Zobrazovací metody #1

Stejně tak jako každá zobrazovací metoda prochází i metoda magnetické rezonance vývojem a i přesto, že většina kardiologů se setká právě s klasickou MRI, je zajímavé podívat se i na metody rozšířené MRI, které se využívají spíše v oborech neurologie, ale dají se využít třeba právě i v kardiologii.

Abychom se pro začátek vyznali v těch všech zkratkách. NMR je nukleární magnetická rezonance a je to kvantový magnetický jev který objevil a pojmenoval Isidor Isac Rabi. Obecně to není pojmenování přístroje jako takového, nicméně se s tím poměrně často lze setkat. MRI znamená magnetic resonance imaging, tedy zobrazování magnetickou rezonancí a jedná se o přístroj a metodu která využívá jevu nukleární magnetické rezonance a všechny ostatní zkratky z ní vychází ( dMRI -diffusion MRI, fMRI – fuknční MRI, DTMRI- diffusion tendor MRI, DfMRI – diffusion funcional MRI atd.).
V tomto článku se nebude rozebírat jiná než dMRI takže si ty ostatní zkratky nechám zase na přístě.

Historie dMRI

Wolfgang Pauli, Zdroj 2

Magnetická rezonance je natolik složitý objev, že za jeho funkčním sestrojením nemohl stát pouze jediný člověk a tak není historie jejího vývoje tak známá jako třeba objev rentgenu. Nicméně objev je to neméně důležitý a není asi ani překvapením, že většina vědců kteří stáli na počátku teorie MRI a jeho sestrojení jsou nositelé Nobelovy ceny.

Isidor Isaac Rabi . Zdroj 1

Za první objevitele principu magnetické rezonance můžeme považovat Isidora Rabina v roce 1938, který a shrnul poznatky Arthura Comptona (Comptonův jev Vám určitě něco říká, je to totiž jeden z potvrzujících důkazů o korposkulárně vlnovém dualismu, tedy o tom, že foton se chová jako částice i vlnění -> důkaz a význam ZDE.) a Wolfganga Pauliho, který objevil tzv. jaderný spin, a vytvořil první jednoduché MRI zařízení.

Arhur Holly Comton Zdroj 3

Poté dalších téměř 40 let probíhal výzkum, aby se v roce 1977 objevila první celotělová MRI. Komerčně použitelná byla už o tři roky později. Majitelem společnosti FONAR, která tak učinila byl Raymond Damadian, který na tomto přístroji pracoval od roku 1970 a objevil také, že relaxační časy různých tkání jsou různé a de facto tak ukázal jak odlišit zdravou tkáň od nádorů.

V roce 1987 hned po uvedení MRI byla vyvinuta real time MR angiografie. První verze dMRI o které se v tomto článku budeme bavit především vznikla dokonce už v roce 1980.

První pokusy o vytvoření difuzní magnetické rezonance jsou ovšem ještě starší, myšlenka že změna signálu magnetické rezonance je silně ovlivněna pohybem molekul v nehomogenním magnetickém poli se objevila už v roce 1965, tedy několik desetiletí dříve než se objevila první MRI v klinickém využití. První měření provedli Tanner a Stejskal a na jejich práci byla vystavěna další teorie dMRI.

dMRI

dMRI, jak už bylo řečeno, je difuzní magnetická rezonance a shrnuje v sobě mnoho dalších metod.
Zobrazení tenzorů difuze nebo jen samotná difuze je MRI technika, která se používá pro zobrazení bližších strukturálních detailů bílé hmoty mozkové nebo srdečních svalových vláken. Softwarové zpracování základních dat umožňuje vizualizovat jednotlivé dráhy vláken nebo měřit číselné hodnoty parametrů difuze, které dle dosavadních publikací velmi citlivě reagují na strukturální poškození měřené tkáně.

dMRI – zobrazení mozkových drah sledováním difuze molekul vody
Zdroj 4

dMRI srdce – zobrazení směru svalových vláken levé a pravé komory

dMRI v kardiologii

Cílem dMRI obecně jak v kardiologii tak v neurologii je snaha odlišit poškozenou tkáň od té zdravé tím, že v poškozené tkáni probíhá pohyb molekul vody jinak než u té zdravé. U hodnocení snímků akutního mozkového infarktu má výborné výsledky a tato metoda je schopna odhalit infarkt několik minut po jeho vzniku, co je ale větší úskalí metody je to, že změna difuze molekul je porušena například i u zánětu a to už je například u srdečního hodnocení poměrně velký problém, protože metoda tak není zcela soběstačná. Indikující lékař totiž musí tušit co hledá a musí tak být schopen odlišit zda celkové příznaky ukazují na infarkt nebo zánět nebo na jinou příčinu. Na druhou stranu hodnocení akutního infarktu myokardu využívá jednodušší a méně nákladné metody než MRI, využití tedy najde spíše u sledování změny a míry poškození tkáně po prodělání infarktu.
Další možností je použití dMRI k hodnocení komorové dyssynchronie. Komorová dyssynchronie vede k rozvoji srdečního selhání a její hodnocení může pomáhat při určování správné léčby srdečního selhání.

Hodnocení srdeční dyssynchronie pomoci dMRI , experimentální výzkum na psím srdci ¨
Zdroj

Různé možnosti zobrazení pohybu molekul . Vlevo nahoře -3D render s naznačenými směry pohybu, vpravo nahoře a dole uprostřed- řez srdce převážně levé komory s barevně naznačnými směry pohybu

Zdroj 6

Použité zdroje:

Další materiály: