MR prístroje umožňujú diagnostiku stavu pacienta pomocou jednej z najprínosnejších diagnostických modalít v súčasnej rádiológii - magnetickej rezonancie atómových jadier.
Je to najmladšia neinvazívna /tkanivá nepoškodzujúca/ zobrazovacia metóda, ktorá už
významne prenikla do klinickej praxe. Niekedy sa zvykne označovať aj ako MRI
/Magnetic Resonance Imaging/, prípadne NMR /Nuclear Magnetic Resonance/.
V roku 1952 získali vedci za objav fyzikálnej podstaty tohto javu atómových jadier
Nobelovu cenu. V roku 1973 bolo už referované o možnosti
premeny signálu magnetickej rezonancie na obraz pomočou počítačovej rekonštrukcie.
Magnetická rezonancia je jav, pri ktorom atómové jadrá, umiestnené v konštantnom magnetickom poli selektívne absorbujú energiu vysokofrekvenčného magnetického poľa. Každý nukleón /protón aj neutrón/ má vlastný mechanický moment hybnosti - spin. Rotáciou nukleónu sa vytvára elementárny magnetický moment. Treba podotknúť, že spin aj magnetický moment majú len jadrá s nespárovaným nukleónom, nakoľko spiny aj momenty spárovaných nukleónov sa navzájom rušia a sú potom nulové. Veľký magnetický moment má jadro vodíka - protón. Jeho zastúpenie v živom organizme, ktorý obsahuje priemerne 65% vody, je veľké, preto je veľmi vhodný na MR zobrazovanie. Bez pôsobenia vonkajšieho magnetického poľa je orientácia rotačných osí protónov náhodná a neusporiadaná. V dostatočne silnom mag. poli sa usporiadajú ich osi rovnobežne v smere pôsobenia siločiar, preto sa telo pacienta pri MRI umiestňuje do silného magnetického poľa /samozrejme, v tele ani na tele nesmú byť kovové predmety, takže pacient s kardiostimulátorom takto napr. nemôže byť vyšetrovaný/. Takéto pole sa indukuje vysokofrekvenčnými impulzmi v cievke, ktorá obklopuje telo chorého. Ak má vysokofrekvenčné pole rovnakú frekvenciu ako precesia protónov /teda je s ňou v rezonancii/, potom sa jeho energia prenesie na tieto protóny. Osi týchto protónov sa potom vychýlia z horizontálnaho do vertikálneho smeru a keď sa tak udeje o 90°, hovoríme o 90°vysokofrekvenčných impulzoch. Pre zaujímavosť, v magnetickom
poli indukcie 1 Tesla je rezonančná frekvencia pre protóny 42,574 MHz. Po vypnutí týchto
vysokofr. impulzov jadrá vodíka relaxujú a po špirálovej dráhe sa vracajú späť do pôvodného
rovnovážneho stavu. Odovzdávajú pritom dočasne získanú energiu iným časticiam, ktoré
relaxujúce jadrá obklopujú. Vyvolávajú tak signál v tej istej cievke, ktorá vysielala budiace vysokofrekvenčné impulzy a tento zachytávajú citlivé prijímače.
Rýchlosť spätného pohybu jadier závisí s ich interakciou s okolím a so vzájomnou interakciou medzi jadrovými spinmi. V signále indukovaného rozpadu /Free Induction Decay/ sa tak nachádza informácia
aj o okolitých molekulách. Doba vysielania rezonančného signálu sa charakterizuje potom
relaxačnými konštantami T1 a T2. Len pre zaujímavosť, za dobu 5T1 odovzdajú protóny okoliu 99% energie.
Z praktického hľadiska sa merajú práve tieto relaxačné doby a pre jednotlivé tkanivá, a to rôzne pre zdravé alebo choré, sú tieto konštantné doby rôzne.
MR prístroje vytvárajú dostatočne silné /0,3 - 1,5 T/ magnetické pole, ktoré musí byť homogénne /rovnaké v každom bode, praktická odchýlka nepresahuje promile/ a stabilné. Vytvára sa supravodivými elektromagnetmi a keďže vieme, že supravodivosť pri izbovej teplote je stále snom modernej fyziky, treba dnes stále používať pri prevádzke účinné chladenie, dosahované tekutým héliom /chladiaca časť je podstatnou súčasťou takého MR prístroja/. Pri teplote 4,2 K /-269°C/ preteká elektrický prúd supravodičom s účinnosťou vyše 99%. Činnosť celého zariadenia je technicky veľmi náročná. Riadi a kontroluje ju výkonný počítač - od vzniku signálu magnetickej rezonancie, cez snímanie a spracovanie údajov potrebných pre rekonštrukciu výsledných obrazov, prípadne kriviek.
MR tomografia, alebo tiež výstižne "vodíková topografia" poskytuje:
- trojrozmerné zobrazenie mäkkých tkanív i kostí
- odlíšenie normálnych tkanív od chorobne zmenených
- informácie o prietoku krvi cievnym systémom a tkanivami
- informácie o mechanickej funkcii napr. srdca a pľúc
- informácie o metabolických funkciách
MR zobrazovanie má vysokú citlivosť na signál a veľmi dobrú špecifickosť v odlíšení jednotlivých procesov, takže je skúseným odborníkom dobre interpretovateľné do podoby takmer presnej diagnózy.
Treba podotknúť, že v tkanivách organizmu sa hustota protónov líši len o desiatky percent, ale spomínané relaxačné konštanty, merané pri vyšetrení, až o stovky percent. Preto sú výsledné MR obrazy také presné a prestavujú takmer verný obraz rezu ľudského tela meranou rovinou, resp. viacerými rovnobežnými rovinami /pozn.: "rezať" obrazy možno aj v troch navzájom kolmých rovinách z dôvodu možnosti robiť rekonštrukcie z nameraných hodnôt signálu nad povrchom vyšetrovanej oblasti/.
Z diagnostického hľadiska veľmi vhodne dopĺňa CT vyšetrovacie techniky poskytnutím nových a presnejších informácií, nakoľko je však každé MR vyšetrenie pomerne drahé /neporovnateľne s inými bežnejšími modalitami ako sono alebo CT/ a časovo náročné /jedno vyšetrenie môže zabrať až 40 minút, a to ešte len bez vyhodnocovacej fázy odborníkom !/, indikuje sa len v naozaj opodstatnených prípadoch a s rozvahou zasielajúceho lekára-odborníka. Častokrát je však dnes pri mnohých konkrétnych stavoch už nenahraditeľné pri stanovení presnej diagnózy a ďalšieho liečebného postupu. Určite má svoje nezastupiteľné postavenie v dnešnej medicíne.
Na našom území, resp. ešte v bývalej ČSFR sa uviedlo prvé takéto MR zariadenie do prevádzky vo februári 1988 v Prahe. Ešte pred 8 rokmi boli na Slovensku 4 takéto zariadenia - tri vo fakultných nemocniciach v Bratislave, Banskej Bystrici a v Košiciach a jedno súkromné vznikalo v Banskej Bystrici v NOVAMED-e. Dnes nájdeme ďalší rozsev týchto užitočných prístrojov po území všetkých krajov /spomeniem mestá Trnava, Žilina, Rimavská Sobota, atď/, pričom lacnejšie zariadenia s nízkym konštantným magnetickým poľom / 0,3-0,5 T/ slúžia hlavne na diagnostiku končatín, prípadne hlavy, tie drahšie - ich cena sa pohybuje rádovo v desiatkach miliónov Sk - s poľom intenzity až 1,5 T /hodnoty nad 2 T sú už zdraviu škodlivé/ možno použiť krásne aj na diagnostiku chorobných stavov v brušnej dutine. Z nás - rádiológov, pracujúcich v každom väčšom meste s nemocnicou, ovládajú umenie diagnostiky MR obrazov naozaj dobre len poniektorí, v súčasnosti sa mnohí ešte zaúčajú a je tiež dobré, že v rámci predatestačných príprav sa organizujú aj povinne absolvované MR kurzy na niektorých k tomu určených pracoviskách. Mladí doktori sú tak oboznámení so základmi tejto metódy a so základmi správneho vyhodnocovania, aj keď sami na materskom pracovisku ešte MR prístroj nemajú.
MR pracoviská sa za posledné roky rozmnožili ako huby po daždi, dnes ich je na Slovensku určite vyše 30. Je tomu tak aj vďaka šľachetným zámerom niektorých lekárov-politikov, ktorí už majú zarobené na to, aby si mohli dovoliť prevádzkovať súkromné MR pracovisko. Takéto vyšetrenia sú totiž pri zvládnutých prevádzkových zásadách aj dobre preplácané poisťovňami, možno povedať, že predstavujú dobre investovaný kapitál. Pred dvoma týždňami sa jedno súkromné 0,3 - Teslové napr. otváralo v Žiline, kde už jedno podobné, len so silnejším magnetom úspešne pracuje v areáli hlavnej nemocnice.
BUDÚCNOSŤ: Očakáva sa, že MR pracoviská budú bežnou súčasťou každej okresnej nemocnice, podobne ako je tomu už dnes na západe a počet vyškolených rádiológov bude stúpať. V roku 1987 bola udelená Nobelova cena za fyziku na poli objavovania nových supravodivých látok a ak sa podarí vyrobiť reálne fungujúci supravodič pri izbovej teplote, nastane nová éra, pretože cena spomínaných MR zariadení sa výrazne zníži, odpadne totiž potreba chladiacej jednotky, ktorá v praxi poruchovosťou aj najviac vyraďovala zariadenia dočasne z bežnej prevádzky. Takémuto objavu sa pripisuje pomaly väčší význam ako objavu lúčov X alebo objavu umelej rádioaktivity.
