Появление магнитно-резонансной томографии часто сравнивают с первооткрытием рентгеновских лучей, настолько важна её роль в современной медицинской диагностике. Поначалу, когда данное исследование только начало практиковаться в медицине, его использовали только для диагностики заболеваний центральной нервной системы. Сегодня же МРТ используется практически во всех медицинских областях и во многих научных исследованиях [1].
Как известно, 20 век принёс человечеству целый ряд гениальных открытий, но самыми важными оказались открытия рентгеновских лучей и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для твёрдых тел и жидкостей. Так ЯМР лёг в основу современной магнитно-резонансной томографии, а первооткрывателями считаются американские учёные Феликс Блох и Ричард Пурселл, которые сделали своё великое открытие в 1946 году независимо друг от друга. Следуя по стопам великих учёных, ЯМР начала использоваться другими физиками и химиками для исследований в органической и физической химии, а также биохимии и биофизике. Дальше профессором Полом Лаутербургом в 1972 году было сделано первое двухмерное ЯМР-изображение, которое представляло собой снимок двух стеклянных капилляров.
Несмотря на то, что на этот снимок ушло больше 4 часов, исследования с успехом продолжались и дальше, в результате чего в самом начале 80-х годов появились первые томографы, работающие на основе магнитно-резонансных излучений [1]. Магнитное поле по своей напряженности колеблется в широких пределах, начиная от 0,3 Теслера и выше, но в медицинской практике используются сверхпроводящие магниты до 2-2,5 Теслера, образующие безопасное магнитное поле для обследуемого человеческого организма.
Основные даты.
- П.Зееман открыл эффект расщепления уровней в магнитном поле.
- И.Раби открыл резонансное измерение магнитных моментов ядер в молекулярном пучке.
- Е.К. Завойский - первооткрыватель нового фундаментального явления - электронного парамагнитного резонанса.
В 1946 году Феликс Блох из Стенфордского университета и Эдвард Парселл из Гарвардского университета независимо друг от друга открыли явление ядерного магнитного резонанса. В 1952 году оба они были удостоены Нобелевской премии по физике «за развитие новых методов для точных ядерных магнитных измерений и связанные с этим открытия».
Годом основания магнитно-резонансной томографии принято считать 1973 год, когда профессор химии и радиологии из Нью-йоркского университета Стони Брук-Пол Лотербур, опубликовал в журнале Nature статью «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса» в которой были представлены трехмерные изображения объектов, полученные по спектрам протонного магнитного резонанса воды из этих объектов. Эта работа и легла в основу метода магнитной резонансной томографии (МРТ) [2].
Позже доктор Питер Мэнсфилд усовершенствовал математические алгоритмы получения изображения. Оба они были удостоены Нобелевской премии за 2003 год в области физиологии и медицины за решающий вклад в изобретение и развитие метода магнитной резонансной томографии.
В 1975 году Ричард Эрнст предложил магнитно-резонансную томографию с использованием фазового и частотного кодирования, метод, который используется в МРТ в настоящее время.
- Дж.Вауф, Е.Стейскал, Дж.Шефер - ЯМР высокого разрешения в твердом теле. Первые томографы для исследования тела человека появились в клиниках в 1980-1981 годах, а сегодня томография стала целой областью медицины.
Физические основы МРТ
Характеристики атомных ядер, делающие возможным магнитный резонанс - магнитные моменты и протонную прецессию магнитного поля, свойства спиновой релаксации, которые делают возможным различать протоны в различных средах, частоты импульсов, которые производят информацию для того, чтобы создавать МР изображения [2].
Магнитно-резонансное изображение основано на принципе ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), который был важной ветвью физики и химии со времени открытия Блохом и Парселлом в 40-х гг. ХХ в. Поначалу ЯМР применялся лишь в качестве инструмента химического анализа материалов, а о его приложении к биологическим объектам пошла речь только в начале 70-х гг. ХХ в. В наши дни МРТ стал незаменимым методом визуальной диагностики благодаря своей информативности и отсутствию вредных воздействий.
Формально принадлежа к отрасли лучевой диагностики, МРТ не имеет с ней ничего общего в части применения ионизирующего излучения, но имеет общий рабочий принцип с другими видами томографии по своей сути (исходя из суммарной информации, полученной от некоторого среза вещества, определить локальную информацию, а именно - плотность вещества в каждой точке сечения объекта). Преимущество МРТ перед КТ состоит в более высокой разрешающей способности, большей контрастности изображений, МРТ позволяет составить более чёткое представление об объёме и неравномерности распространения опухолей благодаря возможности получения изображения в любых плоскостях [2].
Если даже при спиральной КТ с возможностью трехмерной реконструкции изображения в продольной и фронтальной плоскостях «додумываются» компьютером из поперечных срезов, то при МРТ, полученные томограммы (срезы) всегда являются истинными, что имеет очень важное значение для правильной оценки структур изучаемой области исследования.
Широкий диапазон режимов сканирования определяет детальное изучение того или иного патологического процесса с высокой степенью достоверности полученного результата. Метод продолжает интенсивно развиваться, приборы стали удобнее в обращении, улучшается качество изображений, сокращается время исследования, появляются новые алгоритмы и методики работы.