MR koristi magnetska polja i radiovalove za tankoslojni slikovni prikaz tkiva (tomografski slikovni prikaz). Protoni unutar tkiva rotiraju se oko svoje osi (precesiraju), proizvodeći magnetska polja pojedinih protona koja su nasumično poredana. U jakom magnetskom polju, kao što je to u MR uređaju, magnetske osi se poredaju uzduž tog magnetskog polja. Primjenom radiofrekventnog pulsa osi svih protona trenutačno se poredaju suprotno od jakog magnetskog polja u visoko energetsko stanje. Nakon pulsa, protoni se relaksiraju natrag u njihovu bazičnu orijentaciju unutar magnetskog polja MR uređaja. Količina energije koja se oslobađa povratkom protona u osnovno stanje (T1 relaksacija) i precesijom protona za vrijeme odvijanja procesa (T2 relaksacija) bilježi se u obliku prostorno lokaliziranih intenziteta signala putem zavojnice (antene) ugrađene u MR uređaj. Računalni algoritmi analiziraju ove signale i proizvode detaljne anatomske slike.
Relativni intenzitet signala (svjetlina) tkiva na MR slici određen je faktorima kao što su
-
Radiofrekventni puls i gradijentni valni oblici koji se koriste za dobivanje slike
-
Intrinzične T1 i T2 karakteristike različitih tkiva
-
Gustoća protona u različitim tkivima
Kontrolom upotrebe radiofrekventnog pulsa i gradijentnih valnih oblika, računalni programi proizvode specifične pulsne sekvence koje određuju način na koji se slika dobiva i kako se različita tkiva prikazuju. Slike mogu biti
Na primjer, mast je svijetla (visokog intenziteta signala) na T1-mjerenoj slici i relativno tamna (niskog intenziteta signala) na T2-mjerenoj slici; voda i ostale tekućine se prikazuju relativno tamnim na T1-mjerenoj slici i svijetlim na T2-mjerenoj slici. T1-mjerena slika optimalno prikazuje normalnu anatomiju mekih tkiva i masti (npr. koristi se za potvrdu da tvorba sadrži mast). T2-mjerena slika optimalno prikazuje tekućinu i patološka stanja (npr. tumore, upalu, traumu). U praksi T1 i T2-mjerene slike daju komplementarnu informaciju, tako da su obje važne za utvrđivanje patologije.
Nedavno uvedeni MR uređaji visoke rezolucije povećavaju kvalitetu slike i dijagnostičku točnost.
Primjena MR-a
MR ima prednost pred CT-om kada je važna kontrastna rezolucija mekih tkiva (npr. za evaluaciju intrakranijalne ili spinalne patologije, upale, traume, muskuloskeletnih tumora ili poremećaja unutrašnjih struktura zgloba). MR se također koristi u sljedećim situacijama:
-
Vaskularni imaging: Magnetska angiografija (MRA) se koristi za prikaz arterija, dijagnostički je precizna i manje je invazivna od konvencionalne angiografije. Ponekad se koristi gadolinijski kontrast. MRA se može koristiti za oslikavanje torakalne i abdominalne aorte te arterija u mozgu, vratu, abdominalnim organima, bubrezima i donjim ekstremitetima. Oslikavanje vena MR-om (venografija magnetskom rezonancijom ili MRV) najbolje prikazuje venske abnormalnosti, uključujući tromboze i anomalije.
-
Patologija hepatobilijarnog sustava: MR kolangiopankreatografija (MRCP) posebno je važna kao neinvazivna, vrlo precizna metoda za oslikavanje žučnih i pankreatičnih vodova.
-
Tvorbe ženskih reproduktivnih organa: MR je komplementarna metoda ultrazvuku za daljnju karakterizaciju adneksalnih tvorbi i za staging tumora uterusa.
-
Određeni prijelomi kosti: Na primjer, MR može dati precizne slike prijeloma kuka kod bolesnika s osteopenijom.
-
Infiltracija koštane srži i koštane metastaze
MR također može zamijeniti CT s kontrastom kod pacijenata s visokim rizikom za reakciju na jodno kontrastno sredstvo.
Kontrast
Kod MR-a, kontrast se često koristi za prikaz vaskularnih struktura te karakterizaciju upala i tumora.
Najčešće se koriste derivati gadolinija koji imaju magnetska svojstva koja utječu na vremena relaksacije protona. Kod MR-a intraartikularnih struktura, nekad se injicira razrijeđeno gadolinijsko kontrastno sredstvo u zglob.
Specijalne MR tehnike
Difuzijska (DWI) MR
Intenziteti signala koreliraju s difuzijom molekula vode u tkivu. Ova MR tehnika može se koristiti za
-
Rano otkrivanje moždane ishemije i infarkta
-
Otkrivanje bolesti bijele tvari mozga
-
Staging raznih tumora, npr. ne-sitnostaničnog raka pluća
Eho planarni slikovni prikaz
Ova ultrabrza tehnika (dobivanje slika u > 1 s) koristi se za difuziju, perfuziju te funkcionalni imaging mozga i srca. Potencijalne prednosti ove tehnike su prikaz aktivnosti mozga i srca te smanjenje artefakata gibanja. Međutim, njena upotreba je ograničena jer ima posebne tehničke zahtjeve i osjetljivija je na razne artefakte od konvencionalnih MR tehnika.
Funkcionalna MR
Funkcionalna MR koristi se za procjenu lokalizacije moždane aktivnosti.
Najčešće, mozak se skenira u niskoj rezoluciji u kratkim intervalima (npr. svake 2-3 s). Raspoznaje se promjena oksihemoglobina koja se koristi za procjenu metaboličke aktivnosti različitih dijelova mozga.
Znanstvenici ponekad rade funkcionalnu MR ispitanicima dok rade različite kognitivne zadatke (npr. rješavaju matematičku jednadžbu); pretpostavlja se da su metabolički aktivni dijelovi mozga strukture koje su najviše uključene tijekom tih zadataka. Koreliranje funkcije s anatomijom mozga na ovaj način zove se mapiranje mozga (engl. brain mapping).
Funkcionalna MR se prvenstveno koristi u istraživanjima, ali se sve više koristi i u kliničke svrhe.
Gradijentni eho slikovni prikaz
Gradijentni eho je pulsna sekvenca koja se koristi za brzo snimanje krvi koja se kreće i cerebrospinalnog likvora (npr. kod MR angiografije). Budući da je ova tehnika brza, artefakti gibanja (npr. zamućenje slike) su reducirani tijekom snimanja koje zahtijeva od pacijenta da zadrži dah (npr. tijekom snimanja srca, pluća i abdominalnih struktura).
MR spektroskopija (MRS)
MRS kombinira podatke dobivene pomoću MR-a (uglavnom na temelju sadržaja vode i masti u tkivima) s podacima dobivenim od nuklearne magnetske rezonancije (NMR). NMR pruža informacije o tkivnim metabolitima i biokemijskim abnormalnostima; ove informacije pomažu u razlikovanju određenih vrsta tumora i drugih abnormalnosti.
MR enterografija
MR enterografija sve se češće koristi, posebno za praćenje djece s poznatim upalnim bolestima tankog crijeva.
Budući da kod MR enterografije nema ionizirajućeg zračenja, ova metoda ima prednost u odnosu na CT enterografiju.
MR perfuzija
MR perfuzija je metoda za procjenu relativnog moždanog protoka krvi. Koristi se za otkrivanje
Ove informacije pomažu usmjeriti biopsiju.
PET MR
PET MR kombinira funkcionalni PET ( vidi: Pozitronska emisijska tomografija) s MR-om cijelog tijela. T1-mjerena i STIR (short tau inversion recovery) sekvenca se ovdje često koriste. Ova metoda je novija i dostupna u samo nekoliko većih medicinskih centara.
Nedostaci MR-a
MR je relativno skup, zahtijeva duže vrijeme snimanja nego CT i teže je dostupan.
Ostali nedostaci su problemi u odnosu na
Magnetsko polje
Osnovna relativna kontraindikacija za MR je prisutnost implantiranog materijala na koji može utjecati snažno magnetsko polje. Ovi materijali uključuju
-
Feromagnetski metal (tj. koji sadrži željezo)
-
Magnetski aktivirane ili elektronički kontrolirane medicinske uređaje (npr. srčane stimulatore, implantabilne kardioverter defibrilatore, kohlearne implantate)
-
Neferomagnetske električne žice ili materijale (npr. žice srčanog stimulatora, određene katetere plućne arterije)
Feromagnetski materijal može se pomaknuti u snažnom magnetskom polju te ozlijediti organe u blizini; npr. pomak vaskularnih klipsa može rezultirati krvarenjem. Pomak je izgledniji ako je materijal prisutan u tkivu kraće od 6 tjedana (prije nego što se formira ožiljno tkivo). Feromagnetski materijal može također uzrokovati imaging artefakte.
Magnetski aktivirani medicinski uređaji mogu postati neispravni pod utjecajem magnetskih polja.
Magnetska polja mogu inducirati struju u bilo kojem provodljivom materijalu koji može proizvesti dovoljno topline da se tkivo spali.
Je li određeni uređaj kompatibilan s MR-om ovisi o vrsti uređaja, njegovim dijelovima i proizvođaču (vidjeti MRI safety web site). Pacijente s implantiranim uređajem ne bi trebalo stavljati u magnetsko polje dok osoblje ne provjeri da je MR pretraga s takvim uređajem sigurna. Također, MR uređaji različite jakosti magnetskog polja imaju različite učinke na materijale, tako da sigurnost na jednom uređaju ne podrazumijeva i sigurnost na drugom.
Magnetsko polje MR-a je vrlo snažno i može biti stalno uključeno. Tako feromagnetski predmeti (npr. metal u spremniku kisika) na ulazu u prostoriju gdje se nalazi uređaj mogu biti uvučeni u magnetsko polje velikom brzinom i ozlijediti bilo koga na putu. Jedini način da se predmet odvoji od magneta je isključivanje (gašenje) magnetskog polja.
Klaustrofobija
MR uređaj je uski zatvoreni prostor i može izazvati klaustrofobiju čak i kod pacijenata bez ranijih fobija ili anksioznosti. Također, neki pretili pacijenti ne mogu stati na stol ili u uređaj. Premedikacija s anksiolitikom (npr. alprazolam ili lorazepam 1 do 2 mg PO) 15 do 30 min prije snimanja je učinkovita kod većine anksioznih pacijenata.
MR uređaji s otvorenim tunelom mogu se koristiti kod pacijenata s klaustrofobijom (ili iznimno pretilih). Snimke dobivene pomoću takvog (otvorenog) uređaja mogu biti niže kvalitete u usporedbi sa zatvorenim uređajima, ovisno o jakosti magnetskog polja, ali obično su dovoljne za postavljanja dijagnoze.
Pacijente se mora upozoriti na buku koju proizvodi MR uređaj tijekom snimanja.
Reakcije na kontrast
Kontrastna sredstva na bazi gadolinija koja se primjenjuju IV mogu uzrokovati glavobolju, mučninu, bol i promjenu okusa, kao i osjećaj hladnoće na mjestu injiciranja.
Teške reakcije na kontrast su rijetke i znatno manje uobičajene nego one na jodna kontrastna sredstva.
Međutim, nefrogena sistemska fibroza je moguća kod pacijenata s oslabljenom funkcijom bubrega. Nefrogena sistemska fibroza je rijetka, ali po život opasna bolest koja uključuje fibrozu kože, krvnih žila i unutarnjih organa, što rezultira teškim invaliditetom ili smrću. Kod pacijenata s oslabljenom funkcijom bubrega treba procijeniti rizike i koristi od kontrastne MR pretrage; osim toga, preporučuje se sljedeće:
-
Koristiti gadolinij samo kada je to potrebno i pri najnižoj mogućoj dozi.
-
Provjeriti funkciju bubrega ako postoji klinička sumnja na dijabetes, dehidraciju ili zatajenje srca, ako pacijenti uzimaju određene lijekove koji mogu uzrokovati zatajenje bubrega ili ako su pacijenti stariji. (Pacijentima koji imaju eGFR < 30 mL/min/1,73 m2 ne treba davati gadolinijska kontrastna sredstva.) Ako je eGFR (glomerularna filtracija) između 30 i 60 mL/min/1.73m2, pacijenti se mogu hidrirati IV prije davanja kontrasta.
-
Razmisliti o alternativnim slikovnim metodama.