemoglobin. Når hemoglobin inneholder oksygen kalles det oksyhemoglobin og når det blir igjen uten det, deoksyhemoglobin. Så når aktiveringen av hjernen begynner, er det lokalisert økning i oksyhemoglobin og en reduksjon i deoksyhemoglobin.

Denne balansen gir en magnetisk forandring i hjernen som er det som samles inn i MR-bildene.

Som kjent er intravaskulært oksygen transportert bundet til hemoglobin. Når dette proteinet er fylt med oksygen, kalles det oksyhemoglobin, og når det slippes, blir det deoksyhemoglobin.

Under cerebral aktivering vil det bli en lokalregionell økning i arteriell og kapillær oksyhemoglobin, men konsentrasjonen av deoksyhemoglobin vil reduseres på grunn av, som forklart ovenfor, til reduksjonen i oksygentransport av væv.

Denne reduksjonen i konsentrasjonen av deoksyhemoglobin, på grunn av sin paramagnetiske egenskap, vil føre til en økning i signalet i fMRI-bildene.

Sammendrag er MR basert på å identifisere de hemodynamiske forandringer av oksygen i blod, gjennom BOLD-effekten, selv om blodstrømningsnivåer også kan utledes indirekte ved metoder som imaging og perfusjon og ASL ( arteriell spin merking ).

Virkemekanisme BOLD

MRI-teknikken mest brukt i dag er den som ble utført basert på BOLD-effekten. Denne teknikken gjør det mulig å identifisere de hemodynamiske endringene takket være de magnetiske forandringene som produseres i hemoglobin (Hb).

Denne effekten er ganske kompleks, men jeg vil prøve å forklare det på den enkleste måten som mulig.

Den første som beskrev denne effekten var Ogawa og hans lag. Disse forskerne innså at når Hb ikke inneholder oksygen, deoksyhemoglobin, er paramagnetisk (tiltrekker seg magnetfelt), men når fullstendig oksygenert (oxyHb) endres og blir diamagnetisk (avviser magnetfelt) (Ogawa et al. ., 1992).

Når det er større tilstedeværelse av deoksyhemoglobin, endres det lokale magnetfeltet og kjernene trenger mindre tid til å gå tilbake til sin opprinnelige posisjon, så det er et lavere T2-signal, og omvendt, jo mer oksiHb jo langsommere gjenvinning av kjernene og minus signal T2 mottas.

I sammendraget oppstår deteksjon av hjerneaktivitet med mekanismen for BOLD-effekten som følger:

1. Hjernevirksomheten til et bestemt område øker.
2. Aktiverte nevroner krever oksygen, for å få energi, som de får fra nevronene rundt dem.
3. Området rundt de aktive nevronene taper oksygen, derfor i begynnelsen øker deoksyhemoglobin og T2 reduseres.
4. På slutten av tiden (6-7s) gjenoppretter sonen og øker oxyHb, slik at T2 øker (mellom 2 og 3% ved hjelp av magnetfelt på 1, 5 T).

Funksjonell magnetisk resonans

Takket være BOLD-effekten kan funksjonelle magnetiske resonanser (fMRI) utføres. Funksjonell magnetisk resonans er forskjellig fra tørrmagnetisk resonans ved at i den første utfører deltakeren en øvelse mens du utfører en MR, slik at hjernens aktivitet kan måles når du utfører en funksjon og ikke bare i ro .

Øvelsene består av to deler, i løpet av det første utfører deltakeren oppgaven, og deretter blir den igjen å hvile i hvileperioden. FMRI-analysen utføres ved å sammenligne voxel for å fremheve bildene som er mottatt under gjennomføringen av oppgaven og i hvileperioden.

Derfor tillater denne teknikken å forholde funksjonell aktivitet med cerebral anatomi med høy presisjon, noe som ikke skjer med andre teknikker som EEG eller magnetoencefalografi.

Selv om fMRI er en ganske nøyaktig teknikk, måler den indirekte hjernevirksomhet og det er flere faktorer som kan forstyrre dataene som er oppnådd og modifisere resultatene, enten internt til pasienten eller eksternt, for eksempel magnetfeltegenskaper eller etterbehandling.

Praktisk informasjon

Denne delen vil forklare noen opplysninger som kan være av interesse hvis du må delta i en MR-studie, enten pasient eller sunn kontroll.

MR kan utføres i nesten hvilken som helst del av kroppen, den vanligste er magen, livmorhalsen, thorax, hjerne eller kranial, hjerte, lumbal og bekkenbunnen. Her vil hjernen bli forklart siden den er nærmest studiet mitt.

Hvordan utføres testen?

MR-studier bør utføres i spesialiserte sentre og med nødvendige fasiliteter, som sykehus, radiologi sentre eller laboratorier.

Det første trinnet er å kle på riktig måte, du må fjerne alle ting som har metall slik at de ikke forstyrrer MR.

Da blir du bedt om å ligge på en horisontal overflate som er satt inn i en slags tunnel, som er skanneren. Noen studier krever at du legger deg ned på en bestemt måte, men vanligvis er det vanligvis opp ned.

Mens MR utføres, vil du ikke være alene, legen eller personen som styrer maskinen, blir plassert i et tilkoblet rom beskyttet mot magnetfeltet som vanligvis har et vindu for å se alt som skjer i MR-rommet. Dette rommet har også skjermer hvor den ansvarlige kan se om alt går bra mens MR utføres.

Testen varer mellom 30 og 60 minutter, men det kan vare lenger, spesielt hvis det er en fMRI, der du må utføre øvelsene du angir mens MR oppsamler hjernevirksomheten.

Hvordan forberede dere på testen?

Når du blir fortalt at en MR-test skal utføres, bør legen din sørge for at du ikke har metalliske enheter i kroppen din som kan forstyrre MR, som for eksempel:

• Kunstige hjerteventiler
• Klemmer for cerebral aneurisme.
• Defibrillator eller hjertepacemaker.
• Implantater i indre øre (cochlear).
• Nephropati eller dialyse.
• Kunstige ledd nylig plassert.
• Stents (vaskulære stents).

I tillegg bør du fortelle legen om du har jobbet med metall siden du kanskje trenger en undersøkelse for å undersøke om du har metallpartikler i øynene eller neseborene, for eksempel.

Du bør også varsle legen din dersom du lider av klaustrofobi (frykt for begrenset plass), da det er mulig, vil legen din gi råd til å utføre en åpen MR, som er mer skilt fra kroppen. Hvis det ikke er mulig, og du er veldig engstelig, kan du bli foreskrevet anxiolytika eller sovende piller.

Eksamenstiden skal ikke forbruke mat eller drikke før testen, ca 4 eller 6 timer før.

Må forsøke å bringe minst metallprodukter til studien (smykker, klokker, mobil, penger, kredittkort ...), da disse kan forstyrre RM. Hvis du tar dem, må du forlate dem alle utenfor rommet der RM-maskinen er plassert.

Hvordan føles det?

MR-eksamen er helt smertefri, men det kan være litt irriterende eller ubehagelig.

Først og fremst kan det forårsake angst når du må ligge i et lukket rom så lenge. I tillegg må maskinen være så stille som mulig, fordi hvis den ikke kan forårsake feil i bildene. Hvis du ikke klarer å sitte stille i så lang tid, kan du få medisin for å slappe av.

For det andre produserer maskinen en serie kontinuerlige lyder som kan være irriterende, for å redusere lyden du kan bruke øreplugger, må du alltid sjekke med legen din på forhånd.

Maskinen har et intercom som du kan kommunisere med den ansvarlige for eksamenen, så hvis du føler noe som virker unormalt, kan du konsultere det.

Det er ikke nødvendig å bli på sykehuset, etter at testen kan du gå hjem, spise om du ønsker det og gjøre ditt normale liv.

Hva er det for?

MR brukes sammen med andre tester eller bevis for å gjøre en diagnose og å vurdere tilstanden til en person som lider av en sykdom.

Informasjonen som skal innhentes avhenger av stedet der resonansen skal utføres. Hjernemagnetiske resonanser er nyttige for å oppdage hjerne tegn som er karakteristiske for følgende forhold:

• Medfødt anomali i hjernen
• Blødning i hjernen (subaraknoid eller intrakranial blødning)
• Hjerneinfeksjon
• Hjernetumorer
• Hormonale lidelser (som akromegali, galaktorrhea og Cushings syndrom)
• Multiple sklerose
• hjerneslag

I tillegg kan det også være nyttig å fastslå årsaken til forhold som:

• Muskel svakhet eller nummenhet og prikkende
• Endringer i tenkning eller oppførsel
• Hørselstap
• Hodepine når noen andre symptomer eller tegn er tilstede
• Vanskeligheter å snakke
• Visjonsproblemer
• demens

Har du risiko?

Magnetisk resonans bruker magnetfelt og, i motsetning til stråling, er ikke funnet i noen undersøkelse som forårsaker noen form for skade.

Kontrast MR-studier, som krever bruk av et fargestoff, utføres vanligvis med gadolinium. Dette fargestoffet er veldig trygt og allergiske reaksjoner forekommer sjelden, selv om det kan være skadelig for personer med nyreproblemer. Derfor, hvis du lider av noen nyreproblemer, bør du informere legen din før du utfører studien.

Magnetisk MR-bildebehandling kan være farlig dersom personen bærer metallinnretninger som hjertepacemakere og implantater, fordi de ikke kan få dem til å fungere så godt som før.

I tillegg må du utføre en undersøkelse dersom det er fare for at du har metallskraver i kroppen din, siden magnetfeltet kan få dem til å bevege seg og forårsake organisk eller vevskader.