Магнетна резонанса и контрастни агенси

Колку пати само сме слушнале како некој наш познат има закажано термин за магнетна резонанса (МР) поради повреда на колено, свиткан зглоб, удар во глава или пак под сомнение дека проблемот е рак или тумор? Дали воопшто сте се запрашале како магнетната резонанса фукнционира со толку голема прецизност и точност давајќи му на лекарот јасна и веродостојна слика за проблемот?

МР е многу важна дијагностичка алатка која му овозможува на медицинското лице да погледне во внатрешноста на нашето тело без да бидеме изложени на хирушка интервенција. Примери на снимки од магнетна резонанса се прикажани на Слика 1. Лево е снимка од црн дроб а десно снимка од мозок. Ако внимателно погледнете, на сликата со црниот дроб можат да се приметат црни точки кои истовремено можат да бидат цисти, тумори или пак станува збор за нешто трето. За да бидеме посигурни во дијагнозата треба да имаме појак и поспецифичен контраст кој се добива со помош на агенси за зголемување на истата (контрастни агенси) меѓу кои спаѓаат и некои наночестички.

Слика 1. Снимки од магнетна резонанса: A. црн дроб и Б. мозок. Преземено од http://www.mr-tip.com/serv1.php.

Како работи магнетната резонанса?

Знаеме дека атомите се составени од позитивно-наелектризирано јадро и негативно наелектризирани електрони. Не само електроните ротираат околу јадрото, туку и самото јадро се ротира околу својата оска при што доаѓа до создавање на мал магнетен момент (спин). Поради големата присутност во сите ткива и органи, водородните атоми се најприкладни за магнетна резонанса. Водородот во човековото тело е најзастапен во форма на вода (водата опфаќа скоро 70 % од целокупната телесна маса, Слика 2А) но исто така и преку масти и шеќери. Во водата (како и во останатите), магнетните спинови на водородот се расштркани во сите правци подеднакво, како на Слика 2Б. Кога самите ќе се ставиме во магнетно поле, на пр. кога ќе легнеме во намагнетизираната комора за магнетна резонанса, под дејство на тамошното магнетно поле нашите спинови се пренасочуваат и се присилени да ја прифатат насоката на самото магнетно поле, Слика 2В. Така пренасочени, спиновите можат дополнително да се возбудат со пуштање на пулсеви од радиобранови кои се доволни само за момент уште еднаш да ги свртат спиновите овојпат во насока на самите радиобранови. По исклучувањето на радиобрановите, спиновите се враќаат во насока на статичното магнетно поле при што ослободуваат енергија (даваат сигнал). Времето потребно за ваквото враќање во првобитното магнетно поле се нарекува временска релаксација (relaxation time). Различни ткива имаат различни релаксациони времиња што резултира во сигнали со различни интензитети. Ваквите добиени интензитети најчесто се визуелизираат од страна на радиолозите во црно-бели снимки, кадешто за секое ткиво се добива различна нијанса сиво.

Слика 2. Како работи магнетната резонанса прикажано преку молекулата на вода. A. Водородот е присутен во нашите тела најмногу во форма на вода (околу 70 % од телесната тежина). Б. Јадрата на водородот создаваат магнетни моменти (спинови) расфрлани на сите страни подеднакво. В. Кога ќе легнеме во намагнетизираната комора за МР нашите спинови се пренасочуваат во насока на статичното магнетно поле. Возбудување на спиновите со помош на пулсеви од радиобранови како и нивно релаксирање назад дава сигнал и може да се визуелизира во црно-бела снимка.

Понекогаш добиениот контраст не е доволен со точност да се утврди за какво ткиво станува збор или пак да се открие отвор (пукнатина) како на пример при фрактура на черепот или проблеми со крвни садови. Во тој случај се користат таканаречените контрастни агенси кои се хемиски соединенија (комплекси) или во поново време наночестички кои влијаат односно ја забрзуваат временската релаксација на водородните атоми во ткивата. Најпознати се соединенијата кои содржат атом на гадолиниум (Gd3+), Слика 3А, кој поради својата електронска структура значително ја забрзува временската релаксација на водата и нам ни дава многу појасна слика.

Слика 3. А.Omniscan e комерцијално достапен гадолиниумов комплекс кој ден денес се користи како контрастен агенс во магнетната резонанса. Б. Микроскопска слика од наноплочки од гадолиниум оксид кои исто така наоѓаат примена како контрастни агенси во магнетната резонанса.
Сликите се преземени од А. www.wikipedia.org, Б.-Cai et al, J. Mater. Chem: C.

Нанотехнологијата меша прсти и во ова научно поле. Научниците имаат синтетизирано гадолиниум оксид (Gd2O3) наночестички со големина од околу 10 nm кои се десет пати поефективни од хемиските соединенија на гадолиниум кои се користат во магнетнтата резонанса (Слика 3Б). Ова се должи на поголемиот број присутни атоми на гадолиниум во околината на водородните атоми во еден временски интервал.

Ознаки: , , , , ,

Споделете ја содржината на социјалните мрежи!

Слични написи:

Напишете коментар

Вашата адреса за е-пошта нема да биде објавена. Задолжителните полиња се означени со *

Пополнете го ова поле
Пополнете го ова поле
Ве молам, внесете валидна адреса за е-пошта.

Мени

Споделете со пријателите