AlterMedicine

Как вы помните, рентгеновский КТ-сканер впервые дал нам поперечный разрез человеческого тела. Последние несколько лет мы были свидетелями постепенного введения в практику радиологического отделения больницы нового устройства: сканера МРПИ (магнитно-резонансное построение изображения). Это устройство, в три раза дешевле КТ-сканера, недавно получило одобрение Федерального Управления США по лекарственным препаратам и продуктам питания. Интерес к нему среди врачей неуклонно растет по мере публикации в медицинской литературе сведений о его диагностическом потенциале, так как этот сканер позволяет получить изображения нового качества. С чисто физической точки зрения МРПИ способно выявить в теле опухоли, которые не обнаруживались традиционным КТ сканированием.

При МРПИ, в отличие от вышеприведенных методов, не применяются ни рентгеновские лучи, ни внутривенное введение радиоактивных веществ, а используются уже знакомые по описаниям КТ-сканеров компьютерные программы, позволяющие визуально наблюдать за реакцией органов тела на воздействие магнитных полей высокой интенсивности. Современная методика МРПИ использует особенности распределения молекул воды в тканях человеческого тела. Магнитные резонансные блоки создают свои изображения, основываясь на феномене ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и технике анализа, известной специалистам в области органической химии еще с 1960-х гг., но нашедшей применение в медицинских системах формирования изображения только в 1970-х гг.

Чтобы сделать видимой живую ткань, при МРПИ используются магнитные свойства протонов, которые ведут себя подобно небольшим вращающимся планетам и обладают магнитными свойствами, то есть имеют северный и южный магнитные полюса. В сильном магнитном поле полюса всех протонов упорядочивают свое расположение, ориентируясь вдоль силовых линий. Затем применяется второй стимулятор — пучок электромагнитного излучения в диапазоне частот, соответствующем частоте радиоизлучения протона. Под его воздействием протоны начинают медленно вращаться вокруг своей оси. Затем источник излучения выключается. Энергия высокой частоты теперь исходит от стимулированных излучением протонов и воспринимается детекторами сканера МРПИ, расположенными вокруг Пациента. Математический анализ полученных данных позволяет создать такое подробное изображение поперечного среза ткани человеческого тела, которое не было доступно для любого из прежних сканеров. Детальность информации, получаемой при тонких "срезах МРПИ", позволяет выявить особенности строения органов человека, которые до этого могли видеть только патологоанатомы.

99 процентов молекул нашего организма — обычная вода, стимулированные протоны которой используются в современных сканерах МРПИ в качестве источника излучения.

Ключевой принцип, на котором базируется МРПИ, заключается в том, что излучающие атомы водорода стимулируются энергией со строго определенной длиной волны, то есть атомом поглощается энергия только конкретной резонансной частоты. Перед нами картина, аналогичная модели электронных орбит энергетических оболочек атома. Чтобы переместить электрон с низшей орбиты на высшую, необходима энергия определенной частоты. При переходе с высокой орбиты на более низкую электрон излучает фотон с той же частотой, которая использовалась для его перемещения. Основная характеристика необходимой для такого перехода энергии — резонансная частота. В процессе МРПИ, когда энергия резонансной частоты воздействует на протоны, происходит нечто подобное, но с атомами водорода.

Исходя из принципа "резонансной специфичности", исследователи пытаются применить "электронное окно" МРПИ для изучения атомов других элементов, включая натрий и фосфор. Последний является компонентом АТФ (аденозин трифосфат) — энергетической основы клетки, а также КФК (креатин фосфокиназа) — мускульно-специфического энзима. При помощи энергетического резонанса с молекулой фосфора ученые надеются наблюдать за ходом химических реакций энергетического обмена на клеточном уровне и диагностировать поражения мускула (например, мускульную дистрофию) без необходимости делать биопсию ткани. Магнитная резонансная система также может оказаться средством исследования клеточного метаболизма без непосредственного вторжения в живые органы.