Apa itu resonansi magnetik?

Magnetic resonance imaging (MRI) adalah teknik neuroimaging yang paling banyak digunakan dalam ilmu saraf karena banyak keunggulannya, yang utama adalah bahwa itu adalah teknik non-invasif dan merupakan teknik resonansi magnetik dengan resolusi spasial tertinggi.

Menjadi teknik non-invasif, tidak perlu membuka luka apa pun untuk melakukannya dan juga tidak menimbulkan rasa sakit. Resolusi spasialnya memungkinkan mengidentifikasi struktur hingga milimeter, ia juga memiliki resolusi temporal yang baik, lebih rendah dari yang kedua, meskipun ini tidak sebagus teknik lainnya, seperti electroencephalography (EEG).

Resolusi spasial yang tinggi memungkinkan untuk menyelidiki aspek dan karakteristik morfologi di tingkat jaringan. Seperti metabolisme, volume darah atau hemodinamik.

Teknik ini dianggap tidak berbahaya, artinya, tidak menghasilkan kerusakan pada organisme orang yang dibuat, karena alasan ini juga tidak menimbulkan rasa sakit. Meskipun, peserta harus memasukkan medan magnet, ini tidak menimbulkan risiko bagi individu, karena bidang ini sangat kecil, biasanya sama dengan atau kurang dari 3 teslas (3 T).

Tetapi tidak semua kelebihan, RM adalah teknik yang sulit untuk dilakukan dan dianalisis, sehingga profesional harus melakukan pelatihan sebelumnya. Selain itu, instalasi dan mesin yang mahal diperlukan, oleh karena itu, ia memiliki biaya spasial dan ekonomi yang tinggi.

Menjadi teknik yang kompleks, tim multidisiplin diperlukan untuk menggunakannya. Tim ini biasanya termasuk seorang fisikawan, seseorang yang mengetahui fisiopatologi (seperti ahli saraf) dan seseorang yang merancang eksperimen, misalnya, seorang ahli saraf.

Dalam artikel ini, dasar fisik resonansi magnetik akan dijelaskan di atas, tetapi akan berfokus terutama pada pangkalan psikofisiologis dan informasi praktis untuk orang yang harus menjalani MRI.

Basis psikofisiologis dari resonansi magnetik

Fungsi otak didasarkan pada pertukaran informasi melalui sinapsis kimia dan listrik.

Untuk melakukan aktivitas ini, perlu untuk mengkonsumsinya, dan konsumsi energi dilakukan melalui proses metabolisme kompleks yang, singkatnya, diterjemahkan menjadi peningkatan zat yang disebut adenosin trifosfat, yang lebih dikenal sebagai ATP, yang merupakan sumber energi yang digunakan otak untuk berfungsi.

ATP dibuat dari oksidasi glukosa, oleh karena itu, agar otak dapat bekerja, oksigen dan glukosa harus dikirimkan. Untuk memberi Anda gambaran, otak yang diam mengkonsumsi 60% dari semua glukosa yang kita konsumsi, sekitar 120 g. Jadi jika pasokan glukosa atau oksigen terganggu, otak akan mengalami kerusakan.

Zat-zat ini mencapai neuron yang membutuhkannya melalui perfusi darah, melalui kapiler. Karena itu, semakin besar aktivitas otak, semakin besar kebutuhan akan glukosa dan oksigen, dan dengan peningkatan aliran darah otak secara lokal.

Jadi untuk memeriksa area otak mana yang aktif, kita dapat melihat konsumsi oksigen atau glukosa, peningkatan aliran otak regional dan perubahan volume darah otak.

Jenis indikator yang akan digunakan akan tergantung pada beberapa faktor, di antaranya adalah karakteristik tugas yang akan dilakukan.

Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa ketika stimulasi otak terjadi dalam waktu lama, perubahan pertama yang diamati adalah glukosa dan oksigen, maka ada peningkatan aliran otak regional, dan jika stimulasi berlanjut, akan ada peningkatan volume total otak (Clarke & Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton, & Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

Oksigen diangkut melalui pembuluh darah otak yang menempel pada hemoglobin. Ketika hemoglobin mengandung oksigen itu disebut oxyhemoglobin dan ketika dibiarkan tanpanya, deoxyhemoglobin. Jadi ketika aktivasi otak dimulai, ada peningkatan oksihemoglobin yang terlokalisasi dan penurunan deoksihemoglobin.

Keseimbangan ini menghasilkan perubahan magnetik di otak yang dikumpulkan dalam gambar MR.

Seperti diketahui, oksigen intravaskular diangkut terikat ke hemoglobin. Ketika protein ini penuh dengan oksigen, ia disebut oxyhemoglobin dan ketika dilepaskan, ia menjadi deoxyhemoglobin.

Selama aktivasi otak akan terjadi peningkatan lokoregional dalam oksihemoglobin arteri dan kapiler, namun demikian, konsentrasi deoksihemoglobin akan menurun karena, seperti dijelaskan di atas, terhadap penurunan transportasi oksigen jaringan.

Penurunan konsentrasi deoxyhemoglobin ini, karena sifat paramagnetiknya, akan menyebabkan peningkatan sinyal pada gambar fMRI.

Singkatnya, MRI didasarkan pada identifikasi perubahan hemodinamik oksigen dalam darah, melalui efek BOLD, meskipun tingkat aliran darah juga dapat disimpulkan secara tidak langsung melalui metode seperti pencitraan dan perfusi dan ASL ( putaran arteri pelabelan ).

Mekanisme efek BOLD

Teknik MRI yang paling banyak digunakan saat ini adalah yang dilakukan berdasarkan efek BOLD. Teknik ini memungkinkan untuk mengidentifikasi perubahan hemodinamik berkat perubahan magnetik yang dihasilkan dalam hemoglobin (Hb).

Efek ini cukup kompleks, tetapi saya akan mencoba menjelaskannya dengan cara sesederhana mungkin.

Yang pertama menggambarkan efek ini adalah Ogawa dan timnya. Para peneliti ini menyadari bahwa ketika Hb tidak mengandung oksigen, deoxyhemoglobin, bersifat paramagnetik (menarik medan magnet), tetapi ketika oksigen penuh (oxyHb) berubah dan menjadi diamagnetik (mengusir medan magnet) (Ogawa, et al. ., 1992).

Ketika ada deoksihemoglobin yang lebih besar, medan magnet lokal diubah dan nukleus membutuhkan lebih sedikit waktu untuk kembali ke posisi semula, sehingga ada sinyal T2 yang lebih rendah, dan sebaliknya, semakin banyak oxiHb semakin lambat pemulihan nuklei. dan sinyal minus T2 diterima.

Singkatnya, deteksi aktivitas otak dengan mekanisme efek BOLD terjadi sebagai berikut:

1. Aktivitas otak pada area tertentu meningkat.
2. Neuron yang diaktifkan membutuhkan oksigen, untuk mendapatkan energi, yang mereka peroleh dari neuron di sekitarnya.
3. Area di sekitar neuron aktif kehilangan oksigen, oleh karena itu, pada awalnya, deoksihemoglobin meningkat dan T2 menurun.
4. Pada akhir waktu (6-7s) zona pulih dan meningkatkan oxyHb, sehingga T2 meningkat (antara 2 dan 3% menggunakan medan magnet 1, 5 T).

Resonansi magnetik fungsional

Berkat efek BOLD, resonansi magnetik fungsional (fMRI) dapat dilakukan. Resonansi magnetik fungsional berbeda dari resonansi magnetik kering dalam hal itu, pada awalnya, peserta melakukan latihan sambil melakukan MRI, sehingga aktivitas otak mereka dapat diukur ketika melakukan suatu fungsi dan bukan hanya saat istirahat. .

Latihan terdiri dari dua bagian, selama yang pertama peserta melakukan tugas dan kemudian dibiarkan beristirahat selama waktu istirahat. Analisis fMRI dilakukan dengan membandingkan voxel dengan voxel gambar yang diterima selama penyelesaian tugas dan pada waktu istirahat.

Oleh karena itu, teknik ini memungkinkan untuk menghubungkan aktivitas fungsional dengan anatomi otak dengan presisi tinggi, sesuatu yang tidak terjadi dengan teknik lain seperti EEG atau magnetoencephalography.

Meskipun fMRI adalah teknik yang cukup akurat, fMRI secara tidak langsung mengukur aktivitas otak dan ada beberapa faktor yang dapat mengganggu data yang diperoleh dan memodifikasi hasilnya, baik internal ke pasien atau eksternal, seperti karakteristik medan magnet atau pasca-pemrosesan.

Informasi praktis

Bagian ini akan menjelaskan beberapa informasi yang mungkin menarik jika Anda harus berpartisipasi dalam studi MRI, baik pasien atau kontrol yang sehat.

MRI dapat dilakukan di hampir semua bagian tubuh, yang paling umum adalah perut, serviks, thorax, otak atau tengkorak, jantung, lumbar dan panggul. Di sini otak akan dijelaskan karena paling dekat dengan bidang studi saya.

Bagaimana tes ini dilakukan?

Studi MRI harus dilakukan di pusat-pusat khusus dan dengan fasilitas yang diperlukan, seperti rumah sakit, pusat radiologi atau laboratorium.

Langkah pertama adalah berpakaian dengan tepat, Anda harus melepas semua benda yang memiliki logam agar tidak mengganggu MRI.

Kemudian Anda akan diminta untuk berbaring di permukaan horizontal yang dimasukkan ke dalam semacam terowongan, yaitu pemindai. Beberapa penelitian mengharuskan Anda untuk berbaring dengan cara tertentu, tetapi biasanya biasanya terbalik.

Sementara MRI dilakukan Anda tidak akan sendirian, dokter atau orang yang mengendalikan mesin akan ditempatkan di ruang terhubung yang terlindung dari medan magnet yang biasanya memiliki jendela untuk melihat segala sesuatu yang terjadi di ruang MRI. Ruangan ini juga memiliki monitor di mana orang yang bertanggung jawab dapat melihat apakah semuanya berjalan dengan baik saat MRI dilakukan.

Tes berlangsung antara 30 dan 60 menit, meskipun mungkin berlangsung lebih lama, terutama jika itu adalah fMRI, di mana Anda harus melakukan latihan yang Anda indikasikan sementara MRI mengumpulkan aktivitas otak Anda.

Bagaimana cara mempersiapkan ujian?

Ketika Anda diberitahu bahwa tes MRI harus dilakukan, dokter Anda harus memastikan bahwa Anda tidak memiliki perangkat logam di tubuh Anda yang dapat mengganggu MRI, seperti yang berikut:

• Katup jantung buatan
• Klip untuk aneurisma otak.
• Defibrillator atau alat pacu jantung.
• Implan di telinga bagian dalam (koklea).
• Nefropati atau dialisis.
• Sendi buatan baru-baru ini ditempatkan.
• Stent (stent pembuluh darah).

Selain itu, Anda harus memberi tahu dokter jika Anda telah menggunakan logam karena Anda mungkin perlu penelitian untuk memeriksa apakah Anda memiliki partikel logam di mata atau lubang hidung Anda, misalnya.

Anda juga harus memberi tahu dokter Anda jika Anda menderita claustrophobia (takut ruang terbatas), karena, jika mungkin, dokter Anda akan menyarankan Anda untuk melakukan MRI terbuka, yang lebih terpisah dari tubuh. Jika tidak mungkin dan Anda sangat cemas, Anda mungkin akan diresepkan anxiolytics atau obat tidur.

Hari ujian sebaiknya tidak mengkonsumsi makanan atau minuman sebelum ujian, sekitar 4 atau 6 jam sebelumnya.

Harus mencoba membawa barang logam minimum ke ruang kerja (perhiasan, jam tangan, ponsel, uang, kartu kredit ...) karena ini dapat mengganggu RM. Jika Anda mengambilnya, Anda harus meninggalkan semuanya di luar ruangan tempat mesin RM berada.

Bagaimana rasanya?

Pemeriksaan MRI benar-benar tidak menyakitkan, tetapi bisa sedikit menjengkelkan atau tidak nyaman.

Pertama-tama, itu dapat menyebabkan kecemasan ketika Anda harus berbaring di ruang tertutup begitu lama. Selain itu, mesin harus tetap diam karena jika tidak dapat menyebabkan kesalahan pada gambar. Jika Anda tidak bisa duduk diam untuk waktu yang lama, Anda mungkin diberikan obat untuk membuat Anda rileks.

Kedua, mesin menghasilkan serangkaian suara terus menerus yang dapat mengganggu, untuk mengurangi suara Anda bisa memakai penutup kuping, selalu periksa dengan dokter Anda sebelumnya.

Mesin memiliki interkom yang dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan penanggung jawab ujian, jadi jika Anda merasakan sesuatu yang tampak tidak normal, Anda dapat berkonsultasi.

Tidak perlu tinggal di rumah sakit, setelah tes Anda dapat kembali ke rumah, makan jika Anda inginkan dan membuat hidup normal Anda.

Untuk apa ini?

MRI digunakan, bersama dengan tes atau bukti lain, untuk membuat diagnosis dan untuk mengevaluasi kondisi seseorang yang menderita penyakit.

Informasi yang diperoleh tergantung pada tempat resonansi akan dilakukan. Resonansi magnetik otak berguna untuk mendeteksi karakteristik tanda-tanda otak dari kondisi berikut:

• Anomali kongenital otak
• Pendarahan di otak (perdarahan subaraknoid atau intrakranial)
• Infeksi otak
• Tumor otak
• Gangguan hormonal (seperti akromegali, galaktorea, dan sindrom Cushing)
• Sklerosis multipel
• Stroke

Selain itu, dapat juga bermanfaat untuk menentukan penyebab kondisi seperti:

• Kelemahan otot atau mati rasa dan kesemutan
• Perubahan pemikiran atau perilaku
• Gangguan pendengaran
• Sakit kepala ketika beberapa gejala atau tanda lain hadir
• Kesulitan berbicara
• Masalah penglihatan
• Demensia

Apakah Anda memiliki risiko?

Resonansi magnetik menggunakan medan magnet dan, tidak seperti radiasi, belum ditemukan dalam penelitian yang menyebabkan segala jenis kerusakan.

Studi kontras MRI, yang membutuhkan penggunaan pewarna, biasanya dilakukan dengan gadolinium. Pewarna ini sangat aman dan reaksi alergi jarang terjadi, meskipun bisa berbahaya bagi penderita masalah ginjal. Karena itu, jika Anda menderita masalah ginjal, Anda harus memberi tahu dokter Anda sebelum melakukan penelitian.

Pencitraan MR magnetik dapat berbahaya jika orang tersebut membawa perangkat logam seperti alat pacu jantung dan implan, karena mereka tidak dapat membuatnya bekerja sebaik sebelumnya.

Selain itu, Anda harus melakukan penelitian jika ada risiko bahwa Anda memiliki serutan logam di dalam tubuh Anda, karena medan magnet dapat menyebabkan mereka bergerak dan menyebabkan kerusakan organik atau jaringan.