Bild av magnetisk resonans (ofta kallat "MRI") är en metod för att titta inuti kroppen utan att använda kirurgi, skadliga färgämnen eller Röntgenstrålar. Istället använder MR-skannrar magnetism och radiovågor för att producera tydliga bilder av människans anatomi.
Foundation in Physics
MR-baserad på ett fysikfenomen som upptäcktes under 1930-talet kallat "kärnmagnetisk resonans" - eller NMR - där magnetfält och radiovågor får atomer att avge små radiosignaler. Felix Bloch och Edward Purcell, som arbetade vid respektive Stanford University och Harvard University, var de som upptäckte NMR. Därifrån användes NMR-spektroskopi som ett medel för att studera sammansättningen av kemiska föreningar.
Det första MR-patentet
1970 upptäckte Raymond Damadian, en läkare och forskare grunden för att använda magnetisk resonansavbildning som ett verktyg för medicinsk diagnos. Han fann att olika slags djurvävnad avger svarssignaler som varierar i längd och mer viktigt att cancervävnad avger svarssignaler som håller mycket längre än icke-cancer vävnad.
Mindre än två år senare lade han fram sin idé för att använda magnetisk resonansavbildning som ett verktyg för medicinsk diagnos hos U.S. Patent Office. Det hade titeln "Apparat och metod för att upptäcka cancer i vävnad." Ett patent beviljades 1974, vilket producerade världens första patent utfärdat inom området MRI. År 1977 slutförde Dr. Damadian konstruktionen av den första MR-skannern för hela kroppen, som han kallade "Oundviklig."
Snabb utveckling inom medicin
Sedan det första patentet utfärdades har den medicinska användningen av magnetisk resonansavbildning utvecklats snabbt. Den första MR-utrustningen inom hälsa fanns tillgänglig i början av 1980-talet. Under 2002 användes cirka 22 000 MR-kameror över hela världen och mer än 60 miljoner MR-undersökningar genomfördes.
Paul Lauterbur och Peter Mansfield
År 2003 Paul C. Lauterbur och Peter Mansfield tilldelades Nobelpriset i fysiologi eller medicin för sina upptäckter avseende magnetisk resonansavbildning.
Paul Lauterbur, professor i kemi vid State University of New York i Stony Brook, skrev en artikel om en ny bildteknik som han kallade "zeugmatografi" (från det grekiska zeugmo som betyder "ok" eller "ett sammanfogande"). Hans avbildningsexperiment flyttade vetenskapen från den enda dimensionen av NMR-spektroskopi till den andra dimensionen av rumslig orientering - en grund för MRT.
Peter Mansfield i Nottingham, England vidareutvecklade användningen av lutningar i magnetfältet. Han visade hur signalerna kunde analyseras matematiskt, vilket gjorde det möjligt att utveckla en användbar bildteknik. Mansfield visade också hur extremt snabb avbildning kunde uppnås.
Hur fungerar MR?
Vatten utgör ungefär två tredjedelar av människans kroppsvikt, och detta höga vatteninnehåll förklarar varför magnetisk resonansavbildning har blivit allmänt tillämpligt inom medicinen. Vid många sjukdomar resulterar den patologiska processen i förändringar i vatteninnehållet mellan vävnader och organ, och detta återspeglas i MR-bilden.
Vatten är en molekyl som består av väte och syreatomer. Kärnorna i väteatomerna kan fungera som mikroskopiska kompassnålar. När kroppen utsätts för ett starkt magnetfält, kärnor av väteatomerna riktas i ordning - stå "uppmärksam." När de överlämnas till pulser av radiovågor förändras kärnornas energiinnehåll. Efter pulsen återgår kärnorna till sitt tidigare tillstånd och en resonansvåg avges.
De små skillnaderna i svängningarna i kärnorna upptäcks med avancerad datorbehandling; det är möjligt att bygga upp en tredimensionell bild som återspeglar vävnadens kemiska struktur, inklusive skillnader i vatteninnehållet och i vattenmolekylernas rörelser. Detta resulterar i en mycket detaljerad bild av vävnader och organ i det undersökta området i kroppen. På detta sätt kan patologiska förändringar dokumenteras.