„Mágnesesrezonancia-képalkotás” változatai közötti eltérés

Az MRI valójában nem egy eszköz, hanem inkább eszközök gyűjteményének tekinthető, nagyon összetett, képalkotó eljárás. Nem könnyű egyetlen névhez kötni a felfedezését, inkább több kutatót lehet megnevezni, akik fontos szerepet játszottak a technológia megszületésében. A legfontosabb mérföldköveket mind [[Nobel-díj]]jal jutalmazták. Így például [[IsodorIsidor Isaac Rabi]] 1938-ban írta le a mágneses magrezonancia jelenségét. A felfedezéseiért 1944-ben megkapta a fizikai Nobel-díjat. 1952-ben megosztott Nobel-díjjal jutalmazták [[Felix Bloch]]-tot és [[Edward Mills Purcell]]-t az anyagok szerkezetének vizsgálatára alkalmassá tett mag mágneses rezonancia vizsgáló módszer kidolgozásáért, a nukleáris mágneses rezonancia (NMR) módszerért.

Az eljárás alapja a különböző [[atommag]]ok azon tulajdonsága, hogy rájuk jellemző mágneses tulajdonságokkal rendelkező térben képesek a sugárzási frekvencia abszorpciójára, így többlet energiáhoztöbbletenergiához jutnak. Később az általunk sugárzott jel megszűntével a többlet energiájuktöbbletenergiájuk leadása következtében, helyzetének megfelelően azonos vagy kissé eltérő frekvenciájú rádióhullámú jelet sugároznak vissza. Az atommagoknak a molekulában elfoglalt helye is karakteresen befolyásolja a rá jellemző rezonancia frekvenciátrezonanciafrekvenciát. Tehát a molekulán belüli elhelyezkedés is befolyásolja a rezonancia frekvenciátrezonanciafrekvenciát (ezt nevezik kémiai eltolódásnak). Ezt vizsgálva hasznos információhoz juthattak az [[Analitikai kémia|analitikai kémiában]] és a biokémiában.

Azonban ezzel a technikával az [[1970-es évek]]ig egyelőre csak “általános„általános anyag vizsgálatra”anyagvizsgálatra” volt használható a berendezés, mely az anyag szerkezeti részleteiről nem szolgált információval. 1971-ben Raymond Damadian in vitro MRI kísérletekkel kimutattákkimutatta, hogy a rákos szövetek jól elkülöníthetőek az egészségesektől, az MRI paramétereik különbségének következtében (tumorok esetében hosszabb relaxációs időt mértek mint az egészséges szövetek esetében). Ezzel az MRI előfutárává vált és több más a technikával kapcsolatos szabadalmat jegyeznek a neve alatt.

1977-ben Damadiannek és munkatársainak sikerült szelet képetszeletképet készíteniük egy [[ember]]i mellkasról. A vizsgálat során még az emberi [[Emberi test|testet]] mozgatták a felvétel készítés alatt, és így 10mm10 mm-es felbontást sikerült elérniük. A felvétel 4,5 óráig tartott.

A mágneses rezonancián alapuló képalkotásaikért Paul Lauterbur és Peter Mansfieldnek a NobelNobeldíj-díjtestülettestület 2003-ban megosztva ítélte oda az orvosi Nobel-díjat. Paul Lauterbur az MRI [[jel]]ek lokalizációját oldotta meg: homogén mágneses mező használata helyett különböző grádiensűgradiensű mágneses tereket használt. Így az atommagok annak megfelelően, hogy milyen mágneses grádensbengradensben helyezkednek el, más-más rezonancia frekvenciávalrezonanciafrekvenciával jellemezhetőek, melyből visszakövetkeztethető a helyzetük. Ezzel a technikával már nem volt szükség a test mozgatására a felvétel készítéséhez.

A módszer érdekessége, hogy két [[víz]]zel töltött csövet használtak először a kísérlet folyamán, így tehát az első MR-kép vízzel töltött csövekről készült. A módszert Lauterbur “zeugmatographynak” nevezte el, később a ma is jól ismert MRI név vált elterjedtté. Peter Mansfield kutatásainak köszönhetően sikerült ezt az eljárást jelentősen felgyorsítani. Az általa kidolgozott a technikákkal vált lehetővé az MRI és később az [[fMRI]] megalkotása, mely alapvetően tehát az NMR vizsgátlanak egytomográfiás módszere. Ami annyit tesz, hogy a CT-hez hasonlóan kétdimenziós szeletképek “gyors” sorozatát állítja elő. Melyekből [[matematika]]i elemzések sorozatán keresztül alkotják meg a jól ismert háromdimenziós MRI képet.

Az MRI a [[CT]]-vel szemben azonban több pozitív tulajdonsággal bír. Az MR ugyanis nemcsak transzverzálisan (mint a CT-esetében), hanem bármilyen tetszőleges síkban képes a képek előállítására. Emellett képes jobb kontrasztú képet adni a lágy szövetekről. A vizsgálatnak megfelelően különböző súlyozásokkal a vizsgálat szempontjaihoz igazított képet tud biztosítani.

A mérő eljárásokmérőeljárások során kapott információból az előbb említett számítógépes képrekonstrukcióhoz elsőként használt [[Fourier-transzformáció]]t 1975-ben Richard Ernst. Az eljárásért 1991-ben „NMR Fourier Zeugmatography” kidolgozásáért kémiai Nobel-díjat kapott. Ernst ötlete alapján az Aberdeeni Egyetemen William A. Edelstein vezetésével tovább tökéletesítették a módszert, jelenlegi ismereteink szerint szinte véglegesen, mert a további tökéletesítéshez már az anyag fizikai tulajdonsága szab határt, így a kép rekonstrukcióképrekonstrukció ideje pár perces nagyságrendűre csökkent.

Charles Smart Roy és Charles Scott Sherrington 1890-ben, észrevettek az agy működése folytán a [[vér]]áramba kerülő vegyületeket, melyek hatására változik az erek mérete és a terület vér ellátotságaellátottsága. Feltételezésük szerint ez a különböző aktivitásokhoz szükséges energia mennyiségenergiamennyiség biztosítása érdekében történik. Mivel ha egy terület aktivitása növekszik, akkor annak energia- és egyben [[oxigén]] igénye is emelkedik. A megnövekedett oxigén igénytoxigénigényt a hemoglobin [[molekula]] által leadott oxigén fedezi. Ezzel megnövelve a vér dezoxihemoglobin tartalmát. Ez azért fontos mert 1990-ben Seiji Ogawa észrevette, hogy a hemoglobin és a dezoxihemoglobin koncentrációinak a különbsége MRI-vel megállapítható. Ezzel elsőként lehetővé téve a véráramlás nyomon követését és így lehetővé téve a lokális aktivitásra való következtetést.

A dezoxihemoglobin paramágneses tulajdonságánál fogva ugyanis nagyobb mértékben árnyékolja a mágneses teret, ez a helyi árnyékolás mérhető fMRI képalkotás során. Ez az úgynevezett vér- oxigénvéroxigén-szint függő (Blood-oxygen-level dependent) vagyis BOLD fMRI. Fontos tisztázni azonban egy általános félreértést: egy terület fokozott aktivitása alatt nem az adott területen lévő [[idegsejt]]ek fokozott kisülésére kell gondolni. Az összefüggés a fokozott metabolikus igényekkel nem a terület tüzelési rátájával, hanem a területre beérkező feldolgozandó jelek mértékével van összefüggésben. Ami így közvetett módon az őt beidegző területek tüzelési aktivitásából eredeztethető. Ennek kísérlet tervezésekor és értelmezésekor fontos szerepe lehet.