Nukleární magnetická rezonance NMR

Transkript

1 Nukleární magnetická rezonance NMR Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje ÚNOR 2011 Mgr. Helena Kollátorová

2 Historie Magnetická rezonance (MR/MRI) byla jako zobrazovací nukleární magnetická rezonance NMR vyvíjena od roku 1973 dvojicí Paul C. Lauterbur a Peter Mansfield. Oba za své přispění k jejímu rozvoji získali v roce 2003 Nobelovu cenu za medicínu a fyziologii. Nukleární magnetická rezonance - (NMR tomografie) je moderní neinvazivní zobrazovací metodou, která se začala v medicíně používat v 80. letech minulého století.

3 Nepoužívá RTG záření ani jiné druhy ionizujícího záření. Zobrazuje v průřezech vyšetřovanou část těla počítačovým zpracováním silného magnetického pole. Toto vyšetření se používá na diagnostiku prakticky v každém oboru medicíny. Je to bezpečná metoda, vyšetření trvá několik minut. Je vhodná i pro děti a těhotné ženy. Snímky získané pomocí MR poskytují nejlepší rozlišení měkkých tkání ze všech zobrazovacích způsobů zejména při vyšetřeních mozku, míchy, srdce, cév, kloubů i svalů.

4 Magnetická rezonance (MR/MRI) Jde o poměrně složité vyšetření, které předpokládá poznání složení atomu, jádra atomu, elektronového obalu a procesy s tím související. Typickým a nejvíce rozšířeným v lidském těle je atom vodíku v molekule vody, který jediný má proton v jádře. Tkáň se v magnetickém poli začne chovat "magneticky". Jelikož tkáně lidského těla mají různou hustotu a různý obsah vody, projeví se i různým "magnetismem". Toto je základní informace pro tvorbu MR obrazu.

5 Přístroj, kterým děláme toto vyšetření, se nazývá MR tomograf. Skládá se ze základního magnetu, do kterého zasuneme celého pacienta. Působíme na něj nízkofrekvenčním magnetickým polem různé velikosti (což závisí na typu tkáně). Má velkou rozlišovací schopnost.

6 Vytvoříme základní magnetické pole. Radiofrekvenční cívky, které jsou rozloženy kolem hlavy pacienta, po zapnutí vysílají magnetické pole. To způsobí rozkmitání atomů prvků, ze kterých je složená tkáň. Po vypnutí magnetického pole se excitované atomy vracejí do své základní polohy a vyzáří se energie. Počítačovým zpracováním získáme trojrozměrný obraz tkáně, např. mozku.

7 Jak probíhá vyšetření? Vyšetření trvá několik desítek minut. Na plošině, která se vsouvá do tunelu, vyšetřovaný leží s rukama podél těla, hlava je položena ve speciální opěrce. Během skenování se lůžko jemně pohybuje a vyšetření doprovázejí zvukové efekty. Nevýhoda magnetické rezonance spočívá v tom, že se pacient během snímání nesmí dlouho hýbat, zatímco se nachází ve stísněném a hlučném místě.

8 Přednosti magnetické rezonance Výhodou MRI vůči ostatním zobrazovacím metodám v diagnostické radiologii je větší přesnost při zobrazení většiny orgánů, jež je důsledkem rozdílné intenzity signálu u odlišných měkkých tkání. Navíc toto zobrazení probíhá bez možného škodlivého ionizujícího záření.

9 Některé orgány jako nervy či mozková tkáň bylo možné neinvazivně zobrazovat až právě pomocí MRI. Rozlišení přesahuje možnosti rentgenu či CT. Dalšího zlepšení může být ještě dosaženo podáním kontrastní látky, která pomůže odhalit přítomnost zánětů nebo nádorových tkání Magnetická rezonance mozkových cév

10 Nevýhody magnetické rezonance Hlavní nevýhodou této metody jsou vysoké pořizovací i provozní náklady, stejně jako vyšší časové nároky oproti jiným typům vyšetření. Pro pacienty jsou hlavním nebezpečím vedlejší účinky při přítomnosti kovových materiálů v těle, které se mohou zahřát a způsobovat nebezpečí. U nových materiálů by neměl být žádný problém.

11 Někteří pacienti mohou mít problém např. s pocity klaustrofobie, což je strach z uzavřených prostor a proto během vyšetření pacient drží malý balónek, jehož stlačením v případě nevolnosti lze přivolat zdravotní personál. Jde o psychiatrické úzkostné onemocnění, které se řadí mezi fobie. U cca 5% lidí se projeví natolik silně, že se vyšetření pomocí magnetické rezonance musí ukončit. Pokud je však vyšetření třeba přerušit, musí se opakovat od začátku. Proto je důležité na vyšetření se psychicky připravit a uklidnit, což je důležitý úkol pro zdravotníky

12 Kontraindikace Kovová tělesa z feromagnetického materiálu v nevhodných místech (oko, mozek). Některé moderní implantáty (např. umělý kloub) jsou již vyráběny jako MR kompatibilní. Také většina zubních oprav a implantátů je bezpečná. U "nemagnetických" kovových materiálů je pouze problém, že mohou deformovat snímaný obraz. První trimestr těhotenství Ušní implantáty, naslouchadla, velká tetování ve vyšetřované oblasti, klaustrofobie

13 Před vyšetřením musíme pacientovi odstranit všechny kovové předměty z těla, neboť z tunelu vychází velmi silné magnetické pole, které vtahuje všechny kovy dovnitř a mohlo by dojít k poranění pacienta. LCP implantát u zlomeniny dolního konce holenní kosti Proximální femorální hřeb

14 Kardiostimulátory. Především přístroje vyrobené před rokem 2000 mohou být během vyšetření poškozeny. U silnějších magnetů je kardiostimulátor ABSOLUTNÍ KONTRAINDIKACE - hrozí nebezpečí poškození zdraví pacienta. Magnetická rezonance totiž funguje na principu velmi silného magnetického pole, které by mohlo stimulátor zastavit. kardiostimulátor

15 KOCHLEÁRNÍ INPLANTÁT NASLOUCHADLA

16 Specifické varianty magnetické rezonance: MRA - Magnetická rezonanční angiografie Detailně zobrazuje cévy. MRS - Magnetická rezonanční spektroskopie Zobrazuje chemické podmínky v mozku, což může být užitečné pro rozlišení radiační nekrózy, normální tkáně mozku, otoku a nádoru. Také může posloužit při stanovení stupně (nebezpečnosti) nádoru a pro vyhledání nejlepšího místa pro biopsii. Také mnohem rychleji než MRI napoví, jak zabírá léčba. Nejužitečnější jsou opakovaná MRS vyšetření, kdy se porovnávají výsledky, je tak možné sledovat vývoj onemocnění. Vyšetření se postupně stává stále více dostupným.

17 fmri - Funkční magnetická rezonance Měří tok krve v mozku a používá se pro zmapování funkcí jednotlivých oblastí mozku. Například pokud je nádor blízko centra zodpovědného za řečové schopnosti, budete požádáni, abyste v průběhu vyšetření mluvili, a tak aktivovali oblast, u které je pak možné posoudit, zda je zasažena nádorem. DMRI - Difúzní magnetická rezonance Relativně nová metoda, která měří pohyb vody uvnitř mozku. Může posloužit ke zmapování průběhu nemoci.

18 Funkční zobrazování magnetickou rezonancí fmri = functional magnetic resonance imagin, je moderní zobrazovací metoda, pomocí níž se snažíme mapovat funkční oblasti mozku aktivované při provádění určitého úkolu či stimulace. fmri se začala rozvíjet především v poslední dekádě 20. století a značně obohatila poznání v oblasti kognitivních neurověd a klinické neurofyziologie. Mapování se provádí buď na základě změny prokrvení dané oblasti (perfúze) nebo na základě změny oxygenace krve (tzv. BOLD efektu).

19 BOLD fmri je dnes nejčastějším způsobem a takřka se stalo synonymem pro obecnější název fmri. Metoda tedy umožňuje na základě změny oxygenace krve a lokálního krevního průtoku nepřímo detekovat ty části mozkové kůry, které se podílejí na provedení kognitivní, motorické, či jiné úlohy vykonávané měřeným subjektem. Funkční MRI nalézá uplatnění především v neurofyziologickém výzkumu. Využití v klinické praxi je doposud ještě limitované (zejména je třeba odpovědná účast vyšetřované osoby). Na řadě pracovišť se již využívá tato metoda jako doplňující vyšetření např. před neurochirurgickou intervencí. Mezi vhodné klinické aplikace patří lokalizace řečových či motorických center.

20 Nový vývoj umožnil zkrátit časový interval získání jednoho snímku na několik milisekund. To umožnilo tzv. MRI-Fluoroskopii, při které jsou pohybující se orgány zobrazovány v reálném čase, což nachází široké uplatnění v intervenční radiologii.

21 Přístroj pro vyšetřování mozku pomocí magnetické rezonance - vyšetřovaná osoba musí strčit hlavu do otvoru, kde na ni bude působit magnetické pole.

22 Snímek z magnetické rezonance Magnetická rezonance proti CT poskytuje detailnější přehled a obvykle je upřednostňována, pokud jde o diagnózu nádoru mozku. MRI najde menší nádory než CT. Používá se odlišná kontrastní látka, takže pokud trpíte alergií na látku používanou při CT, nemusí vám vadit ta, kterou dostanete při MRI a naopak.

23 Tlukoucí lidské srdce zachycené pomocí MR

24 Jedná se o aktivační mapy (lokalizace aktivovaných oblastí mozku v souvislosti s vykonávanou činností Jde o opoziční pohyb prstů na levé ruce vůči palci (SFO), kdy se vyšetřovaná osoba postupně dotýká jednotlivými prsty na ruce palce. Výsledek by měl ukazovat motorická centra zodpovědná za pohyb levé ruky a vlivem doteků prstů a palce, ale také centra senzorická.

25 Úkolem vyšetřované osoby je vymýšlet slova začínající na dané písmeno, ovšem pouze v duchu. Jde tedy o vybavování slov, nikoliv o jejich vyslovení. Výsledek by měl zobrazovat motorická centra důležitá pro generování řeči.

26 Vyšetřovaná osoba má za úkol přečíst nahlas větu, která se jí zobrazí pomocí projektoru a optické soustavy. Výsledek by měl zobrazit řečová centra zodpovědná za čtení, porozumění textu apod. Vůči předchozímu příkladu (VFT) získáme jinou aktivační mapu (při experimentu se zapojuje jiná kombinace funkčních oblastí v mozku).

27 Terčové podněty jsou mezi ostatními rozmístěny náhodně a úkolem vyšetřované osoby je sledovat všechny podněty a zaznamenávat přítomnost terčových událostí. V našem případě vyšetřovaná osoba v duchu počítá jejich výskyt. Ověřujeme, zda byly všechny terčové podněty zaznamenány. Experiment je zaměřen na pozornost a další kognitivní funkce.

28