Imagistica prin rezonanță magnetică (IRM), cunoscută și sub numele de tomografie prin rezonanță magnetică (TRM) sau imagistică prin rezonanță magnetică nucleară (RMN), este o tehnică non-invazivă de imagistică medicală utilizată pentru a investiga anatomia și procesele fiziologice ale corpului uman, în ambele cazuri de sănătate sau boală. Scanerele IRM utilizează câmpuri magnetice puternice, unde radio și gradienți de câmp pentru a forma imagini ale corpului. miniatura|256x256px|MRI para-sagital al capului, cu artefacte (nasul și fruntea apar la partea din spate a capului) Nu implică raze X și utilizarea radiațiilor ionizante, ceea ce o deosebește de scanarea CT sau CAT. Imagistica prin rezonanță magnetică este o aplicație medicală de rezonanță magnetică nucleară (RMN). RMN poate fi, de asemenea, utilizat pentru imagistică în alte aplicații IRM, cum ar fi spectroscopia IRM.
În timp ce pericolele cauzate de razele X sunt acum controlate în cele mai multe contexte medicale, IRM poate fi văzută ca o alegere mai bună decât o scanare CT. IRM este utilizat pe scară largă în spitale și clinici pentru diagnosticul medical, stadializarea bolii și urmărirea fără a expune corpul la radiații. Cu toate acestea, IRM-ul poate furniza adesea informații de diagnostic diferite în comparație cu CT. Pot exista riscuri și disconfort asociate scanărilor IRM. În comparație cu scanările CT, examinările IRM durează de obicei mai mult și sunt mai puternice și, totodată, au nevoie ca subiectul să intre într-un tub îngust. În plus, persoanele cu unele implante medicale sau alte metale nedemontabile din interiorul corpului nu ar putea să fie supuse unei examinări IRM în siguranță.
Anumite nuclee atomice sunt capabile să absoarbă și să emită energie de frecvență radio atunci când sunt plasate într-un câmp magnetic extern. În RMN-ul clinic și de cercetare, atomii de hidrogen sunt cel mai adesea folosiți pentru a genera un semnal detectabil de frecvență radio care este recepționat de către antene în imediata apropiere a anatomiei examinate. Atomii de hidrogen sunt abundenți în mod natural în oameni și în alte organisme biologice, în special în apă și grăsimi. Din acest motiv, cele mai multe scanări RMN vizează, în esență, locația apei și a grăsimilor din organism. Impulsurile undelor radio excizează tranziția energiei nucleare de spin, iar gradientele câmpului magnetic localizează semnalul în spațiu. Prin modificarea parametrilor secvenței pulsului, se pot genera contraste diferite între țesuturi pe baza proprietăților de relaxare ale atomilor de hidrogen din acestea.
De la dezvoltarea sa în anii 1970 și 1980, RMN sa dovedit a fi o tehnică extrem de versatilă de imagistică. În timp ce IRM este cel mai vizibil utilizat în medicina de diagnostic și în cercetarea biomedicală, ea poate fi utilizată și pentru a forma imagini cu obiecte ne-vii. Scanările RMN sunt capabile să producă o varietate de date chimice și fizice, în plus față de imagini spațiale detaliate. Creșterea susținută a cererii de RMN în cadrul sistemelor de sănătate a condus la preocupări legate de eficacitatea costurilor și de diagnosticul excesiv.
Un câmp magnetic puternic (BO) pentru prima data aliniazǎ spinii fiecărui atom ai corpului uman (hidrogenul este utilizat în IRM-clinica) precesie într-o frecvență centrală care este dependentă de intensitatea câmpului magnetic. Pe măsură ce câmpul magnetic este îndreptat în jos de centrul mașinii de IRM, protonii hidrogenului se aliniaza fie către capul sau picioarele pacientului, cu aproximație 50% mergând către fiecare, anulându-se reciproc in mod eficient. Un număr foarte mic de protoni sunt de neegalat și nu sunt anulați, circa 1 la 2 la un milion. Apoi, un puls (B1) de frecvență radio (FR) care este specific pentru hidrogen, este aplicat de către mașina de IRM către partea corpului ce trebuie examinat. Acest puls face ca protonii neegalați să se rotească într-o direcție diferită la o frecvență specifică ([frecvența Larmor]). Totodată, o serie de magneți de gradient pedalează on și off, creind un gradient magnetic, care schimbǎ principalul câmp magnetic la un nivel specific, permițând imaginilor transversale să fie achiziționate. Atunci când pulsul FR încetează, ionii de hidrogen se întorc la starea lor nativă și eliberează energia absorbită de la impulsuri. Această emisie cu putere redusă (în intervalul pW) este detectată de bobinele receptoare în IRM și sunt trimise la un calculator, unde o transformare Fourier inversată (TFI) convertește semnalul de la protoni în date matematice (k-spațiu) într-o poză care poate fi interpretată de către clinician. Tehnica este utilizată pe scară largă în spitale pentru diagnostice medicale, stadializarea bolii și urmărirea fără expunere a corpului la radiații ionizante.
Mecanism
Constructie si fizica miniatura|385x385px|Schema de construcție a unui scanner cilindric supraconductor. Pentru a efectua un studiu, persoana este poziționată într-un scaner RMN care formează un câmp magnetic puternic în jurul zonei care va fi înregistrată. În majoritatea aplicațiilor medicale, protonii (atomii de hidrogen) din țesuturile care conțin molecule de apă creează un semnal care este procesat pentru a forma o imagine a corpului. În primul rând, energia dintr-un câmp magnetic oscilant este temporar aplicată pacientului la frecvența de rezonanță corespunzătoare. Atomii de hidrogen excitați emite un semnal de frecvență radio, care este măsurat printr-o bobină de recepție. Semnalul radio poate fi făcut pentru a codifica informațiile de poziție prin modificarea câmpului magnetic principal utilizând bobine de gradient. Pe măsură ce aceste bobine sunt activate și deconectate rapid, ele produc zgomotul repetitiv caracteristic unei scanări IRM. Contrastul dintre diferitele țesuturi este determinat de viteza la care atomii excitați revin la starea de echilibru. Agenții de contrast exogeni pot fi dat persoanei pentru a face imaginea mai clară.
Componentele majore ale unui scaner IRM sunt magnetul principal care polarizează eșantionul, bobinele de ștanțare pentru corectarea schimbărilor în omogenitatea câmpului magnetic principal, sistemul de gradient care este utilizat pentru a localiza semnalul MR și sistemul RF, care excită proba și detectează semnalul RMN rezultat. Întregul sistem este controlat de unul sau mai multe computere.
RMN necesită un câmp magnetic care este atât puternic, cât și uniform. Forța de câmp a magnetului este măsurată în tesla - și în timp ce majoritatea sistemelor funcționează la 1,5 T, sistemele comerciale sunt disponibile între 0,2 și 7 T. Majoritatea magneților clinici sunt magneți superconductori, care necesită heliu lichid. Pozițiile inferioare ale câmpului pot fi atinse cu magneți permanenți, care sunt adesea utilizați în scanere IRM "deschise" pentru pacienții claustrofobi . Recent, RMN a fost demonstrată și în domenii ultra-joase, adică în gama microtesla-to-millitesla, unde o calitate suficientă a semnalului este posibilă prin prepolarizare (de ordinul a 10-100 mT) și prin măsurarea câmpurilor de precesie Larmor la aproximativ 100 microtesla cu dispozitive de interferență superconductoare superconductoare (SQUID).
T1 si T2 Fiecare țesut revine la starea sa de echilibru după excitație prin procesele de relaxare independente ale T1 (spin-lattice, adică magnetizarea în aceeași direcție cu câmpul magnetic static) și T2 (spin-spin, transversal la câmpul magnetic static). Pentru a crea o imagine ponderată T1, magnetizarea este permisă pentru a se recupera înainte de a măsura semnalul MR modificând timpul de repetare (TR). Această ponderare a imaginii este utilă pentru evaluarea cortexului cerebral, identificarea țesutului gras, caracterizarea leziunilor hepatice focale și, în general, pentru obținerea informațiilor morfologice, precum și pentru imagistica post-contrast. Pentru a crea o imagine ponderată T2, magnetizarea este permisă să se descompună înainte de a măsura semnalul MR modificând timpul de ecou (TE). Această ponderare a imaginii este utilă pentru detectarea edemelor și inflamațiilor, care dezvăluie leziuni ale materiei albe și evaluarea anatomiei zonale în prostată și uter.
Afișajul standard al imaginilor RMN reprezintă caracteristicile lichidului în imagini alb-negru, în care diferite țesuturi se dovedesc după cum urmează. Diagnostic
Utilizare pentru diagnosticul unor organe sau sisteme miniatura|Pacientul este poziționat pentru studiul capului și al abdomenului. IRM are o gamă largă de aplicații în diagnosticul medical și se estimează că mai mult de 25.000 de scanere se utilizează în întreaga lume. RMN afectează diagnosticul și tratamentul în multe specialități, deși efectul asupra rezultatelor îmbunătățite ale sănătății este incert.
RMN este investigarea alegerii în stadializarea preoperatorie a cancerului rectal și a prostatei și are un rol în diagnosticarea, stadializarea și urmărirea altor tumori.
RMN-ul are o gama larga de aplicații în diagnosticul medical și peste 25,000 de scanere sunt estimate a fi în utilizare în întreaga lume."Magnetic Resonance, a critical peer-reviewed introduction". RMN-ul are un impact asupra diagnosticului si tratamentului în mai multe specialități, deși efectul asupra rezultatelor de sănătate îmbunatatite este incert.Hollingworth W, Todd CJ, Bell MI, Arafat Q, Girling S, Karia KR, Dixon AK (2000). Din moment ce RMN-ul nu utilizează radiații ionizante, utilizarea sa este, în general, favorizată în defavoarea CT-ului, chiar dacă ambele modalități ar putea aduce aceeași informație. (În anumite cazuri, RMN-ul nu este preferat deoarece poate fi mai scump, s-ar pierde mai mult timp, și s-ar produce exacerbarea claustrofobica).
RMN-ul este, în general, o tehnica sigură, dar numărul de incidente care provoacă daune pacientului a crescut."Manufacturer and User Facility Device Experience". Contraindicațiile RMN-ului includ majoritatea implanturilor cohleare și stimulatoare cardiace, schije și corpuri metalice străine în ochi. Siguranța RMN-ului în timpul primului trimestru de sarcină este incert, dar ar putea fi de preferat în locul altor opțiuni.Wang PI, Chong ST, Kielar AZ, Kelly AM, Knoepp UD, Mazza MB, Goodsitt MM (2012). Creșterea crescută a cererii pentru RMN-uri în cadrul industriei de asistență medicală a dus la preocupări legate de eficiența costurilor și supradiagnosticare.
Neuroimagistica thumb|Conexiuni ale substanței albe din creier vizualizate prin RMN. RMN-ul este instrumentul de investigare ales pentru cancere neurologice, deoarece are o rezoluție mai bună decât CT-ul și oferă o vizualizare mai bună a fosei posterioare. Contrastul dintre substanta gri/cenușie și substanta alba face ca RMN-ul sa fie cea mai bună alegere pentru multe condiții ale sistemului nervos central, cum ar fi bolile demielinizante, demența, boli cerebrovasculare, boli infecțioase și epilepsie. American Society of Neuroradiology (2013). Deoarece multe imagini sunt luate la intervale de milisecunde între ele, se arată cum creierul răspunde la diferiți stimuli; cercetătorii pot studia apoi ambele anomalii ale creierului (funcționale și structurale) din tulburările psihologice .Nolen-Hoeksema, Susan (2014). RMN-ul este, de asemenea, utilizat în chirurgia RMN-ghidata stereotactic și chirurgia radio pentru tratamentul tumorilor intracraniene, marformații arterio-venoase și alte condiții chirurgicale tratabile utilizând un dispozitiv cunoscut ca N-localizer .Brown RA, Nelson JA (2012). Brown RA, Nelson JA (2015). Brown RA (2015). Brown RA (2015). Leksell L, Leksell D, Schwebel J (1985). Thomas DG, Davis CH, Ingram S, Olney JS, Bydder GM, Young IR (1986). Heilbrun MP, Sunderland PM, McDonald PR, Wells TH Jr, Cosman E, Ganz E (1987).
Cardiovascular thumb|Angiografia RMN in bolile cardiace congenitale