يعد التصوير بالرنين المغناطيسي (المعروف باسم "MRI") طريقة للنظر داخل الجسم دون استخدام الجراحة أو الأصباغ الضارة أو الأشعة السينية. بدلاً من ذلك ، تستخدم ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي الموجات المغناطيسية والراديو لإنتاج صور واضحة للتشريح البشري.
مؤسسة في الفيزياء
يعتمد التصوير بالرنين المغناطيسي على ظاهرة فيزياء اكتشفت في ثلاثينيات القرن العشرين تسمى "الرنين المغناطيسي النووي" - أو الرنين المغناطيسي النووي - حيث تتسبب المجالات المغناطيسية والأمواج الراديوية في إعطاء الذرات إشارات راديوية صغيرة. فليكس بلوش وإدوارد بورسيل ، اللذان يعملان في جامعة ستانفورد وجامعة هارفارد ، على التوالي ، هما من اكتشف الرنين المغناطيسي النووي. من هناك ، تم استخدام التحليل الطيفي للرنين المغناطيسي النووي كوسيلة لدراسة تكوين المركبات الكيميائية.
البراءة الأولى للتصوير بالرنين المغناطيسي
في عام 1970 ، اكتشف ريموند داماديان ، وهو طبيب وعالم أبحاث ، الأساس لاستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي كأداة للتشخيص الطبي. وجد أن أنواع مختلفة من الأنسجة الحيوانية تنبعث منها إشارات استجابة تختلف في الطول ، وأكثر من ذلك الأهم من ذلك ، أن الأنسجة السرطانية تنبعث منها إشارات الاستجابة التي تستمر لفترة أطول بكثير من غير سرطانية الانسجة.
بعد أقل من عامين ، قدم فكرته لاستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي كأداة للتشخيص الطبي مع مكتب براءات الاختراع الأمريكي. كان بعنوان "جهاز وطريقة الكشف عن السرطان في الأنسجة". منحت براءة اختراع في عام 1974 ، وتنتج الأولى في العالم براءة الإختراع صدر في مجال التصوير بالرنين المغناطيسي. بحلول عام 1977 ، أكمل الدكتور داماديان بناء أول ماسحة التصوير بالرنين المغناطيسي لكامل الجسم ، والتي أطلق عليها اسم "لا تقهر".
التطور السريع داخل الطب
منذ إصدار البراءة الأولى ، تطور الاستخدام الطبي لتصوير الرنين المغناطيسي بسرعة. كانت أول معدات التصوير بالرنين المغناطيسي في الصحة متاحة في بداية الثمانينات. في عام 2002 ، كانت هناك حوالي 22000 كاميرا تصوير بالرنين المغناطيسي تستخدم في جميع أنحاء العالم ، وتم إجراء أكثر من 60 مليون فحص تصوير بالرنين المغناطيسي.
بول لوتيربر وبيتر مانسفيلد
في عام 2003 ، بول س. حصل لوتربر وبيتر مانسفيلد على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب عن اكتشافاتهما المتعلقة بتصوير الرنين المغناطيسي.
كتب بول لوتربور ، أستاذ الكيمياء في جامعة ولاية نيويورك في ستوني بروك ، بحثًا عن تقنية تصوير جديدة أطلق عليها "علم تصوير الحيوان" (من اليونانية zeugmo يعني "نير" أو "الانضمام معًا"). نقلت تجارب التصوير التي أجراها العلم من البعد الوحيد لطيف الرنين المغناطيسي النووي إلى البعد الثاني للتوجه المكاني - وهو أساس التصوير بالرنين المغناطيسي.
قام بيتر مانسفيلد من نوتنغهام بإنجلترا بتطوير استخدام التدرجات في المجال المغناطيسي. لقد أوضح كيف يمكن تحليل الإشارات الرياضية ، مما جعل من الممكن تطوير تقنية تصوير مفيدة. أظهر مانسفيلد أيضًا كيف يمكن تحقيق تصوير سريع للغاية.
كيف يعمل التصوير بالرنين المغناطيسي؟
يشكل الماء حوالي ثلثي وزن جسم الإنسان ، وهذا المحتوى العالي من الماء يفسر لماذا أصبح التصوير بالرنين المغناطيسي قابلاً للتطبيق على نطاق واسع في الطب. في العديد من الأمراض ، تؤدي العملية المرضية إلى تغيرات في محتوى الماء بين الأنسجة والأعضاء ، وهذا ينعكس في صورة MR.
الماء هو جزيء يتكون من هيدروجين وذرات الأكسجين. إن نوى ذرات الهيدروجين قادرة على العمل كإبر بوصلة مجهرية. عندما يتعرض الجسم لحقل مغناطيسي قوي ، فإن نوى من ذرات الهيدروجين موجهة إلى النظام - الوقوف "في الاهتمام". عند إرساله إلى نبضات موجات الراديو ، يتغير محتوى الطاقة في النواة. بعد النبض ، تعود النوى إلى حالتها السابقة وتصدر موجة صدى.
تم الكشف عن الفروق الصغيرة في تذبذبات النواة من خلال المعالجة المتقدمة للحاسوب ؛ من الممكن بناء صورة ثلاثية الأبعاد تعكس التركيب الكيميائي للأنسجة ، بما في ذلك الاختلافات في محتوى الماء وحركات جزيئات الماء. ينتج عن هذا صورة مفصلة للغاية للأنسجة والأعضاء في المنطقة التي تم فحصها من الجسم. بهذه الطريقة ، يمكن توثيق التغيرات المرضية.