Badania za pomocą tzw. rezonansu magnetycznego stały się przełomem w diagnostyce medycznej. Metoda ta umożliwia bowiem precyzyjne rozpoznanie ciężkich chorób, w szczególności nowotworowych i takich jak np. stwardnienie rozsiane. Pozwala przy tym na bieżącą kontrolę skuteczności leczenia, a także na śledzenie postępów leczenia już na poziomie tkankowym.
Wielcy odkrywcy
Podwaliny pod tę medyczną innowację położyli w 1946 roku prof. Edward Purcell i jego współpracownicy z Uniwersytetu Harvarda w stanie Massachusetts na wschodnim wybrzeżu USA oraz prof. Felix Bloch i jego zespół pracujący na Uniwersytecie Stanford w stanie Kalifornia na zachodnim wybrzeżu USA. Dwie grupy fizyków dokonały niezależnie dwóch odkryć. Wkrótce jednak okazało się, że dotyczą one dwóch stron tego samego zjawiska, związanego z magnetycznymi wiązaniami jąder atomów. Badania dowiodły, że w obydwu przypadkach na częstotliwość fal radiowych wywołujących badany efekt w jednakowy sposób wpływają siły pola magnetycznego. Bloch nadał owemu zjawisku nazwę magnetycznego rezonansu jądrowego. Uwieńczeniem dokonań profesorów, którzy opublikowali swoje obserwacje, było przyznanie im Nagrody Nobla z dziedziny fizyki. Magnetyczny rezonans jądrowy niemal natychmiast znalazł zastosowanie w badaniach ziemskiego pola magnetycznego, w badaniach geofizycznych i oceanograficznych oraz w archeologii. Szczególnie istotne znaczenie miał zaś dla rozwoju chemii.
Odkrywców zjawiska rezonansu magnetycznego od początku jednak intrygowała możliwość uzyskania sygnałów rezonansowych z żywych organizmów, zwłaszcza z organizmu człowieka. Badacze nie przerywali swoich obserwacji, przeprowadzając liczne doświadczenia i niejednokrotnie sami poddawali się różnym eksperymentom. Po zarejestrowaniu pierwszych sygnałów widm rezonansowych profesor Bloch na przykład dostrzegł już w 1948 r. silny sygnał protonowego rezonansu magnetycznego dochodzący z jego palca. Purcell, wiedziony ciekawością, w tym samym celu wkładał swoją głowę do wnętrza silnego magnesu. Jednak dopiero rok 1973 przyniósł przełom w wykorzystaniu rezonansu magnetycznego w medycynie. Udało się wówczas zaobserwować pochodzące z czerwonych krwinek widmo rezonansu magnetycznego fosforu. Paul C. Laurterbur z Uniwersytetu stanu Nowy Jork w Stony Brook odkrył w tymże roku zjawisko zwane obrazowaniem rezonansowym, w którym istotne jest wykorzystanie jako „rezonatora” jądra atomu wodoru. Ponieważ liczba jąder wodoru w poszczególnych tkankach jest różna, umożliwia to – w znacznym stopniu – powstanie obrazu. Dzięki owym wodorowym obrazom rezonansowym znacznie poprawiła się precyzyjność odczytywania zmian chorobowych w organizmie, które nie zawsze są widoczne na zdjęciach rentgenowskich.
Na czym polega badanie
Współczesna medycyna, wykorzystując do badań rezonans magnetyczny, jest w stanie zobrazować ludzkie ciało w wielu przekrojach, zajrzeć do wnętrza organizmu pacjenta i zobaczyć, co się w nim dzieje, by w miarę możliwości szybko móc zareagować na wszelkie nieprawidłowości. Doskonale przecież zdajemy sobie sprawę z tego, jak ważny jest czas w zwalczaniu chorób. Rezonans magnetyczny pozwala ponadto ustalić, od jak dawna trwa choroba i jakie wywołała zmiany.
Pacjent poddający się temu badaniu umieszczany jest w komorze aparatu, w stałym polu magnetycznym o dużej energii. Chodzi bowiem o uporządkowanie osi obrotu jąder atomów. Fale radiowe emitowane przez aparat po dotarciu do poszczególnych tkanek pacjenta wywołują powstanie w nich podobnych fal radiowych. Właśnie to zjawisko określamy mianem rezonansu. Następnie owe fale radiowe są z powrotem odbierane przez aparat, który dokonuje interpretacji powracających sygnałów i przetwarza je. Powstały obraz można odtworzyć na ekranie komputera w formie struktur anatomicznych.
Zastosowanie w diagnostyce
Rezonans magnetyczny najczęściej stosowany jest w diagnostyce układu nerwowego. Ale nie tylko. Badania rezonansowe pozwalają też na znacznie większą swobodę w kontrolowaniu wybranych warstw mózgu. Dają niezwykle precyzyjny obraz położenia zmian nowotworowych. Również w schorzeniach kostno-stawowych przewyższają stosowanie rentgena, który nie ujawnia np. więzadeł, maziówki czy chrząstki. Dzięki rezonansowi można je dostrzec.
W przypadku gdy inne badania tkanek wykazują tylko zmianę nowotworową, rezonans daje obraz pozwalający określić zakres koniecznej operacji. Pola obserwacji rezonansu – jest to jego dodatkową zaletą – nie zakłócają np. pooperacyjne blizny, co zdarza się podczas innych technik diagnostycznych.
Rezonans magnetyczny stosuje się również w badaniach serca, nerek i wątroby. Jest niezwykle pomocny przy rozpoznawaniu choroby Alzheimera, stwardnienia rozsianego, zaburzeń naczyniowych oraz wszelkich zmian demielinizacyjnych.
Jest także nieodzowny przy sprawdzaniu skuteczności leków – zalecane są w takich przypadkach badania rezonansowe w określonych odstępach czasu. Dzięki temu lekarz może szybko dostrzec zmiany w składzie chemicznym tkanek nowotworowych i wówczas postawić diagnozę, czy dany lek działa właściwie.
Agnieszka Tuszyńska
Konsultacja elektroradiologiczna mgr Joanna Sęczkowska