پزشکی و استفاده روزافزون از تشدید مغناطیسی هسته ای در آن

به گزارش مجله رویگری، کاربرد روش های تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR) در علوم پزشکی، در سال های اخیر شتاب کم سابقه ای داشته است. امکان استفاده از NMR در پزشکی بالینی اولین بار به وسیله دامادیان در سال 1971 گزارش شد. در این گزارش دامادیان

پزشکی و استفاده روزافزون از تشدید مغناطیسی هسته ای در آن

مترجم: زهرا راهنمایی منش

منبع:راسخون

کاربرد روش های تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR) در علوم پزشکی، در سال های اخیر شتاب کم سابقه ای داشته است. امکان استفاده از NMR در پزشکی بالینی اولین بار به وسیله دامادیان در سال 1971 گزارش شد. در این گزارش دامادیان نشان داد که زمان های واهلش پروتونی طولانی (1Tو 2T) بافت های غده ای را می توان به اسم معیاری برای تشخیص بافت های سالم از بافت های بدخیم به کار برد. در سال 1973 لاتربور با استفاده از گرادیان های خطی میدان مغناطیسی برهم نهیده به منظور کد بندی فضایی داده های حاصل از تشدید مغناطیسی هسته ای، روشی برای تشکیل تصاویر توموگرافی مقطعی ارائه داد. تا سال 1977 امکان گرفتن تصاویر مقدماتی از اندام های بدن انسان فراهم آمد و در سال 1980 اولین نتایج دقیق از تصویر سر انسان منتشر شد. در نیل به این پیشرفت های اخیر عمدتاً فیزیک دان های دانشگاهی پیش قدم بودند. تا سال 1986 در نتیجه پژوهش های شدید در دانشگاه ها و صنایع، توانایی تکنولوژیکی لازم برای تصویر گیری کارا با قدرت تفکیک زیاد و برای تحلیل طیف نمودی شرایط مهم آناتومیکی و آسیب شناختی فراهم آمده بود. هم اکنون بیش از 450 واحد تصویرگیری تشدیدی در سراسر جهان در بیمارستان های عمومی خصوصی و در مراکز پزشکی دانشگاه ها - به کار گرفته شده است. قیمت این دستگاه ها بسته به معینات میدان مغناطیسی و شرایط محل نصب از 500000 تا 2000000 دلار است. اجزای اصلی یک سیستم تصویرگیری بالینی تمام - بدن عبارت اند از: (الف) یک آهنربا با دهانه بزرگ که شدت میدان آن در واحدهای تجارتی از حداقل T02ر0 تا حدبیشتر T2 می رسد (برای فراوری میدان های بزرگ تر از T3ر0 معمولاً از آهنرباهای ابر رسانشی استفاده می گردد)؛ (ب) سیم پیچ هایی برای فراوری گرادیان میدان مغناطیسی، که برای کدبندی فضایی و انتخاب برش ضروری است؛ (ج) سیم پیچ های فرستنده و گیرنده در فرکانس رادیویی (rf)؛ و (د) کامپیوتر برای کنترل سیستم و بازسازی تصاویر با استفاده از روش های تبدیل فوریه.

بیشتر روش های تصویرگیری بالینی تا به امروز متکی به تشدید مغناطیسی پروتون بوده است تصاویری که به این طریق ایجاد می گردد می تواند نماینده چگالی پروتون های متحرک در یک برش نازک از بدن باشد؛ این تصاویر را می توان با استفاده از رشته تپ های (پالس های) rf متفاوت، از جمله پژواک های اسپینی، با توجه به زمان های واهلش پروتون (1T و 2T) میانه گیری کرد. شکل تصویری از یک برش عرضی به ضخامت یک سانتی متر را که از چشم ها می گذرد نشان می دهد که با روش پژواک اسپینی و میانه گیری با زمان 2T در میدان T5ر1 به دست آمده است. توجه کنید که مایع زجاجیه چشم که 2T طولانی دارد روشن به نظر می رسد در صورتی که عدسی آن که بلورینتر است و 2T کوتاه تری دارد تاریک جلوه می نماید. این تصویر با استفاده از یک سیم پیچ rf محیطی که سر را احاطه می نماید گرفته شده است. پیشرفت های اخیر در تصویرگیری تشدیدی شامل طرح و توسعه سیم پیچ های سطحی بوده است. با به کار بردن یک سیم پیچ گیرنده در مجاورت نزدیک ناحیه تصویرگیری می توان به بهبود قابل ملاحظه ای در نسبت علامت (سیگنال) به نوفه (N/S) دست یافت. این افزایش در N/S را می توان با انتخاب پیکسل های کوچک تر به افزایش در قدرت تفکیک تبدیل کرد. از سیم پیچ های سطحی برای تصویرگیری اندام های به خصوصی مثل چشم، گوش، ستون فقرات، زانو، و پستان استفاده شده است.

تصویر صفحه سر فصل اخبار عبارت از تصویر مرکبی است که در آن چندین تصویر از ستون فقرات که به یاری پیچه های سطحی گرفته شده با یک عکس کامل سر (با استفاده از فنون عکاسی) وصل شده است. همان طور که ملاحظه می گردد، برخلاف توموگرافی کامپیوتری (CT) با پرتوهای ایکس که در آن انتخاب صفحه تصویر به حرکت جراثقالی دستگاه محدود می گردد، در تصویر گیری تشدیدی با تنظیم الکترونیکی گرادیان میدان می توان صفحات تصویر را در هر شرایطی انتخاب کرد (از جمله میانی، از جلو، مایل، و بعلاوه عرضی). تصاویری که نشان داده شده اند نمایانگر قدرت تفکیک فضایی (کمتر از یک میلی متر) و تباین موجود در تصاویر تشدیدی اند. با توسعه این روش های اساسی تصویرگیری به ناحیه های کوچک، اخیراً زمینه برای میکروسکوپی تشدیدی هم فراهم آمده و به ازای هر پیکسل در صفحات تصویر خارج از موجود زنده، تفکیک هایی تا حدود μm10 به نمایش گذاشته شده است. میکروسکوپی تشدیدی، امکان تصویرگیری از تک سلول ها (تخم قورباغه) و در نتیجه تمایز دقیق هسته سلول و نواحی مختلف داخل سیتوپلاسم را فراهم نموده است.

در سال گذشته تحقیقات مربوط به قلب و موضوع وابسته به آن، یعنی تصویرگیری از جریان خون، مورد توجه زیادی واقع شده است. برای گردآوری اطلاعات NMR از روش کنترل علامت EKG استفاده شده است. با این روش می توان در هر مرحله از سیکل قلب یک تصویر ایست - آغاز از قلب گرفت و با اتصال این تصاویر، یک رشته عکس متحرک (سینمایی) از قلب در حال ضربان به دست آورد. روش های متعددی برای مشاهده (دیداری) جریان خون وجود دارد. یک روش شامل استفاده از بستگی پدیده NMR به فاز حالت اسپینی و به کار بردن آن به اسم یک پارامتر اطلاعاتی برای معین کردن جریان سیستم است. این فاز وابسته به سرعت تبانی در تصویر تشدیدی فراوری می نماید. این تباین همراه با تکنیک های تفریقی کنترل و تصویرگیری الکتروکاردیو گرافیکی برای مطالعات آنژیوگرافیک تشدیدی غیر تهاجمی مورد استفاده قرار گرفته است. کارهای دیگری که شامل استفاده از روش های جمع آوری سریع اطلاعات می گردد امکان تجسم نقش های جریان دینامیکی را به وسیله فیلم های سینمایی تشدیدی با زمان واقعی فراهم نموده است.

در ابتدا، تصویرگیری تشدیدی از نظر جمع آوری اطلاعات یک روش نسبتاً کند به حساب می آمد. حتی با روش تصویرگیری چند برشی که امروزه متداول است، به دلیل محدودیت های بنیادی مربوط به زمان های واهلش (که در تصویرگیری تشدیدی از بدن مسئله ای است چون مریض نفس می کشد و حرکت می نماید) برای تصویرگیری از یک رشته نوعی 16 برشی زمانی در حدود دوازده دقیقه ضروری است. در این زمینه، رشته تپ های سریع و مخصوصی پیشنهاد شده است که می توانند یک تصویر کامل را در زمان هایی در حدود 2T گردآوری نمایند. اما قدرت تفکیک فضایی و N/S حاصل از این روش چندان خوب نیست. طی دو سال گذشته فعالیت شدیدی در زمینه توسعه و تدقیق روش های نو و سریع تصویرگیری تشدیدی در جریان بوده است. راه های متعددی برای فراوری تپ های به خصوص پیدا شده است. در این روش ها معمولاً از تپ های rf با زاویه محدود و از پژواک های اسپین متأثر از گرادیان های میدان استفاده می گردد. تصاویر تک برشی که N/S نسبتاً بالایی هم دارند فعلاً در مدت 2 تا 5 ثانیه قابل حصول اند، در حالی که با استفاده از روش های جمع آوری سریع اطلاعات در سه بعد می توان رشته تصاویر کاملی از برش های چندگانه را در 4 دقیقه به دست آورد. و بالاخره نقش هسته هایی غیر از هیدروژن و امکان به دست آوردن اطلاعات تشخیصی به یاری تحلیل طیفی گونه های مختلف بیومولکولی در درون بافت ها در تشدید مغناطیسی هسته ای پزشکی اهمیت روزافزونی پیدا نموده است. تصویرگیری تشدیدی از توزیع سدیوم طبیعی 23 در سر انسان گزارش شده است. فلوئور 19 را که اندازه طبیعی آن در موجودات زنده خیلی کم است - می توان به چندین شکل بیولوژیکی مناسب به اسم یک عامل تباین قوی برای تصویرگیری NMR به بدن وارد کرد. فعلاً کاربردهای تشدید مغناطیسی فلوئور 19 تحت آنالیز وسیع است. پدیده های انتقال شیمیایی که منجر به طیف پیچیده چند قله ای NMR برای یک هسته به خصوص می شوند معیاری برای شناسایی محیط اطراف مولکول اند و امکان تشخیص گونه ای مختلف بیوشیمیایی و محصولات حاصل از متابولیسم آن ها را فراهم می نمایند. در واقع روش هایی ابداع شده اند که تصویرگیری از انتقال های شیمیایی و در نتیجه تصویرگیری از یک جزء طیفی خاص را امکان پذیر می نمایند. مثلاً در خصوص هیدروژن، برای پروتون های مقید در آب و برای پروتون های مقید در چربی می توان تصاویر متفاوتی فراوری کرد.

منبع: راسخون
انتشار: 28 مهر 1400 بروزرسانی: 28 مهر 1400 گردآورنده: rezaruigari.ir شناسه مطلب: 1727

به "پزشکی و استفاده روزافزون از تشدید مغناطیسی هسته ای در آن" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "پزشکی و استفاده روزافزون از تشدید مغناطیسی هسته ای در آن"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید