Een gids voor Magnetic Resonance Imaging (MRI)

Beeldvorming met magnetische resonantie (gewoonlijk "MRI" genoemd) is een methode om in het lichaam te kijken zonder chirurgie, schadelijke kleurstoffen of röntgenstralen te gebruiken. In plaats daarvan gebruiken MRI-scanners magnetisme en radiogolven om duidelijke beelden van de menselijke anatomie te produceren.

Foundation in Physics

MRI is gebaseerd op een natuurkundig fenomeen dat in de jaren 1930 is ontdekt, genaamd "nucleaire magnetische resonantie" - of NMR - waarbij magnetische velden en radiogolven ervoor zorgen dat atomen kleine radiosignalen afgeven. Felix Bloch en Edward Purcell, respectievelijk werkzaam aan Stanford University en Harvard University, waren degenen die NMR ontdekten. Van daaruit werd NMR-spectroscopie gebruikt als middel om de samenstelling van chemische verbindingen te bestuderen.

Het eerste MRI-patent

In 1970 ontdekte Raymond Damadian, een arts en onderzoekswetenschapper, de basis voor het gebruik van magnetische resonantiebeeldvorming als hulpmiddel voor medische diagnose. Hij ontdekte dat verschillende soorten dierlijk weefsel responsiesignalen uitzenden die in lengte variëren, en, belangrijker, dat kankerweefsel responsiesignalen uitzendt die veel langer meegaan dan niet-kankerachtig weefsel.

Minder dan twee jaar later diende hij zijn idee voor het gebruik van magnetische resonantiebeeldvorming in als een hulpmiddel voor medische diagnose bij het Amerikaanse octrooibureau. Het heette "Apparaten en methode voor het detecteren van kanker in weefsel." In 1974 werd een patent verleend, waarmee 's werelds eerste patent op het gebied van MRI werd geproduceerd. Tegen 1977 voltooide Dr. Damadian de bouw van de eerste MRI-scanner voor het hele lichaam, die hij "Ontembare" noemde.

Snelle ontwikkeling binnen de geneeskunde

Sinds dat eerste patent werd verleend, heeft het medische gebruik van magnetische resonantiebeeldvorming zich snel ontwikkeld. De eerste MRI-apparatuur voor gezondheid was begin jaren tachtig beschikbaar. In 2002 werden wereldwijd ongeveer 22.000 MRI-camera's gebruikt en werden meer dan 60 miljoen MRI-onderzoeken uitgevoerd.

Paul Lauterbur en Peter Mansfield

In 2003 ontvingen Paul C. Lauterbur en Peter Mansfield de Nobelprijs voor fysiologie of geneeskunde voor hun ontdekkingen met betrekking tot beeldvorming met magnetische resonantie.

Paul Lauterbur, professor scheikunde aan de Staatsuniversiteit van New York in Stony Brook, schreef een paper over een nieuwe beeldvormende techniek die hij "zeugmatografie" noemde (uit het Grieks zeugmo wat betekent "juk" of "samenvoegen"). Zijn beeldvormingsexperimenten verplaatsten de wetenschap van de enkele dimensie van NMR-spectroscopie naar de tweede dimensie van ruimtelijke oriëntatie - een fundament van MRI.

Peter Mansfield uit Nottingham, Engeland heeft het gebruik van gradiënten in het magnetische veld verder ontwikkeld. Hij liet zien hoe de signalen wiskundig konden worden geanalyseerd, waardoor een bruikbare beeldvormingstechniek kon worden ontwikkeld. Mansfield liet ook zien hoe extreem snelle beeldvorming kon worden bereikt.

Hoe werkt MRI??

Water vormt ongeveer tweederde van het lichaamsgewicht van een mens, en dit hoge watergehalte verklaart waarom beeldvorming met magnetische resonantie breed toepasbaar is geworden in de geneeskunde. Bij veel ziekten resulteert het pathologische proces in veranderingen in het watergehalte tussen weefsels en organen, en dit wordt weerspiegeld in het MR-beeld.

Water is een molecuul dat bestaat uit waterstof- en zuurstofatomen. De kernen van de waterstofatomen kunnen fungeren als microscopische kompasnaalden. Wanneer het lichaam wordt blootgesteld aan een sterk magnetisch veld, worden de kernen van de waterstofatomen "in aandacht" in orde gezet. Wanneer onderworpen aan pulsen van radiogolven, verandert de energie-inhoud van de kernen. Na de puls keren de kernen terug naar hun vorige toestand en wordt een resonantiegolf uitgezonden.

De kleine verschillen in de oscillaties van de kernen worden gedetecteerd met geavanceerde computerverwerking; het is mogelijk om een ​​driedimensionaal beeld op te bouwen dat de chemische structuur van het weefsel weerspiegelt, inclusief verschillen in het watergehalte en in bewegingen van de watermoleculen. Dit resulteert in een zeer gedetailleerd beeld van weefsels en organen in het onderzochte deel van het lichaam. Op deze manier kunnen pathologische veranderingen worden gedocumenteerd.