Pencitraan Resonansi Magnetik

Pencitraan resonansi magnetik (MRI) membentuk citra penampang dari sinyal resonansi magnetik nuklir inti hidrogen dalam tubuh. Ditempatkan dalam medan magnet yang kuat dan dieksitasi oleh pulsa frekuensi radio, proton memancarkan sinyal yang kekuatannya bergantung pada densitas proton dan sifat relaksasi jaringan; pengodean spasial dengan gradien medan magnet mengubah sinyal ini menjadi citra. MRI memberikan kontras jaringan lunak yang sangat baik tanpa radiasi pengion.

Definition

Pencitraan resonansi magnetik adalah teknik tomografi yang memetakan sinyal resonansi magnetik nuklir inti hidrogen jaringan yang dikodekan secara spasial, dengan kontras yang diatur terutama oleh densitas proton dan waktu relaksasi T1 dan T2.

Scope

Topik ini mencakup dasar fisik sinyal resonansi magnetik, peran densitas proton dan waktu relaksasi T1 dan T2 dalam menghasilkan kontras jaringan, penggunaan gradien medan untuk pengodean spasial, dan cara urutan pulsa yang berbeda membobot citra. Ini adalah referensi tentang bagaimana MRI menggambarkan anatomi, bukan panduan klinis.

Core questions

• Bagaimana sinyal resonansi magnetik nuklir proton muncul dalam medan magnet?
• Bagaimana densitas proton dan waktu relaksasi T1 dan T2 menghasilkan kontras jaringan?
• Bagaimana gradien medan magnet mengodekan posisi spasial ke dalam sinyal?
• Bagaimana urutan pulsa menentukan apakah suatu citra berbobot T1 atau T2?

Key concepts

• Resonansi magnetik nuklir inti hidrogen
• Densitas proton
• Relaksasi T1 (longitudinal)
• Relaksasi T2 (transversal)
• Gradien medan magnet dan pengodean spasial
• Urutan pulsa dan pembobotan citra
• Radiasi non-pengion

Mechanisms

Ketika tubuh ditempatkan dalam medan magnet statis yang kuat, inti hidrogen sejajar dengan medan dan dapat dimiringkan oleh pulsa frekuensi radio; saat mereka rileks, mereka memancarkan sinyal frekuensi radio. Amplitudo sinyal mencerminkan densitas proton lokal, sedangkan laju pemulihan (T1, relaksasi longitudinal) dan peluruhan (T2, relaksasi transversal) berbeda antar jaringan dan memberikan sumber kontras yang dominan (Pykett et al., 1982). Gradien medan magnet yang ditumpangkan pada medan utama membuat frekuensi resonansi dan fase bergantung pada posisi, yang memungkinkan sinyal dikodekan secara spasial dan direkonstruksi menjadi citra (Lauterbur, 1973). Dengan memvariasikan waktu pulsa, urutan dapat dibuat berbobot T1, berbobot T2, atau berbobot densitas proton, menekankan sifat jaringan yang berbeda. Fisika rinci dibahas dalam referensi standar (Bushberg et al., 2012).

Clinical relevance

MRI memberikan kontras jaringan lunak yang superior untuk menampilkan anatomi saraf, muskuloskeletal, dan visceral tanpa radiasi pengion, dan hubungan antara pembobotan urutan dan penampilan jaringan sangat mendasar untuk membaca citra-citra ini (Pykett et al., 1982). Entri ini menjelaskan bagaimana MRI menggambarkan anatomi dan bukan merupakan dasar untuk keputusan diagnostik atau pengobatan individu.

History

MRI berkembang dari spektroskopi resonansi magnetik nuklir pada pertengahan abad kedua puluh. Pada tahun 1973 Paul Lauterbur menunjukkan bahwa gradien medan magnet dapat mengodekan sinyal NMR secara spasial untuk membentuk citra, dan Peter Mansfield menyumbangkan metode untuk pengodean dan rekonstruksi spasial yang cepat; keduanya berbagi Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran tahun 2003. Prinsip-prinsip klinis awal dikonsolidasikan pada dekade berikutnya (Pykett et al., 1982), setelah itu kekuatan medan yang lebih tinggi dan urutan yang lebih cepat secara progresif memperluas aplikasi anatomi teknik tersebut.

Key figures

• Paul Lauterbur
• Peter Mansfield

Seminal works

• lauterbur-1973
• pykett-1982

Frequently asked questions

Mengapa MRI tidak menggunakan radiasi pengion?

MRI menghasilkan sinyalnya dari inti hidrogen yang merespons medan magnet yang kuat dan pulsa frekuensi radio daripada dari sinar-X, sehingga tidak memaparkan pasien pada radiasi pengion.

Apa yang menentukan apakah suatu citra berbobot T1 atau T2?

Waktu urutan pulsa menentukan sifat relaksasi mana yang mendominasi kontras: parameter yang sesuai membuat citra menekankan relaksasi T1 (longitudinal) atau T2 (transversal), mengubah tampilan jaringan.