42 Χρόνια Απεικόνισης με Μαγνητικό Συντονισμό

Όταν στις 3 Ιουλίου 1977, στο “Downstate Medical Center” της Νέας Υόρκης, οι καθηγητές R. Damadian, L. Minkoff και M. Goldsmith, χρειάστηκαν μετρήσεις πλέον των 6 ωρών και επεξεργασία των ληφθέντων δεδομένων διάρκειας 22 ωρών, για να παράξουν την πρώτη ιατρική εικόνα με μαγνητικό συντονισμό του ανθρώπινου σώματος, στον πρώτο υποτυπώδη μαγνητικό τομογράφο “Indomitable” - τον οποίο μόλις είχαν ολοκληρώσει, σε καμιά περίπτωση δεν μπορούσαν να φανταστούν τη ραγδαία εξέλιξη, που θα είχε η μέθοδος, την οποία πρώτοι έθεταν σε εφαρμογή, αλλά και τις καταλυτικές επιδράσεις που αυτή θα είχε όχι μόνο στον τομέα της ιατρικής απεικόνισης, αλλά σε ολόκληρη την ιατρική επιστήμη.

Και αν χρειάστηκαν 95 ολόκληρα χρόνια από το 1882, τότε που ο Nicola Tesla ανέπτυσσε τη θεωρία του για το «περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο», μέχρι το 1977 που η ομάδα των ερευνητών του “New York’s Downstate Medical Center” πραγματοποιούσε την πρώτη μαγνητική τομογραφία σε άνθρωπο, μέσα σε λιγότερο από μια δεκαετία η απεικόνιση με μαγνητικό συντονισμό άρχισε να κατακτά τη δική της περίοπτη θέση στην ακτινοδιαγνωστική για να φτάσει στις μέρες μας - μόλις 40 χρόνια μετά την ιστορική αυτή «πρώτη απεικόνιση» - να αποτελεί την «ναυαρχίδα» της ιατρικής απεικόνισης.

Ο πρώτος μαγνητικός τομογράφος στην ιστορία της ανθρωπότητας. Οι Raymond Damadian, Larry Minkoff και Michael Goldsmith με τον "Indomitable" και τα ψυκτικά του μέσα (υγρό Ήλιο και υγρό Άζωτο).

(πηγή: http://www.fonar.com/news/100511.htm)

Στην αριστερή φωτογραφία η πρώτη «ανεπιτυχής» προσπάθεια πραγματοποίησης μαγνητικής τομογραφίας στον Raymond Damadian, λόγω του ότι η περίμετρος του θώρακος του ήταν μεγαλύτερη από το πηνίο λήψης (πηγή: http://www.fonar.com/news/100511.htm). Στην φωτογραφία δεξιά (πηγή: http://ojcpcd.com/wp-content/uploads/2012/10/raymond-damadian_1977mri_prototype.jpg) στη θέση του εξεταζόμενου τοποθετείται ο Larry Minkoff, οι διαστάσεις του οποίου ήταν κατάλληλες για το μέγεθος του πηνίου.

Αριστερά, σελίδα υπολογισμών και δεξιά η τελική πρώτη εικόνα μαγνητικής τομογραφίας στην ιστορία της ανθρωπότητας, από την ομάδα Damadian, Minkoff και Goldsmith, στο “New York’s Downstate Medical Center” (πηγή: http://www.fonar.com/news/100511.htm).

Η ανάπτυξη και εξέλιξη των συστημάτων της μαγνητικής τομογραφίας, αναμφισβήτητα αποτελεί ένα από τα σπουδαιότερα ιατροτεχνολογικά επιτεύγματα της εποχής μας. Η εξέλιξη των θετικών επιστημών, ιδιαιτέρως της πληροφορικής και της φυσικής συνέβαλαν – σε ότι αφορά την απεικόνιση με μαγνητικό συντονισμό – τα μέγιστα στην εξέλιξη της μεθόδου δημιουργώντας νέες δυνατότητες πέρα από την παραγωγή ανατομικών εικόνων, όπως για παράδειγμα τις in vivo εφαρμογές της μαγνητικής φασματοσκοπίας (MRS – Magnetic Resonance Spectroscopy), την λειτουργική μαγνητική τομογραφία (f-MRI - functional MRI), τις ακολουθίες διάχυσης (Diffusion Weighted Imaging) και μια σειρά άλλων χρηστικών εφαρμογών μετανάλυσης και μετεπεξεργασίας των λαμβανομένων δεδομένων.

            Παρατηρώντας την εξέλιξη των συστημάτων της μαγνητικής τομογραφίας, από τη δεκαετία του 1980 έως και σήμερα, εύκολα θα επισημάνει κανείς ότι παράλληλα με τη βελτίωση των πηνίων παραγωγής και λήψης των ραδιοσυχνοτήτων, των θεωριών περί k χώρου και των τρόπων πλήρωσής του κ.α.π., εκείνο που εξελίσσεται είναι η ένταση του στατικού μαγνητικού πεδίου. Σταδιακά λοιπόν γίνεται αντιληπτή η ανάγκη για ένα ισχυρότερο στατικό μαγνητικό πεδίο που θα μπορεί να μας δίνει δυνατότητες για ανάπτυξη νέων απαιτητικών εφαρμογών. Κομβικό σημείο στην πορεία αυτή υπήρξε η ανάπτυξη μαγνητικών τομογράφων στατικού πεδίου 1.5 Τ, μια ένταση αρκετά ισχυρή για την ανάπτυξη μιας πλειάδας εφαρμογών, που σε χαμηλότερα  μαγνητικά πεδία ήταν απαγορευτική, αλλά παράλληλα όχι και τόσο ισχυρή ώστε να δημιουργεί έντονα προβλήματα ανομοιογένειας κ.α.π. Οι μαγνητικοί τομογράφοι εντάσεως 1.5Τ καθιερώθηκαν επί συναπτά έτη, ως οι επικρατέστεροι τομογράφοι για την απεικόνιση με μαγνητικό συντονισμό, αποτελώντας μια αξιόπιστη λύση.

            Επόμενο βήμα στην πορεία αυτή υπήρξε η χρήση μαγνητικών τομογράφων υψηλού πεδίου, δηλαδή 3.0 και πλέον Tesla, αρχικά για ερευνητικούς σκοπούς και στη συνέχεια στην καθ’ ημέρα ιατρική πράξη. Στις μέρες μας πλέον οι μαγνητικοί τομογράφοι στατικού πεδίου 3.0 Τ έχουν μπει στην κλινική πρακτική, ενώ οι ακόμη ισχυρότερου πεδίου, 7.0 και 11.0 Τ, χρησιμοποιούνται για ερευνητικούς σκοπούς και σε εξαιρετικά περιορισμένο εύρος.  Προφανώς και οι δυνατότητες για εξειδικευμένες εφαρμογές, στα συστήματα υψηλού μαγνητικού πεδίου, είναι περισσότερες. Αλλά και τα προβλήματα που προκύπτουν δεν είναι αμελητέα. Η επιλογή ενός συστήματος υψηλού πεδίου θα πρέπει πάντοτε να έπεται μιας συνολικής και εμπεριστατωμένης προσέγγισης του "τι θέλω να κάνω", και "ποιες είναι οι απαιτήσεις μου". Το υψηλό πεδίο δεν είναι πανάκεια για κάθε περίπτωση. Έχει πολλά και ισχυρά πλεονεκτήματα, έχει όμως και μειονεκτήματα τα οποία μπορούν να δρουν ανασταλτικά.

Β.Μ.-Θ.Θ.

Ο Μαγνητικός Τομογράφος Philips Ingenia 3.0 Tesla CX, που εγκαταστάθηκε τον Μάιο του 2017 και λειτουργεί στο Εργαστήριο Κλινικής Ακτινολογίας και Απεικόνισης του Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσοκομείου Ιωαννίνων (πηγή: Εργαστήριο Κλ. Ακτινολογίας & Απεικόνισης ΠΓΝΙ ).