Магнитно-резонансная томография (обычно называемая «МРТ») - это метод наблюдения за телом без хирургического вмешательства, вредных красителей или Рентгеновские лучи. Вместо этого, МРТ сканеры используют магнетизм и радиоволны, чтобы получить четкие изображения анатомии человека.
Фонд по физике
МРТ основана на физическом явлении, обнаруженном в 1930-х годах, которое называется «ядерный магнитный резонанс» - или ЯМР, - в котором магнитные поля и радиоволны заставляют атомы испускать крошечные радиосигналы. Феликс Блох и Эдвард Перселл, работавшие в Стэнфордском и Гарвардском университетах, соответственно, были теми, кто открыл ЯМР. Оттуда ЯМР-спектроскопия была использована в качестве средства для изучения состава химических соединений.
Первый МРТ Патент
В 1970 году Раймонд Дамадян, врач и научный сотрудник, открыл основу для использования магнитно-резонансной томографии в качестве инструмента для медицинской диагностики. Он обнаружил, что различные виды тканей животных испускают ответные сигналы, которые различаются по длине, и, более важно, что раковая ткань излучает ответные сигналы, которые длятся намного дольше, чем нераковые ткань.
Менее чем через два года он подал свою идею использования магнитно-резонансной томографии в качестве инструмента для медицинской диагностики в Патентное ведомство США. Он был озаглавлен «Аппарат и способ обнаружения рака в ткани». Патент был выдан в 1974 году. патент выпущен в области МРТ. К 1977 году доктор Дамадян завершил строительство первого МРТ-сканера для всего тела, который он назвал «Неукротимый».
Быстрое развитие в медицине
С тех пор, как этот первый патент был выдан, медицинское использование магнитно-резонансной томографии быстро развивалось. Первое МРТ оборудование для здравоохранения было доступно в начале 1980-х годов. В 2002 году в мире использовалось около 22 000 МРТ-камер и было проведено более 60 миллионов МРТ-обследований.
Пол Лаутербур и Питер Мэнсфилд
В 2003 году Пол С. Лаутербур и Питер Мэнсфилд были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытия в области магнитно-резонансной томографии.
Пол Лаутербур, профессор химии в Государственном университете Нью-Йорка в Стони-Брук, написал статью о новой технике визуализации, которую он назвал «зевгматография» (от греческого zeugmo что означает "иго" или "соединение"). Его эксперименты по визуализации переместили науку из одного измерения ЯМР-спектроскопии во второе измерение пространственной ориентации - основа МРТ.
Питер Мэнсфилд из Ноттингема, Англия, далее развил использование градиентов в магнитном поле. Он показал, как можно математически анализировать сигналы, что позволило разработать полезную технику визуализации. Мэнсфилд также показал, как можно добиться чрезвычайно быстрой визуализации.
Как работает МРТ?
Вода составляет около двух третей массы тела человека, и такое высокое содержание воды объясняет, почему магнитно-резонансная томография стала широко применяться в медицине. При многих заболеваниях патологический процесс приводит к изменению содержания воды в тканях и органах, что отражается на МР-изображении.
Вода - это молекула, состоящая из водород и атомы кислорода. Ядра атомов водорода способны действовать как микроскопические иглы компаса. Когда тело подвергается воздействию сильного магнитного поля, ядра атомы водорода направлены в порядок - стоять «на внимание». При подаче на импульсы радиоволн энергосодержание ядер изменяется. После импульса ядра возвращаются в свое прежнее состояние и излучается резонансная волна.
Небольшие различия в колебаниях ядер обнаруживаются с помощью продвинутой компьютерной обработки; возможно создать трехмерное изображение, которое отражает химическую структуру ткани, включая различия в содержании воды и в движениях молекул воды. Это приводит к очень детальному изображению тканей и органов в исследуемой области тела. Таким образом, патологические изменения могут быть задокументированы.