กำทอนแม่เหล็กคืออะไร?

ด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (RM) เป็นเทคนิค neuroimaging ที่ใช้กันมากที่สุดในระบบประสาทเนื่องจากข้อได้เปรียบหลายประการหลัก ๆ คือมันเป็นเทคนิคที่ไม่รุกรานและเป็นเทคนิคเรโซแนนซ์แม่เหล็กที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูงสุด.

เป็นเทคนิคที่ไม่รุกรานมันไม่จำเป็นต้องเปิดแผลใด ๆ เพื่อทำการมันและมันก็ไม่เจ็บปวด ความละเอียดเชิงพื้นที่ของมันช่วยให้สามารถระบุโครงสร้างให้กับมิลลิเมตรได้ แต่ก็มีความละเอียดเชิงเวลาที่ดีกว่าที่สองแม้ว่าจะไม่ดีเท่าเทคนิคอื่น ๆ เช่น electroencephalography (EEG).

ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงช่วยให้สามารถตรวจสอบลักษณะและลักษณะทางสัณฐานวิทยาในระดับเนื้อเยื่อ เช่นเมแทบอลิซึมปริมาณเลือดหรือระบบไหลเวียนโลหิต.

เทคนิคนี้ถือว่าไร้เดียงสากล่าวคือมันไม่ได้สร้างความเสียหายใด ๆ ในสิ่งมีชีวิตของบุคคลที่มันถูกสร้างขึ้นด้วยเหตุนี้มันจึงไม่เจ็บปวด แม้ว่าผู้เข้าร่วมจะต้องเข้าสู่สนามแม่เหล็กซึ่งไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อบุคคลเนื่องจากสนามนี้มีขนาดเล็กมากมักจะเท่ากับหรือน้อยกว่า 3 teslas (3 T).

แต่ไม่ใช่ทุกข้อได้เปรียบ RM เป็นเทคนิคที่ยากในการแสดงและวิเคราะห์ดังนั้นผู้ประกอบวิชาชีพต้องทำการฝึกอบรมก่อน นอกจากนี้การติดตั้งและเครื่องจักรมีราคาแพงเป็นสิ่งจำเป็นดังนั้นจึงมีต้นทุนเชิงพื้นที่และเศรษฐกิจสูง.

เนื่องจากเป็นเทคนิคที่ซับซ้อนทีมสหสาขาวิชาชีพจึงจำเป็นต้องใช้มัน ทีมนี้มักจะรวมถึงนักฟิสิกส์คนที่รู้สรีรวิทยา (เช่นนักระบบประสาท) และคนที่ออกแบบการทดลองเช่นนักประสาทวิทยา.

ในบทความนี้จะอธิบายฐานทางกายภาพของสนามแม่เหล็กด้วยคลื่นแม่เหล็ก แต่จะเน้นไปที่ฐานทางจิตวิทยาและข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่ต้องทำการทดสอบ MRI เป็นหลัก.

ฐานจิตวิทยาของแม่เหล็กสะท้อน

การทำงานของสมองนั้นขึ้นอยู่กับการแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่านทางประสาทสัมผัสทางเคมีและไฟฟ้า.

ในการทำกิจกรรมนี้มีความจำเป็นที่จะต้องบริโภคและการใช้พลังงานจะดำเนินการผ่านกระบวนการเผาผลาญที่ซับซ้อนซึ่งในระยะสั้นแปลเป็นสารที่เรียกว่า adenosine triphosphate ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในชื่อ ATP ซึ่งเป็น แหล่งพลังงานที่สมองใช้ในการทำงาน.

ATP นั้นทำมาจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของกลูโคสดังนั้นสมองจะต้องทำงานให้ออกซิเจนและกลูโคส เพื่อให้ความคิดแก่คุณสมองที่เหลือกิน 60% ของน้ำตาลกลูโคสทั้งหมดที่เราบริโภคประมาณ 120 กรัม ดังนั้นหากกลูโคสหรือออกซิเจนถูกขัดจังหวะสมองจะได้รับความเสียหาย.

สารเหล่านี้ไปถึงเซลล์ประสาทที่ต้องการพวกเขาผ่านเลือดไปเลี้ยงผ่านเตียงของเส้นเลือดฝอย ดังนั้นยิ่งกิจกรรมของสมองมากขึ้นความต้องการกลูโคสและออกซิเจนก็จะยิ่งมากขึ้นและเมื่อมีการไหลเวียนของเลือดในสมองเพิ่มขึ้น.

ดังนั้นเพื่อตรวจสอบพื้นที่ของสมองที่ใช้งานอยู่เราสามารถดูปริมาณการใช้ออกซิเจนหรือกลูโคสการไหลเวียนของสมองในระดับภูมิภาคที่เพิ่มขึ้น.

ประเภทของตัวบ่งชี้ที่จะใช้จะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการซึ่งเป็นลักษณะของงานที่จะดำเนินการ.

มีการศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าเมื่อการกระตุ้นสมองเกิดขึ้นเป็นระยะเวลานานการเปลี่ยนแปลงแรกที่สังเกตได้คือกลูโคสและออกซิเจนจากนั้นจะมีการไหลเวียนของสมองในระดับภูมิภาคเพิ่มขึ้น ของปริมาณสมองทั้งหมด (Clarke & Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton, & Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

ออกซิเจนถูกขนส่งผ่านหลอดเลือดสมองที่ติดอยู่กับฮีโมโกลบิน เมื่อฮีโมโกลบินมีออกซิเจนออกซิเจนจะถูกเรียกว่า oxyhemoglobin และเมื่อมันถูกปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีมัน deoxyhemoglobin ดังนั้นเมื่อการกระตุ้นสมองเริ่มต้นขึ้นมีการเพิ่มขึ้นของ oxyhemoglobin และการลดลงของ deoxyhemoglobin.

ความสมดุลนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางแม่เหล็กในสมองนั่นคือสิ่งที่ถูกรวบรวมในภาพ MR.

ในฐานะที่เป็นที่รู้จักออกซิเจนในหลอดเลือดจะถูกขนส่งไปยังฮีโมโกลบิน เมื่อโปรตีนนี้เต็มไปด้วยออกซิเจนจะถูกเรียกว่า oxyhemoglobin และเมื่อมันถูกปล่อยออกมามันจะถูกเปลี่ยนเป็น deoxyhemoglobin.

ในระหว่างการกระตุ้นสมองจะมีการเพิ่มขึ้นของหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดฝอย oxyhemoglobin แต่ทว่าความเข้มข้นของ deoxyhemoglobin จะลดลงเนื่องจากตามที่อธิบายไว้ข้างต้นเพื่อลดการขนส่งออกซิเจนของเนื้อเยื่อ.

การลดลงของความเข้มข้นของ deoxyhemoglobin เนื่องจากคุณสมบัติของพาราแมกเนติกจะทำให้เกิดสัญญาณเพิ่มขึ้นในภาพ fMRI.

โดยสรุป MRI อยู่บนพื้นฐานของการระบุการเปลี่ยนแปลงทางโลหิตวิทยาของออกซิเจนในเลือดผ่านผล BOLD แม้ว่าระดับการไหลเวียนของเลือดสามารถอนุมานทางอ้อมผ่านวิธีการต่าง ๆ เช่นการถ่ายภาพและการกระจายและ ASL (การหมุนฉลากของหลอดเลือดแดง).

กลไกของเอฟเฟกต์ BOLD

เทคนิค MRI ที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบันนี้เป็นเทคนิคที่มีพื้นฐานมาจากเอฟเฟกต์ BOLD เทคนิคนี้ช่วยให้สามารถระบุการเปลี่ยนแปลงของเลือดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กในฮีโมโกลบิน (Hb).

เอฟเฟกต์นี้ค่อนข้างซับซ้อน แต่ฉันจะพยายามอธิบายอย่างง่ายที่สุด.

คนแรกที่อธิบายผลกระทบนี้คือโอกาวะและทีมของเขา นักวิจัยเหล่านี้ตระหนักว่าเมื่อ Hb ไม่มีออกซิเจน deoxyhemoglobin เป็น paramagnetic (ดึงดูดสนามแม่เหล็ก) แต่เมื่อออกซิเจนในอากาศเปลี่ยนไปอย่างสมบูรณ์ (oxyHb) จะเปลี่ยนเป็น diamagnetic (เปลี่ยนสนามแม่เหล็ก) (Ogawa, et al) ., 1992).

เมื่อมีการปรากฏตัวของ Deoxyhemoglobin มากขึ้นจะมีการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กในท้องถิ่นและนิวเคลียสต้องการเวลาน้อยลงเพื่อกลับสู่ตำแหน่งเดิมดังนั้นจึงมีสัญญาณ T2 ที่ต่ำกว่าและตรงกันข้าม oxiHb ยิ่งช้าลงการฟื้นตัวของนิวเคลียสจะช้าลง และได้รับเครื่องหมายลบ T2.

โดยสรุปการตรวจจับการทำงานของสมองด้วยกลไกของเอฟเฟกต์ BOLD เกิดขึ้นดังนี้:

1. การทำงานของสมองในบริเวณที่เฉพาะเจาะจงเพิ่มขึ้น.
2. เซลล์เปิดใช้งานต้องการออกซิเจนสำหรับพลังงานที่พวกมันได้รับจากเซลล์ประสาทรอบตัว.
3. บริเวณรอบ ๆ เซลล์ประสาทที่ใช้งานจะสูญเสียออกซิเจนดังนั้นในตอนแรกการเพิ่มขึ้นของ deoxyhemoglobin และ T2 จะลดลง.
4. หลังจากเวลา (6-7 วินาที) โซนจะฟื้นตัวและเพิ่ม oxyHb ดังนั้น T2 จึงเพิ่มขึ้น (ระหว่าง 2 และ 3% โดยใช้สนามแม่เหล็ก 1.5 T).

ฟังก์ชั่นเรโซแนนซ์แม่เหล็ก

ต้องขอบคุณเอฟเฟ็กต์ BOLD ทำให้สามารถทำเรโซแนนซ์แม่เหล็ก (fMRI) ได้ เรโซแนนซ์เชิงแม่เหล็กที่ใช้งานนั้นแตกต่างจากเรโซแนนซ์แม่เหล็กแบบแห้งในตอนแรกผู้เข้าร่วมทำการออกกำลังกายในขณะที่ดำเนินการ MRI เพื่อให้สามารถวัดการทำงานของสมองเมื่อทำหน้าที่ไม่ใช่แค่พักผ่อน.

แบบฝึกหัดประกอบด้วยสองส่วนในช่วงแรกผู้เข้าร่วมจะทำภารกิจและจากนั้นให้พักในช่วงเวลาที่เหลือ การวิเคราะห์ fMRI ดำเนินการโดยการเปรียบเทียบ voxel กับ voxel รูปภาพที่ได้รับระหว่างการทำงานของงานและในเวลาพัก.

ดังนั้นเทคนิคนี้ช่วยให้สามารถเชื่อมโยงกิจกรรมการทำงานกับกายวิภาคของสมองด้วยความแม่นยำสูงสิ่งที่ไม่เกิดขึ้นกับเทคนิคอื่น ๆ เช่น EEG หรือ magnetoencephalography.

แม้ว่า fMRI นั้นเป็นเทคนิคที่แม่นยำพอสมควร แต่มันก็วัดการทำงานของสมองในทางอ้อมและมีปัจจัยหลายอย่างที่สามารถรบกวนข้อมูลที่ได้รับและปรับเปลี่ยนผลลัพธ์ไม่ว่าจะเป็นภายในผู้ป่วยหรือภายนอก.

ข้อมูลที่เป็นประโยชน์

ส่วนนี้จะอธิบายข้อมูลบางส่วนที่อาจเป็นที่สนใจหากคุณต้องเข้าร่วมการศึกษา MRI ไม่ว่าจะเป็นผู้ป่วยหรือการควบคุมสุขภาพ.

MRI สามารถทำได้ในเกือบทุกส่วนของร่างกายส่วนใหญ่คือหน้าท้อง, ปากมดลูก, ทรวงอก, สมองหรือกะโหลก, หัวใจ, เอวและกระดูกเชิงกราน ที่นี่สมองจะถูกอธิบายเนื่องจากมันอยู่ใกล้กับสาขาการศึกษาของฉัน.

การทดสอบดำเนินการอย่างไร?

ควรทำการศึกษา MRI ในศูนย์เฉพาะทางและสิ่งอำนวยความสะดวกที่จำเป็นเช่นโรงพยาบาลศูนย์รังสีวิทยาหรือห้องปฏิบัติการ.

ขั้นตอนแรกคือการแต่งตัวให้เหมาะสมคุณต้องกำจัดทุกสิ่งที่มีโลหะออกเพื่อไม่ให้รบกวน MRI.

จากนั้นคุณจะถูกขอให้นอนบนพื้นผิวแนวนอนที่ถูกแทรกเข้าไปในอุโมงค์ซึ่งเป็นเครื่องสแกน การศึกษาบางอย่างต้องการให้คุณนอนลงในทางใดทางหนึ่ง แต่โดยปกติมันจะตั้งตรง.

ในขณะที่ดำเนินการ MRI คุณจะไม่อยู่คนเดียวแพทย์หรือผู้ควบคุมเครื่องจะถูกวางไว้ในห้องที่ได้รับการป้องกันจากสนามแม่เหล็กที่มักจะมีหน้าต่างเพื่อดูทุกสิ่งที่เกิดขึ้นในห้อง MRI ห้องนี้ยังมีหน้าจอที่บุคคลที่รับผิดชอบสามารถดูว่าทุกอย่างเป็นไปด้วยดีหรือไม่ในขณะที่ MRI ทำงาน.

การทดสอบใช้เวลาประมาณ 30 ถึง 60 นาทีแม้ว่าจะสามารถใช้งานได้นานขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเป็น fMRI ซึ่งคุณจะต้องทำแบบฝึกหัดที่คุณระบุในขณะที่ MRI จะทำกิจกรรมสมองของคุณ.

วิธีเตรียมตัวสำหรับการสอบ?

เมื่อคุณได้รับแจ้งว่าควรทำการทดสอบ MRI แพทย์ของคุณควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่มีอุปกรณ์โลหะในร่างกายที่อาจรบกวน MRI เช่นต่อไปนี้:

• ลิ้นหัวใจเทียม.
• คลิปสำหรับโป่งพองในสมอง.
• เครื่องกระตุ้นหัวใจหรือเครื่องกระตุ้นหัวใจ.
• ใส่ในหูชั้นใน (ประสาทหู).
• โรคไตหรือการล้างไต.
• ข้อต่อเทียมที่เพิ่งวางไว้.
• หลอดเลือดขดลวด.

นอกจากนี้คุณควรแจ้งให้แพทย์ทราบหากคุณทำงานกับโลหะเพราะคุณอาจต้องทำการศึกษาเพื่อตรวจสอบว่าคุณมีอนุภาคโลหะในดวงตาหรือจมูกของคุณหรือไม่.

คุณควรแจ้งให้แพทย์ของคุณทราบหากคุณเป็นโรค claustrophobia (เพราะกลัวว่าจะมีที่ จำกัด ) เนื่องจากเป็นไปได้แพทย์ของคุณจะแนะนำให้คุณทำ MRI แบบเปิดซึ่งแยกออกจากร่างกายมากขึ้น ถ้ามันเป็นไปไม่ได้และคุณเป็นกังวลมากคุณอาจได้รับยาหรือยานอนหลับ.

วันสอบไม่ควรกินอาหารหรือเครื่องดื่มก่อนการทดสอบประมาณ 4 หรือ 6 ชั่วโมงก่อน.

ต้องพยายามนำรายการโลหะขั้นต่ำมาศึกษา (เครื่องประดับ, นาฬิกา, มือถือ, เงิน, บัตรเครดิต ... ) เพราะสิ่งเหล่านี้อาจรบกวน RM หากคุณพาพวกเขาไปคุณจะต้องทิ้งพวกเขาทั้งหมดนอกห้องที่มีเครื่อง RM อยู่.

มันรู้สึกอย่างไร?

การสอบ MRI นั้นไม่เจ็บปวดอย่างสมบูรณ์ แต่อาจเป็นเรื่องที่น่ารำคาญหรืออึดอัดเล็กน้อย.

ก่อนอื่นอาจทำให้เกิดความกังวลเมื่อคุณต้องนอนในที่โล่งนาน ๆ นอกจากนี้เครื่องจะต้องยังคงเป็นไปได้เพราะถ้ามันไม่สามารถทำให้เกิดข้อผิดพลาดในภาพ หากคุณไม่สามารถหยุดนิ่งเป็นเวลานานคุณอาจได้รับยาเพื่อผ่อนคลาย.

ประการที่สองเครื่องสร้างเสียงต่อเนื่องหลายชุดที่น่ารำคาญเพื่อลดเสียงที่คุณสวมที่อุดหูควรปรึกษาแพทย์ก่อนเสมอ.

เครื่องมีระบบอินเตอร์คอมที่คุณสามารถสื่อสารกับบุคคลที่รับผิดชอบการสอบดังนั้นหากคุณรู้สึกว่ามีอะไรผิดปกติคุณสามารถปรึกษาได้.

ไม่จำเป็นต้องอยู่ในโรงพยาบาลหลังจากทำการทดสอบคุณสามารถกลับบ้านกินได้หากคุณต้องการและทำให้ชีวิตปกติของคุณ.

มันทำอะไรเพื่อ??

MRI ถูกนำมาใช้พร้อมกับการทดสอบหรือหลักฐานอื่น ๆ เพื่อทำการวินิจฉัยและประเมินสภาพของบุคคลที่ทุกข์ทรมานจากโรค.

ข้อมูลที่จะได้รับขึ้นอยู่กับสถานที่ที่จะทำการสั่นพ้อง คลื่นสนามแม่เหล็กในสมองมีประโยชน์สำหรับการตรวจจับสัญญาณสมองลักษณะของเงื่อนไขต่อไปนี้:

• ความผิดปกติ แต่กำเนิดของสมอง
• เลือดออกในสมอง (subarachnoid หรือ intracranial hemorrhage)
• การติดเชื้อในสมอง
• เนื้องอกในสมอง
• ความผิดปกติของฮอร์โมน (เช่น acromegaly, galactorrhea และกลุ่มอาการคุชชิง)
• หลายเส้นโลหิตตีบ
• ลากเส้น

นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ในการกำหนดสาเหตุของเงื่อนไขเช่น:

• กล้ามเนื้ออ่อนแรงหรือมึนงงและรู้สึกเสียวซ่า
• การเปลี่ยนแปลงความคิดหรือพฤติกรรม
• สูญเสียการได้ยิน
• ปวดหัวเมื่อมีอาการหรืออาการแสดงอื่น ๆ
• พูดยาก
• ปัญหาการมองเห็น
• การเป็นบ้า

คุณมีความเสี่ยงไหม?

เรโซแนนซ์แม่เหล็กใช้สนามแม่เหล็กและไม่เหมือนรังสีที่ยังไม่พบในการศึกษาใด ๆ ที่ก่อให้เกิดความเสียหายใด ๆ.

การศึกษาความคมชัดของ MRI ซึ่งต้องการการใช้สีย้อมมักจะทำกับแกโดลิเนียม สีย้อมนี้มีความปลอดภัยและไม่ค่อยเกิดอาการแพ้แม้ว่าจะเป็นอันตรายต่อผู้ที่มีปัญหาไต ดังนั้นหากคุณมีปัญหาเกี่ยวกับไตคุณควรแจ้งแพทย์ของคุณก่อนทำการศึกษา.

การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอาจเป็นอันตรายได้หากบุคคลนั้นพกพาอุปกรณ์โลหะเช่นเครื่องกระตุ้นหัวใจและการปลูกถ่ายเพราะมันสามารถทำให้อุปกรณ์เหล่านี้ไม่สามารถทำงานได้เหมือนเดิม.

นอกจากนี้ต้องทำการศึกษาหากมีความเสี่ยงต่อการเกิดเศษโลหะในร่างกายของคุณเนื่องจากสนามแม่เหล็กสามารถทำให้พวกมันเคลื่อนไหวและทำให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อหรือสารอินทรีย์.

การอ้างอิง

1. Álvarez, J. , Ríos, M. , Hernández, J. , Bargalló, N. , & Calvo-Merino, B. (2008) ด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก I: ด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กที่ใช้งานได้ ใน F. Maestú, M. Ríos, & R. Cabestrero, เทคนิคและกระบวนการทางปัญญา (pp. 27-64) บาร์เซโลนา: เอลส์เวียร์.
2. Clarke, D. , & Sokoloff, L. (1994) การไหลเวียนและการเผาผลาญพลังงานของสมอง ใน G. Siegel, & B. Agranoff, วิชาเคมีพื้นฐาน (pp. 645-680) นิวยอร์ก: กา.
3. ยอดรวม, ​​P. , Sposito, N. , Pettersen, S. , Panton, D. , & Fenstermacher, J. (1987) ลักษณะภูมิประเทศของความหนาแน่นของเส้นเลือดฝอย, เมตาบอลิซึมของกลูโคส, และการทำงานของ microvascular ภายในคอคอลัสล่างของหนู. J Cereb การไหลของเลือด, 154-160.
4. Klein, B. , Kuschinsky, W. , Schrock, H. , & Vetterlein, F. (1986) การพึ่งพาซึ่งกันและกันของความหนาแน่นของเส้นเลือดฝอยในท้องถิ่นการไหลเวียนของเลือดและการเผาผลาญในสมองของหนู. Am J Physiol, H1333-H1340.
5. Levy, J. (22 ตุลาคม 2014). หัวหน้า MRI. เรียกคืนจาก MedlinePlus.
6. Levy, J. (22 ตุลาคม 2014). MRI. เรียกคืนจาก MedlinePlus.
7. Ogawa, S. , Tank, D. , Menon, R. , Ellermann, J. , Kim, S. , & Merkle, H. (1992) การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณภายในที่มาพร้อมกับการกระตุ้นประสาทสัมผัส: การทำแผนที่สมองที่ใช้งานได้และการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก. Proc Natl Acad Sci สหรัฐอเมริกา., 5951-5955.
8. Puigcerver, P. (s.f. ) ความรู้พื้นฐานของคลื่นสนามแม่เหล็ก วาเลนเซีย, ชุมชนวาเลนเซีย, สเปน สืบค้นเมื่อวันที่ 8 มิถุนายน 2016.