Magneettikuvaus

Pään halkileikkaus magneettikuvauksella.

Magneettikuvaus (engl. Magnetic Resonance Imaging, MRI) on radiologian alaan kuuluva lääketieteellinen kuvantamismenetelmä, joka perustuu ydinmagneettiseen resonanssiin (NMR). Menetelmässä mitataan vety-ytimien magneettikentässä emittoimaa radiotaajuista signaalia. Siksi se soveltuu runsaasti vetyä sisältävien kudosten (rasva- ja vesipitoiset kudokset, myös luuydin) tutkimiseen.

Kuvauksessa potilas sijoitetaan voimakkaaseen magneettikenttään, jonka suuruutta paikan funktiona ohjataan tietokoneella niin, että kuvauskohteen eri osiin vaikuttaa hieman erisuuruinen magneettikenttä. Laitteistoon kuuluu lisäksi radiolähetin ja -vastaanotin, jonka avulla resonanssi synnytetään ja havaitaan.

Kuvan muodostus perustuu siihen, että resonanssisignaalin taajuus on verrannollinen vaikuttavan magneettikentän voimakkuuteen. Hieman epätasaisessa magneettikentässä kuvauskohteen eri osat lähettävät radiosignaalia kukin hieman eri taajuudella. Siksi laitteiston vastaanottama resonanssisignaali sisältää useita taajuuksia. Signaali jaetaan eri taajuuskomponentteihin Fourier'n muunnoksen avulla, jolloin kuvattavan kohteen eri kohdista peräisin olevat signaalit voidaan erottaa toisistaan.

Kuvaustilanteessa edellä kuvatun kaltaisia mittauksia suoritetaan suuri määrä niin, että magneettikenttää ohjataan joka kerralla hieman eri tavalla. Täydellisen kuvan muodostamiseksi tulokset yhdistetään tietokoneella ja analyysin tuloksena saadaan kaksi- tai kolmiulotteinen magneettikuva, joka koostuu kuvaelementeistä (pikseli) tai tilavuuselementeistä (vokseli).

Signaalin voimakkuus magneettikuvassa riippuu paitsi magneettisten ytimien määrästä myös niiden vuorovaikutuksesta ympäristönsä kanssa. Magneettikuvauksessa näitä vuorovaikutuksia kuvataan relaksaatioajoilla, jotka kertovat kuinka nopeasti kudoksen magnetoituminen palaa tasapainotilaan virityspulssin jälkeen. Muita signaalin ominaisuuksin vaikuttavia suureita ovat kudoksen liike ja virtaus, diffuusio sekä ns. kemiallinen siirtymä.

Magneettikuvauksen vahvuuksia

• herkkä virtauksille (esimerkiksi verenkierto)
• kuvaustaso säädettävissä elektronisesti
• ei synnytä ionisoivaa säteilyä
• korkea resoluutio kuvattaessa pehmytkudoksia (esimerkiksi aivot)

Magneettikuvauksen heikkouksia

• hidas
• kallis

Magneettikuvauksen ongelmia

• ennen kuvausta on selvitettävä potilaan kehossa olevat vähänkin magneettiset metallinkappaleet tai istutteet
  • lähes kaikkien nykyisin käytössä olevien istutteiden kanssa voidaan kuitenkin magneettikuvaukseen mennä
• kuvausta ei saa tehdä potilaalle, jolla on sydäntahdistin tai defibrillaattori, koska tällaisten implanttien toiminta voi häiriintyä magneettikentän vaikutuksesta

Käytetyt kontrastiaineet

Magneettikuvaukseen on kehitetty kontrastiaineita, joilla kudosten näkyvyyttä voidaan muuttaa. Magneettikuvauksissa usein käytetyt kontrastiaineet ovat gadoliniumyhdisteitä tai rautaoksidi-partikkeleita. Eräät gadoliniumyhdisteet, erityisesti gadodiamidi, ovat aiheuttaneet joillekin munuaisten toiminnanvajausta sairastaville potilaille vaikeaa fibroosia.

Kehittyneempiä magneettikuvaukseen perustuvia tekniikoita

• Funktionaalisella magneettikuvauksella voidaan kuvata aivojen (lähes) reaaliaikaista toimintaa. Se on aivotutkimuksen tärkeimpiä työkaluja. Funktionaalinen magneettikuvaus mittaa aivojen energian käyttöä ja tällä tavoin voidaan selvittää, mitkä aivojen osat ovat aktivoituneet. Funktionaalisen magneettikuvauksen fysikaalinen toiminta perustuu hemoglobiinin erilaisiin magneettisiin ominaisuuksiin silloin, kun se kantaa mukanaan happea (oksihemoglobiini) verrattuna siihen kun se ei kanna happea (deoksihemoglobiini). Tämä ero havaitaan magneettikuvauslaitteen mittaamassa radiosignaalissa.

• Reaaliaikaisella magneettikuvauksella kuvataan dynaamisia elintoimintoja, kuten esimerkiksi sydämen toimintaa reaaliajassa tai nivelten toimintaa. Tällä on selkeä etu perinteiseen magneettikuvaukseen, jolla saadaan staattisia kuvia elimistöstä.

Lähteet

Malline:Link FA Malline:Link FA