ام آر آی چیست – ام آر آی یا تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI: مخفف magnetic resonance imaging ) یک فناوری تصویربرداری غیرتهاجمی است که تصاویر آناتومیک بدن را با جزئیات سه بعدی تولید می‌کند. این فناوری اغلب برای شناسایی بیماری و نظارت بر روند درمان استفاده می‌شود. این روش بر پایه‌ی فناوری پیچیده‌ای است که تغییر جهت محور چرخشی پروتون‌های موجود در آب را که در بافت‌های زنده وجود دارد، تحریک کرده و تشخیص می‌دهد.

ما برای کسب اطلاعات معتبر درباره موضوعات مهمی مانند خطرات ام آر آی، استفاده از ام آر ای در زنان باردار و کودکان و همچنین آشنایی مختصر با مسایل و مرز تحقیقات در این زمینه به سایت موسسه ملی تصویربرداری زیست‌پزشکی و مهندسی پزشکی آمریکا (National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB)) مراجعه کرده و مقاله ی حاضر را تهیه نموده‌ایم.

در این مقاله درباره‌ی موضوعات زیر صحبت خواهیم کرد:

  • ام آر آی چگونه کار می کند؟
  •  موارد استفاده از ام آر آی چیست؟
  • آیا انجام ام آر آی خطرناک است؟
  • نمونه هایی از پروژه‌های موسسه ملی تصویربرداری زیست‌پزشکی و مهندسی پزشکی آمریکا درمورد ام آر آی چیست؟

ام آر آی چگونه کار می کند؟

دستگاه MRI از آهنرباهای قدرتمندی استفاده می‌کند. این آهنرباها یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد می‌کنند که پروتون‌های بدن را مجبور می‌کند تا با آن میدان هماهنگ شوند. هنگامی‌که یک جریان فرکانس رادیویی از بیمار عبور می‌کند پروتون‌ها تحریک شده و از حالت تعادل خارج می‌شوند و در برابر کشش میدان مغناطیسی تحت فشار قرار می‌گیرند. وقتی میدان فرکانس رادیویی خاموش شود، حسگرهای MRI قادر به تشخیص انرژی آزادشده در زمانی که پروتون‌ها دوباره با میدان مغناطیسی همسو می‌شوند، خواهند بود.

مدت‌زمانی که طول می‌کشد تا پروتون‌ها با میدان مغناطیسی مجدداً هماهنگ شوند و همچنین مقدار انرژی آزادشده بسته به محیط و ماهیت شیمیایی مولکول‌ها تغییر می‌کند. پزشکان می‌توانند بر اساس این خواص مغناطیسی تفاوت بین انواع مختلف بافت‌ها را تشخیص دهند.

برای گرفتن تصویر MRI، بیمار در داخل یک آهنربای بزرگ قرار می‌گیرد و باید در طول فرآیند تصویربرداری بسیار ثابت بماند تا تصویر تار نشود. مواد کنتراست (اغلب حاوی عنصر گادولینیوم) می‌تواند قبل یا در طول MRI به‌صورت داخل وریدی به بیمار داده شود تا سرعت همسو شدن مجدد پروتون‌ها با میدان مغناطیسی را افزایش دهد. هر چه پروتون‌ها سریع‌تر مرتب شوند، تصویر روشن‌تر می‌شود.

دستگاه ام آر آی

Photo by MART PRODUCTION from Pexels

MRI برای چه مواردی استفاده می شود؟

فناوری MRI برای تصویربرداری از قسمت‌های غیراستخوانی یا بافت‌های نرم بدن مناسب‌تر هستند. تفاوت آن‌ها با توموگرافی کامپیوتری (CT) در این است که ام آر آی از پرتوهای یونیزه‌کننده مخرب اشعه ایکس استفاده نمی‌کند. مغز، نخاع و اعصاب، و همچنین عضلات، رباط‌ها و تاندون‌ها در MRI بسیار واضح‌تر از عکس‌برداری معمولی با اشعه ایکس و CT دیده می‌شوند. به همین دلیل اغلب از MRI ​​برای تصویربرداری از آسیب های زانو و شانه استفاده می‌شود.

MRI در مغز می‌تواند بین ماده سفید و ماده خاکستری تمایز قائل شود و همچنین می‌تواند برای تشخیص آنوریسم و ​​تومور استفاده شود. از آنجایی که MRI از اشعه ایکس یا اشعه های دیگر استفاده نمی‌کند، در شرایطی که برای تشخیص یا درمان، انجام تصویربرداری‌های مکرر و پیاپی مورد نیاز است، به‌ویژه در مغز، روش تصویربرداری انتخابی است. با این حال، ام آر آی گرانتر از تصویربرداری با اشعه ایکس یا سی‌تی اسکن است.

یکی از انواع MRI، تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI: مخفف  functional Magnetic Resonance Imaging) است. این نوع تصویربرداری برای مشاهده ساختارهای مغز و تعیین اینکه کدام مناطق مغز در طی کارهای مختلف شناختی “فعال”  می‌شوند (یعنی اکسیژن بیشتری مصرف می‌کنند) استفاده می‌شود. این روش برایپیشرفت در درک ساختار مغز استفاده می‌شود و یک استاندارد جدید و بالقوه برای ارزیابی وضعیت عصبی و خطرات جراحی مغز و اعصاب ارائه می‌دهد.

آیا انجام ام آر آی خطرناک است؟

اگرچه MRI تشعشعات یونیزه‌ای را که در تصویربرداری اشعه ایکس و سی‌تی‌ای وجود دارد ساطع نمی‌کند، اما از یک میدان مغناطیسی قوی استفاده می‌کند. این میدان مغناطیسی در بیرون از دستگاه هم گسترش دارد و نیروهای بسیار قدرتمندی را بر اجسام آهنی، برخی از فولادها و دیگر اجسام قابل مغناطیس‌شونده اعمال می‌کند. این نیرو آنقدر قوی است که می‌تواند ویلچری که در اتاق وجود دارد پرتاب کند. بنابراین بسیار مهم است که بیماران قبل از اسکن MR، پزشک خود را از وجود هر نوع ایمپلنت مطلع کنند.

هنگام انجام اسکن MRI، باید موارد زیر در نظر گرفته شوند:

  • افراد دارای ایمپلنت، به‌ویژه ایمپلنت‌هایی که حاوی آهن هستند، مانند ضربان سازها، محرک‌های عصب واگ، دفیبریلاتورهای قلبی قابل کاشت، ضبط‌کننده‌های حلقه (loop recorders)، پمپ‌های انسولین، کاشت حلزون، محرک‌های عمقی مغز، و کپسول‌ آندوسکوپی نباید وارد دستگاه MRI شوند.
  • نویز: در اسکنرهای خاصی صداهای بلندی وجود دارد که ممکن است به محافظ گوش خاصی نیاز داشته باشد.
  • تحریک اعصاب: گاهی اوقات یک احساس لرزش ناشی از تغییر سریع میدان‌ها در MRI اتفاق می‌افتد.
  • عوامل کنتراست: بیماران مبتلا به نارسایی شدید کلیوی که نیاز به دیالیز دارند ممکن است در معرض یک بیماری نادر اما جدی به نام فیبروز سیستمیک نفروژنیک (nephrogenic systemic fibrosis) باشند که ممکن است با استفاده از برخی از داروهای حاوی گادولینیوم مانند گادودیامید و … مرتبط باشد. اگرچه ارتباط علت و معلولی آن‌ها ثابت نشده است اما دستورالعمل‌های کنونی در ایالات متحده توصیه می‌کنند که بیماران دیالیزی باید فقط در مواقع ضروری داروهای گادولینیوم دریافت کنند و دیالیز باید در اسرع وقت پس از اسکن انجام شود تا این مواد به سرعت از بدن خارج شود.
  • بارداری: اگرچه هیچ اثر منفی‌ای از ام آر آی بر روی جنین نشان داده نشده است اما توصیه می‌شود برای احتیاط، از انجام اسکن ام آر آی به‌ویژه در سه ماهه اول بارداری که اندام‌های جنین در حال شکل‌گیری است خودداری شود و در صورت استفاده از مواد حاجب، این مواد می‌توانند وارد جریان خون جنین شوند. .
  • کلاستروفوبیا یا تنگناهراسی: برای افرادی که حتی به کلاستروفوبیای خفیف مبتلا هستند، تحمل زمان‌های طولانی اسکن در داخل دستگاه دشوار است. آشنایی با دستگاه و فرآیند و همچنین تکنیک‌های آرامبخشی و بیهوشی مکانیسم‌هایی را برای بیماران فراهم می‌کند تا بر احساس ناراحتی خود غلبه کنند. مکانیسم‌های مقابله‌ای دیگر شامل گوش دادن به موسیقی یا تماشای فیلم، بستن یا پوشاندن چشم‌ها است. دستگاهی به نام MRI باز وجود دارد که از طرفین باز است، بنابراین به‌طور کامل بیمار را احاطه نمی‌کند. این دستگاه برای پاسخگویی به نیازهای بیمارانی که از تونل باریک و صداهای دستگاه‌ MRI سنتی ناراحت هستند و برای بیمارانی که اندازه یا وزن آنها MRI سنتی را غیرعملی می‌کند ساخته شده است. فناوری‌های جدیدتر MRI باز ​​تصاویری با کیفیت بالا را برای بسیاری از بیماری ها و شرایط، اما نه همه انواع آن، فراهم می‌کند.

ام آر آی باز

نمونه هایی از پروژه‌های موسسه ملی تصویربرداری زیست‌پزشکی و مهندسی پزشکی آمریکا درمورد ام آر آی چیست؟

جایگزینی بیوپسی با صدا

بیماری مزمن کبد و سیروز بیش از ۵.۵ میلیون نفر در ایالات متحده را تحت تأثیر قرار می‌دهد. محققان موسسه ملی تصویربردار ی زیست‌پزشکی و مهندسی پزشکی آمریکا ( NIBIB) روشی را برای تبدیل امواج صوتی به تصاویر کبد ایجاد کرده‌اند که روشی جدید غیرتهاجمی و بدون درد را برای یافتن تومورها یا بافت آسیب‌دیده در اثر بیماری کبد ارائه می‌کند.

دستگاه الاستوگرافی رزونانس مغناطیسی (MRE : مخفف Magnetic Resonance Elastography) قبل از ورود به دستگاه MRI روی کبد بیمار قرار می گیرد. سپس این دستگاه امواج صوتی‌ای را از کبد عبور می‌دهد که MRI قادر به تشخیص و استفاده از آن برای تعیین تراکم و سلامت بافت کبد است. این روش برای بیمار ایمن‌تر و راحت‌تر است و همچنین هزینه کمتری نسبت به نمونه‌برداری سنتی دارد. از آنجایی که MRE قادر به تشخیص تفاوت‌های بسیار جزئی در تراکم بافت است، این پتانسیل وجود دارد که بتوان از آن برای تشخیص سرطان نیز استفاده کرد.

ام آر آی جدید فقط برای کودکان

ام آر آی به‌طور بالقوه یکی از بهترین روش‌های تصویربرداری برای کودکان است زیرا برخلاف سی‌تی اسکن، هیچ‌گونه اشعه یونیزه‌کننده‌ای که به‌طور بالقوه می‌تواند مضر باشد، ندارد. با این حال، یکی از دشوارترین چالش‌هایی که تکنسین‌های MRI با آن مواجه هستند، به‌دست آوردن یک تصویر واضح است، به‌ویژه زمانی که بیمار کودک است یا بیماری‌ای دارد که مانع از بی‌حرکت ماندن او برای مدت طولانی می‌شود. در نتیجه، بسیاری از کودکان خردسال نیاز به بیهوشی دارند که این امر خطراتی را برای سلامتی ایجاد می‌کند.

NIBIB تحقیقاتی انجام می‌دهد که در تلاش برای توسعه یک MRI مناسب بدن کودکان است. درواقع با ایجاد یک حلقه‌ی اطفال که به‌طور خاص برای بدن‌های کوچکتر ساخته شده است، می‌توان تصویر را واضح‌تر و سریع‌تر ارائه داد که در آن اپراتور MRI به مهارت کمتری نیاز دارد. این امر MRI را ارزان‌تر و ایمن‌تر ساخته و برای کودکان قابل استفاده‌تر می‌کند.

یکی دیگر از تحقیقات که با بودجه NIBIB انجام می‌شود در تلاش است تا این مشکل را از زاویه‌ای متفاوت حل کند. این پروژه در حال توسعه یک سیستم تصحیح حرکت است که می‌تواند کیفیت تصویر را تا حد زیادی بهبود بخشد. محققان این پروژه در حال توسعه یک سیستم ردیابی نوری هستند که می‌تواند پالس‌های MRI را با تغییرات وضعیت بیمار تطبیق دهد.

این بهبود می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد (زیرا اگر تصاویر ام آر آی کیفیت پایینی داشته باشند باید تکرار شوند) و همچنین MRI را به گزینه‌ای مناسب برای بسیاری از بیمارانی که نمی‌توانند در حین عکسبرداری بی‌حرکت بمانند تبدیل کند و میزان بیهوشی مورد استفاده برای MR را کاهش دهد. امتحانات.

تعیین کیفیت تومور

MRI سنتی، بر خلاف تصویربرداری PET یا SPECT، نمی‌تواند میزان متابولیسم را اندازه‌گیری کند. با این حال، محققان NIBIB، برای اندازه‌گیری میزان متابولیک تومور در بیماران سرطان پروستات راهی را برای تزریق ترکیبات تخصصی (کربن هیپرپلاریزه ۱۳) کشف کرده‌اند. اطلاعات این روش می‌تواند تصویری سریع و دقیق از تهاجمی بودن تومور ارائه دهد.


ترجمه اختصاصی توسط مجله قرمز

منبع:

National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB), Magnetic Resonance Imaging (MRI)