MR-Skanninger

Sammendrag

Magnetic Resonance Imaging (MRI) er en avansert diagnostisk metode som bruker magnetfelt og radiobølger for å lage detaljerte bilder av kroppens bløtvev. MR-skanninger er overlegen for diagnostisering av nevrologiske sykdommer, onkologi og kardiovaskulære tilstander. Med T1- og T2-vektede bilder samt spesialiserte teknikker som fMRI og MRA gir MR overlegen bløtvevskontrast uten bruk av ioniserende stråling. Fordelene inkluderer multiplanar bildefangst og presis vevskarakterisering, mens ulempene inkluderer høy kostnad, skanningstid og begrensninger for enkelte pasienter med metallimplantater.

MRI-skanninger: Introduksjon

Magnetic Resonance Imaging (MRI) er en avansert bildediagnostisk metode som kartlegger hydrogenatomer i kroppen. Hydrogenatomer er ideelle for MRI fordi de har et enkelt proton og en sterk magnetisk egenskap.

I enkle trekk består en MRI-skanner av en kraftig magnet der pasienten ligger inne. Magnetfeltet som genereres får protonene i hydrogenatomene til å resonere, og maskinen registrerer deres posisjon. Siden omtrent 75 % av kroppen vår består av vannmolekyler, kan MRI fange opp presise og detaljerte bilder av det valgte kroppsområdet.

Signalet som sendes ut av ulike celletyper er unikt, noe som gjør det mulig å identifisere forskjellige typer vev, inkludert bein, ledd, muskler og brusk. MR-bilder kan tas av hvilken som helst del av kroppen, og de kan fremstilles i alle plan[1].

MRI-skanningen genererer en detaljert "avbildning" av hydrogenmolekylene i kroppen og regner dette om til en nøyaktig fremstilling av kroppsområdet.

Det finnes flere typer MRI-bilder basert på hvordan signalene registreres. For eksempel fanger T1-vektede bilder opp tidlig signalnedbrytning rett etter at protonene har blitt posisjonert, mens T2-vektede bilder fanger opp signalene i en senere fase, etter at protonene har beveget seg litt fra sin opprinnelige resonans[2].

Hvorfor bruke MRI?

MRI-skanninger har et bredt spekter av anvendelser innen medisinsk diagnostikk[3]. Bruksområdene inkluderer:

1. Nevrovitenskap:

MRI er førstevalget for å undersøke nevrologiske sykdommer og kreftformer. Det er mer sensitivt enn CT for små svulster og gir bedre visualisering av hjernens grå og hvite substans. MR er ideell for tilstander som multippel sklerose, demens, cerebrovaskulære sykdommer, infeksjoner og epilepsi[4].

2. Funksjonell MRI (fMRI):

fMRI registrerer blodstrøm i hjernen for å identifisere områder med aktivitet. Dette hjelper leger med å forstå hjernens funksjon og kan brukes til å oppdage problemer som slag eller til kartlegging av hjernen før kirurgi for epilepsi eller svulster[5].

3. Kardiovaskulær MRI:

MR brukes som et supplement til andre bildeteknikker som ekkokardiografi og CT. Det benyttes til å vurdere myokardiskemi, kardiomyopatier, myokarditt, vaskulære sykdommer og medfødte hjertefeil[6].

4. MR-angiografi (MRA):

MRA er et alternativ til konvensjonell angiografi og eliminerer behovet for ioniserende stråling. Det brukes til å undersøke blodårer og finnes i både kontrastbaserte og ikke-kontrastbaserte teknikker[7].

5. Muskel- og skjelettsystemet:

MRI er ideell for å undersøke ryggraden, vurdere leddsykdommer og diagnostisere bløtvevssvulster[8].

6. Onkologi:

MRI er viktig for preoperativ staging av kolorektal- og prostatakreft, samt for diagnostisering og oppfølging av andre svulster. Kreftvev inneholder mer vann enn friskt vev, noe som gjør det lettere å skille tumorvev fra friskt vev på MR-bilder[9][10].

7. Lever- og mage-tarm-MR:

MR av lever og mage-tarmkanalen brukes til å oppdage og karakterisere lesjoner i lever, bukspyttkjertel og galleveier. Nye kontrastmidler gir også mulighet for funksjonell biliær avbildning[11].

Viktige punkter

• MR er overlegen for å visualisere bløtvev.

• T1- og T2-vektede bilder representerer grunnleggende MR-bilder.

• Bildene kan justeres med fettundertrykking, gadoliniumkontrast og inversjonsteknikker.

• De forskjellige sekvensene gir informasjon om lesjonens innhold og oppførsel. Ved hjelp av disse egenskapene, lesjonens lokasjon og pasientens kliniske historie kan man stille en diagnose[12].

Fordeler og Ulemper med MR

Fordeler med MR

1. Fravær av ioniserende stråling:

   • I motsetning til CT-skanning bruker MR ikke røntgenstråler, noe som eliminerer risikoen for stråleeksponering.

2. Multiplanar bildefangst:

   • MR kan ta bilder i flere plan (aksial, sagittal, koronal eller skrå) uten å reposisjonere pasienten.

   • CT har nylig fått muligheten til å rekonstruere bilder i flere plan, men ofte med lavere oppløsning.

3. Overlegen bløtvevskontrast:

   • MR gir enestående kontrast for bløtvev sammenlignet med CT og røntgenbilder, noe som gjør det ideelt for å undersøke hjerne, ryggmarg, ledd og andre mykvevsstrukturer.

4. Angiografi uten kontrast:

   • Enkelte angiografiske bilder kan oppnås uten bruk av kontrastmidler, i motsetning til CT eller konvensjonell angiografi.

5. Avanserte teknikker:

   • Teknologier som diffusjon, spektroskopi og perfusjon tillater presis karakterisering av vev, ikke bare makroskopisk avbildning.

6. Funksjonell MR (fMRI):

   • Muliggjør visualisering av aktive hjerneområder under ulike aktiviteter, og gir innsikt i nettverk i hjernen.

Ulemper med MR

1. Høy kostnad:

   • MR-skanninger er dyrere enn CT-skanninger.

2. Lang tid for bildeopptak:

   • Skanningen tar lengre tid, og pasientkomfort kan være en utfordring, forsterket av:

     • Støy: MR-maskiner genererer betydelig støy sammenlignet med CT.

     • Tranghet: MR-maskiner har ofte mer innelukkede rom, som kan føre til klaustrofobi. Åpne MR-maskiner har forbedret opplevelsen for noen pasienter, spesielt barn og personer med klaustrofobi.

3. Artefakter:

   • MR-bilder er utsatt for unike artefakter som må gjenkjennes og reduseres (f.eks. metalldistorsjon fra implantater).

4. Ikke egnet for alle pasienter:

   • MR er ikke trygt for personer med visse metallimplantater eller fremmedlegemer, som pacemakere eller aneurismeklemmer.

   • Krever strenge sikkerhetstiltak og MR-kompatibelt utstyr.

Vanlige Forkortelser Brukt for MR

1. T1 og T2 Bildevekt:

   • T1: Fett er lyst (én type vev er lyst).

   • T2: Fett og vann er lyse (to typer vev er lyse).

   • T1: Brukes for anatomiske detaljer.

   • T2: Foretrekkes for patologiske detaljer, da cerebrospinalvæsken (CSF) er lys.

2. Tilleggsfunksjoner:

   • Fettsuppresjon (FS):

     • Undertrykker fett for bedre visualisering av ødem og patologier nær fettvev.

   • Gadolinium-forsterkning (Gad):

     • Brukes for å forbedre blodkar og patologiske vaskulære strukturer (f.eks. metastaser, meningeomer).

3. Inversjon Recovery (IR):

   • Manipulerer T1- og T2-signaler for å eliminere spesifikke vevstyper:

     • STIR (Short Tau Inversion Recovery):

       • Undertrykker fett, nyttig for å identifisere ødemer eller benmargspatologi.

     • FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery):

       • Undertrykker CSF, nyttig for sentralnervesystemet (f.eks. multippel sklerose, hjerneslag).

Hybrid MR Sekvenser

1. Gradient Echo:

   • Øker sensitiviteten for jernkomplekser (som muskelblødning), men reduserer oppløsningen rundt metallimplantater.

2. Spin Echo:

   • Forbedrer vevskontrasten, spesielt for meniskskader.

3. Stimulerte Ekkosekvenser:

   • Reduserer interferens i signal og gir mulighet for spesifikke molekylære undersøkelser.

MR-teknologien fortsetter å være en av de mest sofistikerte og anvendelige diagnostiske metodene, med fordeler som overlegen bløtvevskontrast og avanserte funksjoner. Samtidig må dens begrensninger og kostnader vurderes nøye for å sikre riktig bruk og pasientsikkerhet.

Proton-Densitetsbilder

Proton-densitetsbilder (PD-bilder) er en avansert MR-teknikk som fokuserer på konsentrasjonen av protoner i vevet for å gi detaljerte visualiseringer av anatomiske strukturer.

Kjennetegn ved proton-densitetsbilder:

• Tette protonområder: Områder med høy protonkonsentrasjon, som kortikalt ben og benmarg, vises som lyse hvite områder på bildet.

• Mindre tette områder: Områder med lavere protonkonsentrasjon, som væsker og bløtvev, fremstår som mørkere. Denne kontrasten er avgjørende for å vurdere vevets integritet og identifisere patologiske tilstander.

Kontraindikasjoner for MR

Til tross for MR-teknologiens sikkerhet og effektivitet, finnes det spesifikke forhold og situasjoner som utgjør betydelige risikoer under MR-skanning:

Medisinske implantater og enheter:

• Pacemakere

• Aneurismeklemmer

• Cochleaimplantater

• Fremmedlegemer i orbitalområdet

Miljøfarer:

• Tilstedeværelse av metalliske gjenstander i skannerommet, inkludert:

  • Oksygentanker

  • Infusjonsstativer (IV-poler)

  • Stetoskop

  • Hårnåler og andre løse metallgjenstander

Sterke magnetfelt generert av MR-maskinen kan gjøre disse gjenstandene til farlige prosjektiler. For å forhindre skader, er grundig screening og strenge sikkerhetsprotokoller avgjørende.

Historisk Notat

MR-teknologien har sine røtter i en banebrytende oppdagelse gjort av Nikola Tesla i 1882.

• Tesla identifiserte først det roterende magnetfeltet i Budapest, Ungarn, som senere dannet grunnlaget for MR-teknologien.

• Til ære for hans oppdagelse ble Tesla-enheten oppkalt som standardmålet for styrken på magnetiske felt, noe som anerkjenner hans betydelige bidrag til vitenskapen.

Illustrasjon: Teslas "Columbus’ egg"

• Tesla demonstrerte prinsippet om det roterende magnetfeltet med denne enheten under Columbian Exposition i Chicago i 1893.

• Det magnetiske feltet gjorde det mulig for et kobberegg å spinne oppreist, noe som symboliserte prinsippene som senere drev vekselstrømsmotoren og la grunnlaget for MR-teknologien.

MRs utvikling bygger på et rikt fundament av vitenskapelig innovasjon, med Tesla som en sentral skikkelse i denne reisen.

Forskjell mellom MR og CT

MR (Magnetisk Resonanstomografi) og CT (Computertomografi) er begge tomografiske bildeteknikker, men de skiller seg fundamentalt fra hverandre i metode, bruksområder og konsekvenser for pasientbehandlingen. Her er en detaljert sammenligning:

Bildeteknikk

MR:

• Bruker sterke magnetfelt og radiobølger (RF) for å excitere hydrogenprotoner (hovedsakelig i vannmolekyler). Protonene sender ut signaler som prosesseres til svært detaljerte bilder av bløtvev.

CT:

• Benytter røntgenstråler for å produsere tverrsnittsbilder ved å måle hvordan strålene svekkes når de passerer gjennom ulike vevstyper.

Strålingseksponering

MR:

• Bruker ikke ioniserende stråling, noe som gjør den tryggere for gjentatte undersøkelser.

• Langtidseffekter av sterke statiske magnetfelt er ikke fullt ut forstått, men er foreløpig ikke assosiert med vesentlige helserisikoer.

CT:

• Bruker røntgenstråler, som utsetter pasienter for ioniserende stråling. Gjentatte skanninger kan gi en kumulativ risiko for vevsskader og kreft.

Vevskontrast

MR:

• Utmerker seg i kontrast mellom bløtvev på grunn av følsomhet for hydrogeninnhold og molekylære miljøer.

• Vanlig for undersøkelser av hjerne, ryggmarg, ledd, muskler, sener og indre organer.

CT:

• Best egnet for visualisering av tette strukturer som bein og for å påvise abnormaliteter som brudd, lungesykdommer eller enkelte vaskulære lidelser.

• Mindre presis for bløtvevsavbildning sammenlignet med MR.

Sikkerhetsvurderinger

MR:

• Trygg for de fleste pasienter, men kontraindisert for personer med visse implanterte enheter (f.eks. pacemakere, cochleaimplantater) eller metalliske fremmedlegemer.

• Risikoer inkluderer vevsoppvarming og RF-relaterte forbrenninger, som reduseres gjennom kontrollerte skanneprotokoller.

CT:

• Forbundet med risiko for ioniserende stråling, spesielt for unge pasienter, gravide og de som trenger mange skanninger.

Bruksområder

MR:

• Ideell for evaluering av bløtvev, inkludert:

  • Hjerne: Nevrologiske kreftformer, slag, demens og multippel sklerose.

  • Muskelskjelettsystem: Ledd- og ligamentsskader.

  • Kardiovaskulær: Kartlegging av hjertets morfologi og funksjon (f.eks. Cardiac MRI).

  • Onkologi: Stadievurdering og diagnose av bløtvevssvulster.

CT:

• Foretrukket for harde vev og akutte situasjoner, inkludert:

  • Traumer: Brudd, indre blødninger.

  • Brystbilder: Lungeembolier, lungelesjoner.

  • Akutte abdominaltilstander: Blindtarmsbetennelse, nyrestein.

  • Vaskulære studier: Med kontrastmidler for angiografi.

Begrensninger

MR:

• Kostbar og tidkrevende sammenlignet med CT.

• Begrenset tilgjengelighet i enkelte områder og lite egnet for klaustrofobiske pasienter (selv om åpne MR-maskiner har forbedret tilgjengeligheten).

• Metallartefakter fra implantater kan forvrenge bildene.

CT:

• Begrenset bløtvevskontrast sammenlignet med MR.

• Eksponering for ioniserende stråling begrenser bruken i visse pasientgrupper.

• Kan kreve kontrastmidler, som kan forårsake allergiske reaksjoner hos enkelte pasienter.

Viktige forskjeller i bildekvalitet

MR:

• Produserer overlegne bilder av bløtvev som ligamenter, brusk og hjernevev.

• Tilbyr multi-plan imaging (aksial, sagittal, koronal, skrå) uten reposisjonering av pasienten.

CT:

• Gir raskere avbildning, noe som gjør den ideell for akuttmedisin.

• Utmerker seg i avbildning av tette vev som bein og identifisering av forkalkninger.

Konklusjon

Både MR og CT er uvurderlige diagnostiske verktøy med unike styrker og svakheter. MR er førstevalget for bløtvevsundersøkelser, mens CT er foretrukket for raske vurderinger, spesielt av beinstrukturer og akutte tilstander. Valget mellom de to avhenger av den kliniske situasjonen, pasientens karakteristika og de diagnostiske målene.

Kilder:

1.   Radiopaedia. MRI. Available from: https://radiopaedia.org/articles/mri-2?lang=gb (accessed 5.1.2021).

2.   McMahon KL, Cowin G, Galloway G. Magnetic resonance imaging: the underlying principles. The Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy. 2011;41(11):806-19. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21654095. Accessed March 16, 2012.

3.   Wikipedia. Magnetic Resonance Imaging. Available from: http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_resonance_imaging.

4.   ACR–ASNR–SPR Practice Guideline for the Performance and Interpretation of Magnetic Resonance Imaging (MRI) of the Brain. Available from: http://www.acr.org/~/media/ACR/Documents/PGTS/guidelines/MRI_Brain.pdf.

5.   How Stuff Works. fMRI. Available from: https://science.howstuffworks.com/fmri.htm (accessed 5.1.2021).

6.   ACCF/ACR/SCCT/SCMR/ASNC/NASCI/SCAI/SIR 2006 Appropriateness Criteria for Cardiac Computed Tomography and Cardiac Magnetic Resonance Imaging. Journal of the American College of Radiology. 2006;3(10):751–771.

7.   Radiopaedia. MR Angiography. Available from: https://radiopaedia.org/articles/mr-angiography-2?lang=gb (accessed 5.1.2021).

8.   Helms C. Musculoskeletal MRI. Saunders; 2008. ISBN: 1416055347.

9.   Giussani C, Roux FE, Ojemann J, Sganzerla EP, Pirillo D, Papagno C. Is preoperative functional magnetic resonance imaging reliable for language areas mapping in brain tumor surgery? Review of language functional magnetic resonance imaging and direct cortical stimulation correlation studies. Neurosurgery. 2010;66(1):113–120. doi:10.1227/01.NEU.0000360392.15450.C9. PMID: 19935438.

10.   Medical Island. Five Fun Facts About MRIs. Available from: https://www.medicalisland.net/medical-technology/five-fun-facts-about-mris (accessed 5.1.2021).

11.   Frydrychowicz A, Lubner MG, Brown JJ, Merkle EM, Nagle SK, Rofsky NM, Reeder SB. Hepatobiliary MR imaging with gadolinium-based contrast agents. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2012;35(3):492–511. doi:10.1002/jmri.22833. PMC 3281562. PMID: 22334493.

12.   Geeky Medics. The Basics of MRI Interpretation. Available from: https://geekymedics.com/the-basics-of-mri-interpretation/ (accessed 5.1.2021).

13.   The Atlantic. 6 Cool Things People Have Done Inside MRI Scanners. Available from: https://www.theatlantic.com/health/archive/2012/04/6-cool-things-people-have-done-inside-mri-scanners/256416/ (accessed 5.1.2021).

14.   Patient UK. MRI Scan. Available from: http://www.patient.co.uk/health/mri-scan.