MR, det at atomkjerner som orienteres i et sterkt magnetfelt, kan endre orientering og absorbere energi fra radiobølger med en bestemt frekvens og frigi denne energien som nye radiobølger, som sendes ut fra atomkjernene når innsendingen av radiobølger opphører.
MEDISINSK BETYDNING
Dette fenomenet utnyttes medisinsk ved at man kan utsette organer, kroppsdeler og vev for magnetresonans. Resonansenergien fra atomkjernene i kroppsvevet avleses og tolkes i en datamaskin som gir en billedlig fremstilling av fordelingen av atomkjerner i de forskjellige vevene.
Hydrogenatomene
Hydrogenatomene spiller en viktig rolle i forbindelse med magnetresonans fordi det er så mange av dem i det som skal undersøkes (kropp, organer, vev), i tillegg til at de har en høy signalintensitet. Hydrogenatomene fungerer ved sin iboende rotasjon om egen akse (kjernespinn) og akserotasjon (presesjon, dvs. langsom retningsendring av rotasjonsaksen) som små magneter. Dersom hydrogenatomene utsettes for et homogent, kraftig magnetfelt, vil de orientere seg parallelt med magnetfeltet og presesere i samme takt slik at det oppstår en likevektstilstand.
Dersom det som undersøkes i magnetfeltet, utsettes for radiobølger med samme frekvens som svingefrekvensen, bringes atomkjernene ut av likevektstilstanden. Fjernes radiobølgene, vil hydrogenatomkjernene gjenopprette likevekten, og det frigjøres energi som registreres som et radiosignal. Ved å bruke graderte magnetfelt vil avansert måleutstyr kunne registrere hvor radiosignalet kommer fra. Ved å måle relaksasjonstidene (tidskonstant som beskriver tiden det tar før den opprinnelige magnetiseringen gjenopprettes) for retningsendring (T1) og rotasjonsfrekvens (T2) (rotasjoner per tidsenhet omkring magnetfeltets akse) før likevekt oppnås, får man informasjon som er karakteristisk for forskjellige vev. Informasjonen kan registreres som et spektrum, siden kroppen består av mange forskjellige stoffer, hvert med sine karakteristiske trekk. Ved hjelp av avansert databehandling kan registreringene fremstilles som bilder som gir meget skarpe og detaljerte opplysninger om størrelse, form og sammensetning av kroppens organer, celler og vev. Slike bilder av objektet i magnetfeltet kalles i internasjonal litteratur magnet resonans imaging, MRI eller bare MR. I Norge brukes forkortelsen MR synonymt med magnettomografi, MT. Apparatet som brukes til billedfremstillingen, kalles en magnettomograf.
MAGNETRESONANSDIAGNOSTIKK
Diagnostikk ved magnetresonans skiller seg fra computertomografi- og ultralyddiagnostikk (se ultralyd) i grunnlaget for billeddannelsen. Under en magnetresonansundersøkelse ligger pasienten i et magnetfelt hvor det sendes inn radiobølger. Når radiobølgene slås av, sendes det ut et signal fra pasientens kroppsvev. Det er dette signalet som måles og danner grunnlaget for bildet. Under en computertomografiundersøkelse sendes det røntgenstråler gjennom pasientens kropp. Svekkelsen av røntgenstrålene i de forskjellige delene av kroppen måles og danner grunnlaget for bildet. Under en ultralydundersøkelse sendes det lydbølger inn i pasientens kropp. Ekkoet som kommer tilbake fra kroppen, måles og danner grunnlaget for bildet. For alle de tre teknikkene kreves det meget kraftige datamaskiner for billeddannelsen.
Magnetresonans skiller som regel bedre mellom forskjellige typer bløtvev enn computertomografi og ultralyd. Metoden har derfor størst anvendelse for undersøkelse av sykdom i sentralnervesystemet, muskler og sener. Det er utviklet teknikker som reduserer problemene med å undersøke tarmene og hjertet på grunn av bevegelser fra pusting. Det har ført til at magnetresonans har fått meget stor anvendelse også ved undersøkelse av organene i buk- og brysthulen. I tillegg kan magnetresonans brukes til å måle blodstrømshastigheter og kan i mange tilfeller erstatte angiografi.
HISTORIKK
Den østerrikske fysikeren Wolfgang Pauli (1900–58) var den første som observerte atomkjerners magnetiske moment (1924). Fysikerne Felix Block (1905–83) og Edward Purcell (1912–97, begge USA, fikk Nobelprisen i fysikk 1952 for sitt arbeid med måling av kjernemagnetisk resonans og definisjon av begrepet kjernespinn.
Magnetresonans ble først benyttet til kjemisk analyse og strukturbestemmelse, kjernemagnetisk resonansspektroskopi. Magnetresonanssignaler fra dyr ble første gang målt i 1967, og metoden ble foreslått brukt til diagnostikk av sykdom hos mennesker. Først i 1973 lyktes det den amerikanske kjemikeren og informasjonsviteren Paul C. Lauterbur å danne bilder ved hjelp av magnetresonanssignaler, og i 1976 ble de første magnetresonansbildene av levende mennesker publisert av den britiske fysikeren Sir Peter Mansfield (f. 1933).
Kommentarer
Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.
Du må være logget inn for å kommentere.