Az MR képalkotás alapjainak rövid ismertetése

Az MR képalkotás olyan diagnosztikai eljárás, amelyet egyre szélesebb körben alkalmaznak világszerte kisállatok betegségeinek diagnosztikájában. Humán orvosi vizsgálatokból ismert, hogy az MR képalkotó eljárással kapott képeken a lágyszövetek jóval markánsabban, egymástól és más szövetektől teljesen elkülönülten láthatóak, mint ugyanarról a régióról UH-val vagy CT-vel készített felvételek esetén. Ez a diagnosztikai eljárás tehát elsősorban a lágyszövetek, a folyadékterek és olyan szöveti struktúrák vizsgálatára alkalmas, amelyek között kifejezett jelintenzitásbeli (víz vagy zsírtartalom közti különbségből adódóan) eltérés van.

A módszer alapját egy fizikai jelenség, a magmágneses rezonancia adja, melynek során a mágneses tulajdonságokkal rendelkező atommagok, (így pl. a protonok) egy külső, erős mágneses térrel kerülnek kölcsönhatásba, aminek következtében a mágneses spinek energiaszintjei felhasadnak. Külső energiaközlés (rádiófrekvenciás elektromágneses hullám) hatására a spinek az alacsony energianívóról egy magasabb energiaszintre jutnak, gerjesztett állapotba kerülnek. Az energiaközlés megszűnte után visszatérnek az alacsony energianívójú állapotba, ez a folyamat a relaxáció. A relaxáció során kibocsátott hullámokat (jeleket) egy antennarendszer detektálja. Ezt feldolgozva jön létre az MR kép. A különböző szövetek és struktúrák megjelenését relaxációs idejük és a mérési módszer határozza meg, amelynek eredményeként a magas jelintenzitású szövetek a fehérhez, az alacsony jelintenzitású szövetek a feketéhez közelítenek. Az MR kép információtartalma rendkívül komplex, a mérési módszertől függően a különböző struktúrák kontrasztja más és más lehet, ugyanakkor definiálható néhány lényeges paraméter, mely az anatómiai és patológiás képletek megjelenését befolyásolja.

 

Mi adja a kontrasztot – a jelintenzitás különbséget - az MR képalkotás során?

 

  1. A szövetek víztartalma, ill. azok változása (pl. ödéma, daganatok, gyulladás esetében más-más víztartalom)
  2. A vízmolekulák mozgási jellemzője (pl. celluláris-extracelluláris víz, szabad-kötött víz, gyorsabb-lassabb mozgás)
  3. A makromolekulák mozgása, organizációja (pl. citoszkeleton)
  4. A szövetek zsírtartalma (pl. eltérés a subcutan és intramuscularisan helyeződő zsírszövet által kibocsátott jelekben, jellegzetes a központi idegrendszer foszfolipidjeinek relaxációja)
  5. A paramágneses anyagok (pl. vas a methemoglobinban, mangán, réz, egyéb nyomelemek, a képalkotás során alkalmazott kontrasztanyagok)

A T1 és T2 relaxáció, képalkotás

            A T1 relaxáció során az atommagokat rádiófrekvenciás (RF) jelek energiaabszorpcióra késztetik, amelynek során magasabb energianívóra, azaz gerjesztett állapotba kerülnek. Az energiaközlés megszűnését követően az atommagok a többlet energiát leadják környezetük felé. A környezetet összefoglaló néven rácsnak, a kölcsönhatásokat pedig spin-rács kölcsönhatásoknak nevezzük. Azt a folyamatot, amely során a longitudinális (z irányú) mágnesezettség gerjesztés utáni egyensúlyi állapotába kerül vissza: spin-rács relaxációnak, a folyamatot jellemző állandót pedig T1-nek nevezzük. A relaxációt befolyásolja, hogy a gerjesztett atommagok milyen közel kerülnek egymáshoz, illetve a környezetben Brown-mozgást végző más atommagokhoz, és a létrejövő kölcsönhatás mennyi ideig tart.

            A T2 relaxáció alapvetően más jelenség, mint a T1 relaxáció. Itt nem az energia átadása okozza a jelcsillapodást. Az „x-y” síkba forgatott mágneses momentumok a „z” tengely körül forognak. A forgómozgás frekvenciája a külső mágneses indukció nagyságától függ. A mágneses tér a környezeti hatások következtében nem tökéletesen homogén. Ebből következik, hogy az egyes atommagok forgási frekvenciája, mágneses momentuma kissé eltérő. Az x-y síkba forgatott momentumok az indulás pillanatában gyakorlatilag egyezőek (azonos fázisúak), de ez a rend lassan felbomlik, és fázisuk eltérő lesz. Ezen folyamatok eredménye, hogy a mágneses momentumok vektori összege egyre kisebb értéket ad. Ezt a folyamatot nevezzük transzverzális T2 relaxációnak.

            A legtöbb esetben az MR képek 2 dimenziós szeletek, amelyek négyzethálós elrendeződésű pixelekből állnak össze. Az adott pixel intenzitása (szürkeségi skála szerint) az adott területről származó MR-jel intenzitásával arányos. A pixel egy voxelből (térfogategység) származó jelmennyiség képi megjelenítését szolgálja. A legtöbb MR kép 256x256 voxelből áll.

 

 

 

 

Az oldal tetejére