Maqnit – Rezonans Tomoqrafiyasının işləmə prinsipi və fiziki əsası nədir?

0
19

MAQNİT-REZONANS TOMOQRAFİYASI

XX əsrin axırlarında yeni mühüm kəşflərdən biri də maqnit-rezonans tomoqrafiyasıdır (MRT). Kliniki təcrübələr sübut etmişdir ki, bu metod insan orqanizminə heç bir kontrast maddə yeritmədən daxili üzvlərin təsvirini aydın görmək üçün şərait yaradır. Bu metodun üstün cəhətlərindən biri də onun təhlükəsiz olması və orqanizmə heç bir ziyanverici təsirə malik olmamasıdır.

Lakin maqnit-rezonans tomoqrafiya metodu təbabətdə geniş vüsət ala bilməmişdir, bunun səbəbi aparatın və müayinənin baha başa gəlməsidir. Ona görə də şüa diaqnostik metodlar sırasında (ultrasəs, termoqrafiya, rentgenoloji, radioizotop, kompüter tomoqrafiyası) maqnit-rezonans tomoqrafiyası hələ geniş yayılmamışdır.

Xüsusilə qeyd etmək lazımdır ki, bu metod baş və onurğa beyni xəstəliklərinin aşkar edilib, diaqnozunun dəqiq qoyulmasında əvəz edilməz bir metod kimi qiymətləndirilir.

Nüvə-maqnit rezonansının fiziki əsası 1946-cı ildə biri-birindən xəbərsiz Stendford və Harvard universitetinin iki qrup Amerikan alimləri F.Blok və E.Pursel (F.Blok, E.Pursel) tərəfindən qoyulmuşdur. Bu alimlər sübut etmişlər ki, bəzi atomların nüvəsi maqnit sahəsində olduqları zaman, rezonans vəziyyətinə gələrək böyük enerji əldə edirlər və sonradan relaksasiya edəcək sabit vəziyyətə qayıdıb, həmin enerjini radiosiqnallar şəklində özlərindən xaric edirlər.

1952-ci ildə bu kəşfə görə hər iki alim Nobel mükafatına layiq görülmüşlər. Maqnit-rezonans tomoqrafiyasının təbabətdə tətbiq edilmə ehtimalı Amerika alimi P.Lauterbur tərəfindən irəli sürülmüşdür. O, ilk dəfə nüvə maqnit-rezonans siqnalları vasitəsilə su ilə dolu olan iki kapilyar şüşə borunun şəklini ala bilmişdir.

Lauterbur 1973-cü ildə yoxlanılmış qradient təklif etmiş və bu yolla aparatın yaranma ideyasını irəli sürmüşdür. Məhz həmin vaxtdan maqnit-rezonans vizualizasiyası sisteminin konstruksiyası yaradılmış və bu sistem ildən-ilə təkmilləşmişdir.

P.Lauterbur ilk dəfə insan orqanizminin daxili üzvlərinin maqnit- rezonans tomoqramını Parisdə beynalxalq radioloji konqresdə nümayiş etmişdir.

1977-1982-ci illərdə MRT-nin aparatları klinikalarda geniş sınaq imtahanından keçirilir. Bu illərdə MRT-sınin istehsal göstəriciləri böyük sürətlə artmağa başlayır. Vaxt ötdükcə aparatlar təkmilləşir və alınan təsvirin keyfiyyəti yüksəlir.

MAQNİT-REZONANS TOMOQRAFİYASININ FİZİKİ ƏSASLARI

Sübut olunmuşdur ki, bəzi atomların nüvəsinin tərkibində olan protonlar xarici maqnit sahəsinin təsirindən rezonans vəziyyətinə gələrək yüksək sürətlə müxtəlif istiqamətlərə fırlanaraq böyük enerji əldə edirlər. Sakit – relaksasiya vəziyyətinə qayıtdıqda isə protonlar əldə etdikləri enerjini radiosiqnallar formasında özlərindən xaric edirlər. Bu proses yəni maqnit- rezonans effekti nüvələrində tək sayda proton olan elementlərin atomlarında ( 1H, 13J, 19F, 23Na, 31P) müşahidə olunur. Bu atomlar onunla fərqlənirlər ki, onların protonları öz oxları ətrafında daima fırlanır və ya fiziki cəhətdən desək, sıfra bərabər olmayan spinə malik olurlar. Bu elementlərin nüvəsində oz oxu ətrafında fırlanan protonlar özlərində zəif maqnit sahəsi əmələ gətirirlər. Buna görə də belə nüvələrin protonlarının mikroskopik maqnit əqrəbi kimi təsəvvür etmək olar. Əgər xarici maqnit sahəsi olmazsa, onda maqnit əqrəbləri (dipollar) qaydasız, istənilən istiqamətdə hərəkət edirlər.

Nüvə-maqnit rezonansını yaratmaq üçün, nüvə xarici maqnit sahəsində yerləşdirilməlidir. Yalnız bu zaman rezonans vəziyyətinə düşən həyacanlı nüvə böyük miqdarda enerji əldə etmə qabiliyyətinə malikdir.

Hal-hazırda fəaliyyətdə olan maqnit-rezonans tomoqrafları tək protona malik olan hidrogen atomu əsasında qurulmuşdur.

Bu onunla izah olunur ki, orqanizmi təşkil edən üzv və toxumaların 60-70%-i sudan təşkil olunduğundan hidrogen atomunun seçilməsi heç də təsadüfi hesab edilmir.

 

Ürək fəaliyyətinin MRT-də görünüşü

 

Məlum olduğu kimi orqanizmin üzv və toxumalarında protonların miqdarı fərqləndiklərinə görə alınan təsvirlərin intensivliyi də biri digərindən fərqlənir. Məsələn, piy toxuması daha çox proton sıxlığına malik olduğundan televiziya ekranında açıq şəffaf, sümük toxuması isə seyrək protonlara malik olduğdan əksinə tutqun rəngdə görünür.

Protonların öz oxları ətrafında fırlanma tezliyi – yəni rezonans tezliyi statik maqnit sahəsində olan gərginlik qüvvəsindən asılıdır. Məsələn, gərginliyi 1 Te (tesla) olan maqnit sahəsində protonun rezonans tezliyi 42,57 MHs-ə bərabərdir.

Maqnit-rezonans tomoqrafiyasında mövcud olan radiotezlikli siqnallar iki variantda impuls şəklində verilir.

I – Qısa müddətli – bu zaman proton 90 dərəcə çevrilir.

II – Uzun müddətli – protonun çevrilmə dərəcəsi 180 dərəcə olur. Radiotezlikli impulslar qurtardıqdan sonra protonlar öz əvvəlki sakit vəziyyətinə qayıdır və relaksasiya vəziyyətinə düşür. Bu zaman protonlar topladıqları enerjini özlərindən xaric edirlər.

Maqnit-rezonans tomoqrafiya müayinəsi zamanı protonlarda iki relaksasiya aktı mövcud olur. Birincili T1 – 180 dərəcəli radiotezlikli impulsdan sonra, ikincili T2 – 90  dərəcə radiotezlik impulsdan sonra alınan relaksasiya aktı. T1 – radiotezliyi, T2 – radiotezliyindən böyükdür (T1 > T2 ).

Maqnit rezonans spektroskopiyası vasitəsilə maddələrin kimyəvi tərkibini öyrənmək mümkün olur.

Bu üsulla tibbdə bioloji aktiv maddələrin təsir mexanizmi, yetkin və qeyri-yetkin hüceyrələrin fəaliyyəti və onların protoplazmasında sərbəst suyu öyrənmək mümkün olur.

Bu metodla biopolimerlərin strukturu və onların substrat və bioloji aktiv maddələrlə qarşılıqlı təsiri zamanı baş verən dəyişikliklər aşkar edilir. Maqnit rezonans spektroskopiyası membranın tərkibində olan lipid mübadiləsini, onların zülallarla və digər maddələrlə qarşılıqlı təsirini, müxtəlif birləşmələrin keçiriciliyini və hüceyrədə ionların vəziyyətini öyrənməyə imkan yaradır.

Maqnit-rezonans tomoqrafiyası, maqnit–rezonans introskopiyasının bir növüdür.

Bu metod insan orqanizmində mövcud olan bütün toxumaların təsvirini almağa imkan verir.

Maqnit-rezonans tomoqrafiyası toxuma və hüceyrələrin tərkibinin əsas hissəsini təşkil edən suyun hidrogen atomunun daxilində olan protonlara əsaslanaraq qurulmuşdur. Müayinəni aparan zaman xəstə tunel formada olan ştitavin içərisində yerləşdirilir. Xəstənin uzandığı masa avtomatik olaraq üfüqi və şaquli istiqamətlərdə hərəkət edə bilir. Protoların verdiyi (enerjini) radiosiqnalları istənilən vaxtda əldə etmək üçün maqnit sahəsində əlavə sarğac çarxı yerləşdirilir. Bu sarğacların köməyi ilə relaksasiya və radiotezlikli impulslar tənzim edilir.

Maqnit-rezonans tomoqrafiyasını almaq üçün bir sıra metodlar mövcuddur. Bunlardan ən geniş yayılanı iki növdür. Birincisi spin şəbəkəli, ikincisi isə spin səsli maqnit-rezonans tomoqrafiyası. Maqnit-rezonans tomoqrafiyasında təsviri daha aydın görmək üçün müxtəlif gücləndiricilər istifadə edilir. Bu məqsəd üçün nüvələri tək protondan ibarət olan kimyəvi kontrastlı maddələrdən istifadə edilir. Bu məqsəd üçün çox flüor birləşmələri işlədilir. Hal-hazırda klinikalarda iki növ maqnit-rezonans tomoqrafiyadan istifadə olunur. Birinci növ maqnit-rezonans tomoqrafiyalarda maqnit sahəsi yaratmaq üçün kiçik ölçüdə maqnit aparatlarından istifadə edilir. Lakin bu tipli aparatlarda yüksək gərginliyə malik maqnit sahəsi yaratmaq mümkün olmur. Bunların gücü 0,2-0,3 Te (tesla) uyğun gəlir. Bu qurğular üçün çox böyük sahə tələb olunmur. Bunları adi rentgen kabinetlərində də yerləşdirmək mümkündür.

İkinci növ MRT güclü ötürücüyə malik olan, yüksək gərginliklə işləyən aparatlardır. Bu aparatlarda maqnit gərginliyi 30 Te-ya çatdırılır. Bu növ aparatlarda böyük soyuducu qurğular tələb olunur və mənfi hərarət – 269 dərəcəyə qədər endirilir. Hərarəti aşağı salmaq üçün maye heliumdan istifadə olunur.

Bu üsulda aparat bir çox tələblərə cavab verə bilən xüsusi otaqlarda yerləşdirilir.

İnsan orqanizmində istənilən qatın təsvirini almaq üçün qradient kompüterlərdə olduğu kimi xəstənin ətrafında fırlanır. Beləliklə, insan orqanizminin skeneri əldə edilir.

Nüvə-maqnit rezonans tomoqrafaysından alınan siqnallar, rəqəmlər şəklində əldə edilir və E h M – yaddaşına daxil olur.

Maqnit-rezonans tomoqrafiyada təsvirlər, əsasən iki amillə xarakterizə olunur. Birinci toxumada mövcud olan protonların sıxlığı ilə, ikincisi isə relaksasiya vaxtı ilə ( T1 və T2 ).

İnsan orqanizmasında piy toxumasında protonların sıxlığı yüksək olduğundan tomoqrammada şəffaf şəkildə görünür, ondan bir qədər zəif sıxlığı protona malik baş və onurğa beyni, sonra isə damar divarları, əzələlər bir qədər zəif şəffaf şəkildə görünürlər. Sümük toxumasında mayenin miqdarı cüzi olduğundan və protonların sıxlığı çox zəif olduğundan praktiki olaraq radiosiqnallar alınmır və ona görə də tomoqramda sümük tünd qara rəngdə görünür.

Hal-hazırda mürəkkəb, lakin ən qiymətli metod hesab edilən maqnit- rezonans tomoqrafiyası insan orqanizminin hər bir nahiyəsinin nazik qatlar şəkilində təsvirini almağa imkan verir.

Müayinə zamanı xəstələr frontal, sagittal, aksial və çəp vəziyyətlərdə maqnit-rezonans tomoqrafiyadan keçirilir. Müayinədə xəstələr heç bir çətinlik çəkmirlər və orqanizmə heç bir mənfi təsir göstərilmir.

Kompüter tomoqrafiyadan fərqli olaraq MRT-da yumşaq toxumalar, piy qatları, əzələlər, qığırdaq toxuması və damarlar aydın görünür. Maqnit-rezonans tomoqrafiyasına əks göstəriş bədəndə yad cisimlərin olmasıdır. Belə ki, metal hissəcikləri, ürək ritminin ötürücüləri, neyrotənzimliyicilər, metallik klips olan xəstələrdə bu müayinənin aparılması qeyri-mümkündür.

Mənbə: Radiodiaqnostika, Həkim və tələbələr üçün dərslik. ( Bahadur Baxşiyev)

Redaktə etdi: Ziya Mehdiyev

Tərtib etdi: Aysel Əliquliyeva

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here