التصوير بالرنين المغناطيسي

يشكل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) صورًا مقطعية من إشارة الرنين المغناطيسي النووي لنوى الهيدروجين في الجسم. عند وضعها في مجال مغناطيسي قوي وتحفيزها بنبضات تردد لاسلكي، تصدر البروتونات إشارة تعتمد قوتها على كثافة البروتون وخصائص استرخاء الأنسجة؛ ويحول التشفير المكاني باستخدام تدرجات المجال المغناطيسي هذه الإشارة إلى صورة. يوفر التصوير بالرنين المغناطيسي تباينًا ممتازًا للأنسجة الرخوة دون إشعاع مؤين.

Definition

التصوير بالرنين المغناطيسي هو تقنية تصوير مقطعي ترسم إشارة الرنين المغناطيسي النووي المشفرة مكانيًا لنوى الهيدروجين في الأنسجة، مع تباين تتحكم فيه بشكل أساسي كثافة البروتون وأوقات الاسترخاء T1 و T2.

Scope

يغطي هذا الموضوع الأساس الفيزيائي لإشارة الرنين المغناطيسي، وأدوار كثافة البروتون وأوقات الاسترخاء T1 و T2 في توليد تباين الأنسجة، واستخدام تدرجات المجال للتشفير المكاني، والطريقة التي تؤثر بها تسلسلات النبض المختلفة على الصورة. إنه مرجع حول كيفية تصوير الرنين المغناطيسي للتشريح، وليس إرشادات سريرية.

Core questions

• كيف تنشأ إشارة الرنين المغناطيسي النووي للبروتونات في مجال مغناطيسي؟
• كيف تولد كثافة البروتون وأوقات الاسترخاء T1 و T2 تباين الأنسجة؟
• كيف تشفر تدرجات المجال المغناطيسي الموضع المكاني في الإشارة؟
• كيف تحدد تسلسلات النبض ما إذا كانت الصورة مرجحة T1 أو T2؟

Key concepts

• الرنين المغناطيسي النووي لنوى الهيدروجين
• كثافة البروتون
• استرخاء T1 (طولي)
• استرخاء T2 (مستعرض)
• تدرجات المجال المغناطيسي والتشفير المكاني
• تسلسلات النبض وترجيح الصورة
• إشعاع غير مؤين

Mechanisms

عند وضع الجسم في مجال مغناطيسي ثابت قوي، تتوافق نوى الهيدروجين مع المجال ويمكن قلبها بواسطة نبضة تردد لاسلكي؛ وعند استرخائها، تصدر إشارة تردد لاسلكي. يعكس سعة الإشارة كثافة البروتون المحلية، بينما تختلف معدلات الاستعادة (T1، الاسترخاء الطولي) والتضاؤل (T2، الاسترخاء المستعرض) بين الأنسجة وتوفر المصدر المهيمن للتباين (Pykett et al., 1982). تدرجات المجال المغناطيسي المتراكبة على المجال الرئيسي تجعل التردد الرنيني والطور يعتمدان على الموضع، مما يسمح بتشفير الإشارة مكانيًا وإعادة بنائها في صورة (Lauterbur, 1973). من خلال تغيير توقيت النبضات، يمكن جعل التسلسلات مرجحة T1، أو مرجحة T2، أو مرجحة بكثافة البروتون، مما يبرز خصائص الأنسجة المختلفة. يتم تغطية الفيزياء التفصيلية في المراجع القياسية (Bushberg et al., 2012).

Clinical relevance

يوفر التصوير بالرنين المغناطيسي تباينًا فائقًا للأنسجة الرخوة لعرض التشريح العصبي والعضلي الهيكلي والحشوي دون إشعاع مؤين، والعلاقة بين ترجيح التسلسل ومظهر الأنسجة أساسية لقراءة هذه الصور (Pykett et al., 1982). يصف هذا المدخل كيفية تصوير الرنين المغناطيسي للتشريح وليس أساسًا لقرارات التشخيص أو العلاج الفردية.

History

نشأ التصوير بالرنين المغناطيسي من مطيافية الرنين المغناطيسي النووي في منتصف القرن العشرين. في عام 1973، أظهر بول لوتربور أن تدرجات المجال المغناطيسي يمكن أن تشفر إشارة الرنين المغناطيسي النووي مكانيًا لتشكيل الصور، وساهم بيتر مانسفيلد بطرق للتشفير المكاني السريع وإعادة البناء؛ وتقاسما جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب لعام 2003. تم توحيد المبادئ السريرية المبكرة في العقد التالي (Pykett et al., 1982)، وبعد ذلك أدت قوة المجال الأعلى والتسلسلات الأسرع إلى توسيع تطبيقات التقنية التشريحية تدريجيًا.

Key figures

• Paul Lauterbur
• Peter Mansfield

Seminal works

• lauterbur-1973
• pykett-1982

Frequently asked questions

لماذا لا يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي الإشعاع المؤين؟

يولد التصوير بالرنين المغناطيسي إشارته من نوى الهيدروجين التي تستجيب لمجال مغناطيسي قوي ونبضات تردد لاسلكي بدلاً من الأشعة السينية، لذلك لا يعرض المريض للإشعاع المؤين.

ما الذي يحدد ما إذا كانت الصورة مرجحة T1 أو T2؟

يحدد توقيت تسلسل النبض خاصية الاسترخاء التي تهيمن على التباين: المعلمات المناسبة تجعل الصورة تبرز استرخاء T1 (الطولي) أو T2 (المستعرض)، مما يغير مظهر الأنسجة.