Magnetresonantstomograafia (tavaliselt nimetatakse "MRI") on meetod keha sisemuses vaatamiseks ilma operatsiooni, kahjulike värvainete või Röntgenikiirgus. Selle asemel kasutavad MRT-skannerid magnetismi ja raadiolaineid, et saada selgeid pilte inimese anatoomiast.
Füüsika sihtasutus
MRT põhineb 1930ndatel avastatud füüsikalisel nähtusel, mida nimetatakse tuumamagnetresonantsiks - või NMR-ks - milles magnetväljad ja raadiolained põhjustavad aatomite pisikeste raadiosignaalide väljastamist. NMR-i avastasid vastavalt Stanfordi ülikoolis ja Harvardi ülikoolis töötavad Felix Bloch ja Edvard Purcell. Sealt edasi kasutati keemiliste ühendite koostise uurimiseks NMR-spektroskoopiat.
Esimene MRT patent
1970. aastal avastas arst ja teadlane Raymond Damadian aluse magnetresonantstomograafia kasutamiseks meditsiinilise diagnoosimise vahendina. Ta leidis, et erinevat tüüpi loomkoed kiirgavad erineva pikkusega ja erineva pikkusega reageerimissignaale oluline on see, et vähkkoed kiirgavad reageerimissignaale, mis kestavad palju kauem kui mittevähilised pabertaskurätik.
Vähem kui kaks aastat hiljem esitas ta USA patendiametile oma idee kasutada magnetresonantstomograafiat meditsiinilise diagnoosimise vahendina. Selle pealkiri oli "Aparaat ja meetod vähktõve tuvastamiseks koes". 1974. aastal anti patent esimesena maailmas patent välja antud MRT valdkonnas. 1977. aastaks oli dr Damadian valmis esimese kogu keha MRI-skanneri ehitamiseks, mille ta nimetas "Süütamatuks".
Kiire areng meditsiinis
Pärast selle esimese patendi väljaandmist on magnetresonantstomograafia meditsiiniline kasutamine kiiresti arenenud. Esimesed tervisega seotud MRT-seadmed olid saadaval 1980ndate alguses. 2002. aastal oli kogu maailmas kasutusel umbes 22 000 MRT-kaamerat ja rohkem kui 60 miljonit MRT-uuringut tehti.
Paul Lauterbur ja Peter Mansfield
2003. aastal oli Paul C Lauterbur ja Peter Mansfield pälvisid füsioloogia või meditsiini Nobeli preemia avastuste eest seoses magnetresonantstomograafiaga.
Stony Brookis New Yorgi Riikliku Ülikooli keemiaprofessor Paul Lauterbur kirjutas uue pilditehnika kohta paberi, mida ta nimetas "zeugmatography" (kreeka k. zeugmo tähendab "kisa" või "ühinemist"). Tema pildistamiskatsed viisid teaduse NMR-spektroskoopia ühemõõtmelt ruumilise orientatsiooni teisele mõõtmele - MRT alusele.
Inglismaal Nottinghamist pärit Peter Mansfield arendas edasi gradientide kasutamist magnetväljas. Ta näitas, kuidas saaks signaale matemaatiliselt analüüsida, mis võimaldas arendada kasulikku pilditehnikat. Mansfield näitas ka seda, kui äärmiselt kiiret pildistamist on võimalik saavutada.
Kuidas MRI töötab?
Vesi moodustab umbes kaks kolmandikku inimese kehakaalust ja see kõrge veesisaldus selgitab, miks magnetresonantstomograafia on meditsiinis laialt levinud. Paljude haiguste korral põhjustab patoloogiline protsess kudede ja elundite veesisalduse muutusi ja see kajastub MR-pildil.
Vesi on molekul, mis koosneb vesinik ja hapnikuaatomid. Vesinikuaatomite tuumad on võimelised toimima mikroskoopiliste kompassinõeltena. Kui keha puutub kokku tugeva magnetväljaga, tuumad vesinikuaatomite arv on suunatud järjekorda - seiske "tähelepanu all". Raadiolainete impulssidele allumisel muutub tuumade energiasisaldus. Pärast impulssi naasevad tuumad eelmisse olekusse ja eraldub resonantslaine.
Tuumade võnkumiste väikesed erinevused tuvastatakse täiustatud arvutitöötluse abil; on võimalik üles ehitada kolmemõõtmeline pilt, mis kajastaks koe keemilist struktuuri, sealhulgas erinevusi veesisalduses ja veemolekulide liikumises. Selle tulemuseks on uuritud keha piirkonnas kudede ja elundite väga üksikasjalik pilt. Sel viisil saab patoloogilisi muutusi dokumenteerida.