Магнитният резонанс (обикновено наричан "ЯМР") е метод за оглеждане в тялото, без да се използва хирургия, вредни багрила или Рентгенови лъчи. Вместо това ЯМР скенерите използват магнетизъм и радиовълни, за да създадат ясни снимки на човешката анатомия.
Фондация по физика
ЯМР се основава на физически феномен, открит през 30-те години на миналия век, наречен "ядрено-магнитен резонанс" - или ЯМР -, при който магнитните полета и радиовълните причиняват атомите да излъчват малки радиосигнали. Феликс Блок и Едуард Пърсел, работещи съответно в Станфордския университет и Харвардския университет, бяха тези, които откриха ЯМР. Оттам ЯМР спектроскопията се използва като средство за изследване на състава на химичните съединения.
Първият патент на ЯМР
През 1970 г. Реймънд Дамадян, лекар и учен, открива основата за използването на магнитен резонанс като инструмент за медицинска диагностика. Той открил, че различни видове животинска тъкан излъчват сигнали за отговор, които се различават по дължина и, дори, повече важно е, че раковата тъкан излъчва сигнали за отговор, които продължават много по-дълго от нераковите тъкан.
По-малко от две години той подаде идеята си за използване на магнитен резонанс като инструмент за медицинска диагностика в Патентното ведомство на САЩ. Той беше озаглавен „Апарат и метод за откриване на рак в тъканите“. Патент е издаден през 1974 г., произвеждайки първия в света патент издадени в областта на ЯМР. До 1977 г. д-р Дамадян завършва изграждането на първия МРТ скенер за цялото тяло, който нарече "Неразрушим".
Бързо развитие в медицината
След издаването на първия патент медицинската употреба на магнитно-резонансна томография се развива бързо. Първата апаратура за ЯМР в здравеопазването е налична в началото на 80-те години. През 2002 г. в световен мащаб бяха използвани приблизително 22 000 ЯМР камери и бяха извършени над 60 милиона ЯМР изследвания.
Пол Лаутърбър и Питър Мансфийлд
През 2003 г. Пол С. Лаутербър и Питър Мансфийлд бяха удостоени с Нобеловата награда по физиология или медицина за своите открития относно магнитния резонанс.
Пол Лаутербър, професор по химия в Държавния университет в Ню Йорк в Стони Брук, написа книга за нова техника за изобразяване, която нарече "зевматография" (от гръцки zeugmo което означава "иго" или "съединяване заедно"). Неговите образни експерименти преместиха науката от единното измерение на ЯМР спектроскопията до второто измерение на пространствената ориентация - основа на ЯМР.
Питър Мансфийлд от Нотингам, Англия доразвива използването на градиенти в магнитното поле. Той показа как сигналите могат да бъдат анализирани математически, което направи възможно разработването на полезна техника за изобразяване. Менсфийлд също показа как могат да бъдат постигнати изключително бързи изображения.
Как работи ЯМР?
Водата представлява около две трети от телесното тегло на човека и това високо водно съдържание обяснява защо магнитният резонанс е широко приложим в медицината. При много заболявания патологичният процес води до промени в съдържанието на вода сред тъканите и органите и това се отразява в MR изображението.
Водата е молекула, съставена от водород и кислородни атоми. Ядрата на водородните атоми са в състояние да действат като микроскопични игли за компас. Когато тялото е изложено на силно магнитно поле, ядра от водородните атоми са насочени в ред - стоят "под внимание". Когато се подлагат на импулси на радиовълни, енергийното съдържание на ядрата се променя. След пулса ядрата се връщат в предишното си състояние и се излъчва резонансна вълна.
Малките разлики в трептенията на ядрата се откриват с усъвършенствана компютърна обработка; възможно е да се изгради триизмерен образ, който отразява химическата структура на тъканта, включително разлики във водното съдържание и при движенията на водните молекули. Това води до много подробно изображение на тъкани и органи в изследваната област на тялото. По този начин патологичните промени могат да бъдат документирани.