Φαντάσου έναν πολύ ήρεμο θόρυβο στο ραδιόφωνο που, αν γυρίσεις ακριβώς το κουμπί στη σωστή συχνότητα, ξαφνικά γίνεται καθαρή μουσική. Κάπως έτσι λειτουργεί και ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός: τα άτομα μέσα στο σώμα μας, κυρίως το υδρογόνο που υπάρχει στο νερό και το λίπος, συμπεριφέρονται σαν μικροσκοπικοί «ραδιοφωνικοί σταθμοί». Όταν βρεθούν μέσα σε έναν ισχυρό μαγνήτη και τους στείλουμε ένα πολύ συγκεκριμένο ραδιοκύμα, «πιάνουν» αυτή τη συχνότητα και αντιδρούν. Η αντίδρασή τους είναι ένα πολύ αδύναμο σήμα που μπορούμε να «ακούσουμε» με κεραίες και να το μετατρέψουμε σε εικόνα. Έτσι, χωρίς πόνο, χωρίς ακτίνες-Χ, μπορούμε να καταλάβουμε αν ένας μυς έχει τραυματιστεί, αν ένας σύνδεσμος στο γόνατο έχει σκιστεί ή αν υπάρχει φλεγμονή σε έναν ιστό. Είναι σαν να «συντονίζουμε» το σώμα και να ακούμε τι μας λέει από μέσα.

Ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός (NMR) στηρίζεται στο ότι οι πυρήνες ορισμένων ατόμων, κυρίως του υδρογόνου, συμπεριφέρονται σαν μικροσκοπικοί μαγνήτες. Όταν τοποθετηθούν μέσα σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, αυτοί οι «μαγνήτες» τείνουν να ευθυγραμμιστούν προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αν τους δώσουμε ένα σήμα ραδιοκυμάτων στη σωστή συχνότητα (που λέγεται συχνότητα Larmor), οι πυρήνες διεγείρονται και αλλάζουν προσωρινά θέση. Στη συνέχεια επιστρέφουν στην αρχική τους κατάσταση, εκπέμποντας ένα μικρό σήμα που μπορούμε να καταγράψουμε. Ο τρόπος και ο χρόνος που το κάνουν αυτό διαφέρει από ιστό σε ιστό, και αυτές οι διαφορές είναι που μας επιτρέπουν να δημιουργήσουμε εικόνες στη μαγνητική τομογραφία.

Σκέψου ένα μικρό σβούρο που γυρίζει γύρω από τον άξονά του. Όσο γυρίζει, έχει μια σταθερότητα και μια «κατεύθυνση». Οι πυρήνες ορισμένων ατόμων μοιάζουν με τόσο μικρά «σβούρια»: έχουν μια ιδιότητα που τη λέμε spin. Επειδή ο πυρήνας του υδρογόνου είναι πολύ συχνός στο σώμα και έχει κατάλληλο spin, γίνεται ο αγαπημένος «στόχος» της μαγνητικής τομογραφίας. Κάθε τέτοιο μικροσκοπικό «σβούρι» συμπεριφέρεται σαν πολύ μικρός μαγνήτης. Αν βάλεις πάρα πολλούς τέτοιους «μαγνήτες» σε έναν μεγάλο μαγνήτη, τότε τείνουν να ευθυγραμμιστούν και, συνολικά, αποκτούν μια κατεύθυνση που μπορούμε να επηρεάσουμε με ραδιοκύματα. Αυτή η ιδιότητα μάς επιτρέπει να ξεκινήσουμε μια «συζήτηση» με τους πυρήνες και να πάρουμε πίσω ένα σήμα, από το οποίο φτιάχνουμε εικόνες.

Ορισμένοι πυρήνες έχουν spin, μια ιδιότητα που τους κάνει να συμπεριφέρονται σαν μικροσκοπικοί μαγνήτες. Ο πυρήνας του υδρογόνου είναι ο πιο σημαντικός για τη μαγνητική τομογραφία, γιατί υπάρχει παντού στο σώμα (νερό, λίπος) και έχει κατάλληλα χαρακτηριστικά. Όταν οι πυρήνες αυτοί τοποθετηθούν μέσα σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, τείνουν να ευθυγραμμιστούν. Με ένα σήμα ραδιοκυμάτων μπορούμε να τους «γυρίσουμε» προσωρινά και να τους κάνουμε να εκπέμψουν πίσω σήμα. Το σύνολο αυτών των σημάτων, όταν αναλυθεί, δίνει την εικόνα της περιοχής που εξετάζουμε.

Όταν μπαίνεις στο δωμάτιο του μαγνήτη, δεν «νιώθεις» κάτι, αλλά γύρω σου υπάρχει ένα εξαιρετικά ισχυρό και σταθερό μαγνητικό πεδίο. Αυτό το πεδίο λειτουργεί σαν ευθεία γραμμή που δείχνει «βορρά-νότο» για όλους τους μικροσκοπικούς μαγνήτες μέσα μας. Οι περισσότεροι τείνουν να κοιτάζουν προς τη μία κατεύθυνση, και έτσι, συνολικά, δημιουργείται μια μικρή «πλειοψηφία» που μπορούμε να επηρεάσουμε. Αν δεν υπήρχε αυτό το σταθερό πεδίο, θα βασίλευε η αταξία και δεν θα είχαμε σήμα. Το B0 είναι σαν την κεντρική σκηνή: πάνω της «χορεύουν» οι πυρήνες όταν τους δώσουμε το σωστό μουσικό ρυθμό (τη συχνότητα). Χάρη σε αυτό, το σώμα γίνεται «συντονίσιμο» και μπορούμε να το διεγείρουμε και να καταγράψουμε χρήσιμες πληροφορίες.

Ο μαγνήτης της μαγνητικής τομογραφίας δημιουργεί ένα ισχυρό και σταθερό πεδίο που δίνει στους πυρήνες μια βασική κατεύθυνση. Η παρουσία αυτού του πεδίου κάνει τους μικροσκοπικούς «μαγνήτες» του σώματος να τείνουν να ευθυγραμμιστούν. Έτσι υπάρχει μια μικρή αλλά σημαντική καθαρή μαγνήτιση που μπορούμε να ελέγξουμε. Αν δεν υπήρχε αυτό το πεδίο, το σήμα θα ήταν χαοτικό και άχρηστο. Όσο πιο ομοιόμορφο και σταθερό είναι το πεδίο, τόσο πιο καθαρές εικόνες μπορούμε να πάρουμε.

Όπως κάθε μουσικό όργανο έχει μια νότα που «του πάει», έτσι και κάθε πυρήνας έχει μια δική του «αγαπημένη» συχνότητα. Αυτή λέγεται συχνότητα Larmor και εξαρτάται από τη δύναμη του μαγνήτη. Αν παίξουμε ακριβώς αυτή τη νότα με ένα ραδιοκύμα, οι πυρήνες «ζωντανεύουν» και κινούνται συγχρονισμένα, λίγο σαν να κάνουμε όλους τους χορευτές να ακολουθούν το ίδιο beat. Αν παίζουμε πιο χαμηλά ή πιο ψηλά, χάνουμε την επαφή. Η σωστή επιλογή συχνότητας μάς επιτρέπει να ενεργοποιήσουμε το σήμα που χρειαζόμαστε, χωρίς να «ενοχλήσουμε» ό,τι δεν πρέπει. Αυτός ο συντονισμός είναι το μυστικό που κάνει τη μαγνητική τομογραφία τόσο εκλεκτική και ακριβή στις εικόνες που δημιουργεί.

Η συχνότητα Larmor είναι η συχνότητα στην οποία αντιδρούν οι πυρήνες όταν βρίσκονται μέσα στο μαγνητικό πεδίο. Όσο πιο ισχυρό είναι το πεδίο, τόσο μεγαλύτερη είναι και η συχνότητα αυτή. Όταν στείλουμε ραδιοκύματα στη σωστή συχνότητα, οι πυρήνες διεγείρονται και αρχίζουν να «περιστρέφονται» συγχρονισμένα γύρω από τον άξονα του πεδίου. Αν η συχνότητα δεν είναι σωστή, ο συντονισμός χάνεται και το σήμα δεν είναι καθαρό. Η ακριβής γνώση και ρύθμιση αυτής της συχνότητας είναι θεμελιώδης για τη λήψη καλής εικόνας στη μαγνητική.

Αν σπρώξεις απαλά μια κούνια, θα πάει λίγο πιο πέρα• αν σπρώξεις δυνατότερα, θα φτάσει ψηλότερα. Το ίδιο συμβαίνει με τα ραδιοκύματα που «σπρώχνουν» τη μαγνήτιση. Ένας μικρός παλμός γυρίζει τη «βελόνα» λίγο, ένας πιο δυνατός τη γυρίζει περισσότερο. Τη στροφή αυτή την ονομάζουμε γωνία μετάπτωσης. Αν ρυθμίσουμε σωστά τη διάρκεια και την ένταση του παλμού, παίρνουμε το καλύτερο δυνατό σήμα για τον σκοπό μας. Άλλοτε θέλουμε μικρές γωνίες για γρήγορες, φωτεινές εικόνες, άλλοτε μεγάλες γωνίες για συγκεκριμένη αντίθεση. Η ευελιξία αυτή επιτρέπει να φτιάχνουμε εικόνες που αναδεικνύουν ιστοί με διαφορετικό τρόπο, έτσι ώστε ο γιατρός να δει ακριβώς αυτό που χρειάζεται.

Οι παλμοί ραδιοκυμάτων που στέλνουμε στο σώμα λειτουργούν σαν ένα «σπρώξιμο» στους πυρήνες. Η γωνία που θα στραφεί η μαγνήτιση εξαρτάται από τη διάρκεια και την ένταση του παλμού, και ονομάζεται γωνία μετάπτωσης. Μικρές γωνίες δίνουν γρήγορες εικόνες με συγκεκριμένο χαρακτήρα, ενώ μεγαλύτερες γωνίες δίνουν διαφορετική αντίθεση. Ανάλογα με τον στόχο της εξέτασης, επιλέγεται η κατάλληλη ρύθμιση, ώστε να φαίνονται καθαρά οι ιστοί που μας ενδιαφέρουν.

Μετά από έναν παλμό, οι μικρο-μαγνήτες δεν μένουν για πάντα «στραβωμένοι». Σιγά-σιγά επιστρέφουν στην αρχική τους ηρεμία, όπως ένα πλήθος που μετά τη συναυλία διαλύεται ήρεμα προς τις εξόδους. Ο χρόνος που χρειάζονται για να ξαναβρούν την «κάθετη» κατεύθυνση λέγεται T1. Διαφορετικοί ιστοί έχουν διαφορετικό ρυθμό επιστροφής, όπως διαφορετικά υλικά στεγνώνουν πιο γρήγορα ή πιο αργά. Αυτή η διαφορά μάς βοηθά να ξεχωρίσουμε ιστούς στις εικόνες. Για παράδειγμα, λίπος και υγρά εμφανίζονται με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά σε T1-σταθμισμένες εικόνες. Έτσι, προσαρμόζοντας την ακολουθία, αναδεικνύουμε τον ιστό που θέλουμε να μελετήσουμε καλύτερα.

Η χαλάρωση T1 είναι ο χρόνος που χρειάζονται οι πυρήνες για να επιστρέψουν στην αρχική τους κατάσταση μετά από έναν παλμό. Κάθε ιστός έχει διαφορετικό T1, κάτι που δημιουργεί τις διαφορές φωτεινότητας στις εικόνες. Το λίπος, για παράδειγμα, επανέρχεται πιο γρήγορα, ενώ το νερό πιο αργά. Έτσι μπορούμε να δούμε τι συμβαίνει σε κάθε περιοχή, ανάλογα με το ποιον ιστό θέλουμε να τονίσουμε. Οι τεχνολόγοι επιλέγουν ειδικές ρυθμίσεις χρόνου ώστε να αναδειχθούν τα χαρακτηριστικά που τους ενδιαφέρουν.

Αν μια ομάδα ποδηλατών ξεκινήσει μαζί, στην αρχή είναι δίπλα-δίπλα• με τον χρόνο όμως άλλοι πάνε λίγο πιο γρήγορα, άλλοι πιο αργά, και η ομάδα «απλώνει». Κάτι ανάλογο συμβαίνει με τους πυρήνες μετά τον παλμό: αρχικά κινούνται συγχρονισμένα, αλλά σιγά-σιγά χάνουν τον συγχρονισμό τους. Αυτό μειώνει το ορατό μας σήμα όσο περνά ο χρόνος. Ο χρόνος T2 περιγράφει το πόσο γρήγορα «ξεσυγχρονίζονται» λόγω αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους, ενώ το T2* είναι ακόμη πιο γρήγορο επειδή υπολογίζει και μικρές ανομοιογένειες του μαγνήτη. Αυτές οι διαφορές κάνουν ορισμένους ιστούς να ξεχωρίζουν σε T2-σταθμισμένες εικόνες, όπως όταν ψάχνουμε οίδημα ή φλεγμονή.

Η χαλάρωση T2 δείχνει πόσο γρήγορα οι πυρήνες χάνουν τον συγχρονισμό τους μετά τη διέγερση. Αυτό οδηγεί σε σταδιακή μείωση του σήματος. Το T2* είναι μια πιο γρήγορη μορφή, γιατί λαμβάνει υπόψη και μικρές ατέλειες στο μαγνητικό πεδίο. Στις εικόνες MRI, αυτοί οι χρόνοι μάς επιτρέπουν να ξεχωρίσουμε περιοχές με οίδημα, φλεγμονή ή μικρές αιμορραγίες. Έτσι, ανάλογα με τον στόχο της εξέτασης, τονίζουμε συγκεκριμένα χαρακτηριστικά του σώματος.

Αφού «σπρώξουμε» τους πυρήνες με RF, αυτοί μας «απαντούν» με ένα πολύ αδύναμο ραδιοσήμα. Είναι σαν να φωνάζεις σε μια μεγάλη αίθουσα και να ακούς πώς γυρίζει πίσω η ηχώ. Στην αρχή το σήμα είναι πιο δυνατό και μετά σβήνει. Αυτό το πρώτο κομμάτι το λέμε FID. Με έξυπνα «χτυπήματα» των μαγνητικών κλίσεων και πρόσθετους παλμούς μπορούμε να «μαζέψουμε» το σήμα ξανά, δημιουργώντας echoes που μάς δίνουν καθαρότερη πληροφορία. Όλα αυτά συλλέγονται από πηνία γύρω από την περιοχή που εξετάζουμε και στέλνονται στον υπολογιστή. Εκεί, με μαθηματικά εργαλεία, μετατρέπονται σε εικόνα που έχει νόημα για γιατρούς και ασθενείς.

Το σήμα που δίνουν οι πυρήνες μετά τη διέγερση ονομάζεται FID και είναι πιο δυνατό στην αρχή αλλά σβήνει με τον χρόνο. Για να το ξαναενισχύσουμε, χρησιμοποιούμε ειδικούς παλμούς που δημιουργούν «ηχώ» (echoes). Αυτά τα σήματα καταγράφονται από τα πηνία που βρίσκονται γύρω από τον ασθενή και στη συνέχεια αναλύονται από τον υπολογιστή. Με μαθηματικές μεθόδους μετατρέπονται σε εικόνα, η οποία δείχνει λεπτομέρειες του σώματος.

Για να μη «μιλούν» όλοι οι πυρήνες του σώματος ταυτόχρονα, χρειαζόμαστε έναν τρόπο να διαλέγουμε περιοχή. Είναι σαν φακός που εστιάζει σε μία λεπτή φέτα μιας τούρτας. Οι μαγνητικές κλίσεις αλλάζουν ελαφρά τη «νότα» (συχνότητα) σε κάθε θέση. Έτσι, όταν παίζουμε ένα RF παλμό που «πιάνει» μόνο ένα μικρό εύρος συχνοτήτων, ενεργοποιούνται οι πυρήνες μόνο μέσα στην επιλεγμένη φέτα. Με αυτόν τον τρόπο χτίζουμε την εικόνα κομμάτι-κομμάτι, χωρίς να μπερδεύονται τα σήματα από άλλες περιοχές. Το αποτέλεσμα είναι καθαρές, λεπτές τομές που δείχνουν ακριβώς το σημείο ενδιαφέροντος.

Οι μαγνητικές κλίσεις δημιουργούν μικρές διαφορές στο μαγνητικό πεδίο ανάλογα με τη θέση. Έτσι, κάθε περιοχή «απαντά» σε ελαφρώς διαφορετική συχνότητα. Με έναν παλμό που έχει συγκεκριμένο εύρος συχνοτήτων, μπορούμε να ενεργοποιήσουμε μόνο τη φέτα που μας ενδιαφέρει. Με αυτόν τον τρόπο καταφέρνουμε να έχουμε καθαρές τομές του σώματος, χωρίς να μπερδεύονται σήματα από άλλες περιοχές.

Φαντάσου ένα σταυρόλεξο που γεμίζει σιγά-σιγά με γράμματα: κάθε γραμμή μάς δίνει ένα κομμάτι πληροφορίας και, όταν συμπληρωθούν όλες, εμφανίζεται η λέξη. Στη μαγνητική τομογραφία, αντί για γράμματα, γεμίζουμε έναν «πίνακα» από σήματα που λέγεται χώρος-k. Με κλίσεις που αλλάζουν με προσεκτικό τρόπο, παίρνουμε διαφορετικά «κομμάτια» του πίνακα. Όταν τον γεμίσουμε αρκετά, ένας μαθηματικός μετασχηματισμός τον μετατρέπει σε εικόνα. Οι επιλογές που κάνουμε στο πώς γεμίζουμε τον χώρο-k επηρεάζουν την ευκρίνεια, τον θόρυβο και τον χρόνο εξέτασης. Έτσι μπορούμε να επιλέξουμε πιο γρήγορες ή πιο λεπτομερείς εικόνες, ανάλογα με την ανάγκη.

Ο χώρος-k είναι ένας «πίνακας» όπου αποθηκεύονται τα σήματα που παίρνουμε με διαφορετικές ρυθμίσεις μαγνητικών κλίσεων. Κάθε γραμμή του αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη πληροφορία φάσης ή συχνότητας. Όταν γεμίσει αρκετά, εφαρμόζουμε μαθηματικούς υπολογισμούς (μετασχηματισμό Fourier) και τον μετατρέπουμε σε εικόνα. Ο τρόπος που επιλέγουμε να γεμίσουμε τον χώρο αυτό καθορίζει αν η εικόνα θα είναι πιο λεπτομερής, πιο γρήγορη ή με λιγότερο θόρυβο.

Σκέψου ότι τραβάς φωτογραφίες σε ένα δωμάτιο με φώτα που ανάβουν και σβήνουν. Αν πατήσεις γρήγορα το κλείστρο, θα πιάσεις άλλο στιγμιότυπο από ό,τι αν περιμένεις λίγο. Στη μαγνητική τομογραφία, κάτι αντίστοιχο κάνουν δύο «χρονοδιακόπτες»: ο TR, που είναι ο χρόνος ανάμεσα σε δύο «σπρωξίματα» με ραδιοκύμα, και ο TE, που είναι το πόσο περιμένουμε μέχρι να μαζέψουμε το σήμα. Αν διαλέξουμε μικρό TR και κατάλληλο TE, αναδεικνύονται ιστοί που «χαλαρώνουν» γρήγορα προς την αρχική τους κατάσταση• αν διαλέξουμε μεγαλύτερο TE, ξεχωρίζουν ιστοί που χάνουν πιο γρήγορα τον συγχρονισμό τους. Με απλά λόγια, παίζοντας με αυτούς τους δύο χρόνους, ο τεχνολόγος κάνει το «στούντιο φωτισμού» να ταιριάζει στο θέμα: άλλοτε τονίζει το λίπος, άλλοτε τα υγρά, άλλοτε την παρουσία φλεγμονής. Έτσι προκύπτουν διαφορετικές «προσωπικότητες» της ίδιας ανατομίας, χρήσιμες για διαφορετικές ερωτήσεις.

Η αντίθεση στις εικόνες MRI εξαρτάται από το πώς ρυθμίζουμε τον χρόνο TR (διάστημα ανάμεσα σε παλμούς) και τον χρόνο TE (πότε συλλέγουμε το σήμα). Αν ο TR είναι μικρός, τονίζουμε τους ιστούς που χαλαρώνουν γρήγορα (T1). Αν ο TE είναι μεγαλύτερος, τότε φαίνονται πιο έντονα οι ιστοί που χάνουν γρήγορα τον συγχρονισμό τους (T2). Αν ο TR είναι μεγάλος και ο TE μικρός, τότε η εικόνα δείχνει κυρίως την ποσότητα των πρωτονίων (PD). Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να «διαλέξουμε» ποιο χαρακτηριστικό του σώματος θέλουμε να δούμε καλύτερα.

Αν δύο σφουγγάρια έχουν ίδιο μέγεθος αλλά διαφορετική ποσότητα νερού, το πιο «γεμάτο» θα στάζει περισσότερο όταν το πιέσεις. Κάπως έτσι, περιοχές του σώματος που έχουν περισσότερα άτομα υδρογόνου (δηλαδή περισσότερο νερό ή λίπος) μπορούν να δώσουν πιο δυνατό σήμα στη μαγνητική. Σε εικόνες που δίνουν έμφαση στην «ποσότητα» παρά στις «ταχύτητες» χαλάρωσης, βλέπουμε καθαρά τη διαφορά ανάμεσα σε ιστούς με διαφορετικό περιεχόμενο σε πρωτόνια. Αυτό είναι χρήσιμο όταν θέλουμε ουδέτερη αντίθεση, χωρίς να «χρωματίζουμε» την εικόνα με T1 ή T2. Για παράδειγμα, σε ορισμένες εξετάσεις αρθρώσεων, η έμφαση στην πυκνότητα πρωτονίων κάνει τις λεπτομέρειες των χόνδρων και των τενόντων να ξεχωρίζουν χωρίς να μπερδεύονται από έντονα εφέ φωτεινότητας υγρών.

Η απεικόνιση με έμφαση στην πυκνότητα πρωτονίων δείχνει κυρίως πόσα άτομα υδρογόνου υπάρχουν σε κάθε ιστό. Για να το πετύχουμε, χρησιμοποιούμε μεγάλους χρόνους TR (ώστε να μειώσουμε την επίδραση του T1) και μικρούς χρόνους TE (ώστε να περιορίσουμε το T2). Έτσι η εικόνα δεν επηρεάζεται πολύ από τον τρόπο χαλάρωσης, αλλά δείχνει τη διαφορά στην ποσότητα πρωτονίων. Είναι χρήσιμη σε εξετάσεις αρθρώσεων, γιατί αναδεικνύει καθαρά λεπτομέρειες σε τένοντες και χόνδρους.

Έχεις ακούσει δύο όργανα που παίζουν σχεδόν την ίδια νότα αλλά «φαίνεται» λίγο διαφορετικός ο ήχος; Το λίπος και το νερό στο σώμα «τραγουδούν» σε πολύ κοντινές, αλλά όχι ίδιες συχνότητες. Αυτό το μικρό «φάλτσο» μάς επιτρέπει να τα ξεχωρίζουμε. Χρησιμοποιώντας εικόνες όπου τα δύο αυτά «φωνητικά» είναι είτε στην ίδια φάση είτε εκτός φάσης, μπορούμε να καταλάβουμε τι ποσοστό του σήματος προέρχεται από λίπος και τι από νερό. Αυτό είναι χρήσιμο για να δούμε, π.χ., αν ένας μυς έχει διηθηθεί από λίπος ή αν ένα όργανο έχει αυξημένο λίπος. Επίσης, μπορούμε να «σιγαίνουμε» εκλεκτικά το λίπος, ώστε το υγρό να φαίνεται καθαρά, κάτι που βοηθά πολύ σε τραυματισμούς, φλεγμονές ή ανιχνεύσεις οιδημάτων.

Το λίπος και το νερό δίνουν σήμα σε συχνότητες που διαφέρουν ελάχιστα. Αυτή η μικρή διαφορά μάς επιτρέπει να ξεχωρίζουμε αν το σήμα μιας περιοχής προέρχεται κυρίως από λίπος ή από νερό. Με ειδικές τεχνικές (όπως η Dixon), παίρνουμε εικόνες σε φάση και εκτός φάσης και στη συνέχεια υπολογίζουμε χωριστά το σήμα του λίπους και του νερού. Έτσι μπορούμε να εντοπίσουμε αυξημένο λίπος σε όργανα ή να «σβήσουμε» το λίπος για να φανεί καθαρά το υγρό και οι βλάβες γύρω του.

Φαντάσου να μιλάς σε μια αίθουσα με λίγο βουητό. Αν κάποιος επαναλάβει καθαρά τα λόγια σου, οι γύρω σου θα σε ακούσουν πιο καθαρά. Στις ακολουθίες spin echo, μετά το αρχικό «σπρώξιμο», δίνουμε ένα δεύτερο «σήμα-διόρθωση» που βοηθά να επανέλθει η καθαρότητα. Έτσι παίρνουμε σταθερές εικόνες με καλή ποιότητα, ειδικά όταν θέλουμε να μετρήσουμε διαφορές που σχετίζονται με τον χρόνο T2. Για να μην αργούμε, χρησιμοποιούμε «τούρμπο» εκδοχές που μαζεύουν περισσότερη πληροφορία σε κάθε κύκλο, όπως όταν γεμίζεις περισσότερα καρότσια σε μία διαδρομή στο σούπερ μάρκετ. Αυτό μειώνει τον χρόνο εξέτασης χωρίς να χάνεται η ουσία της καθαρής ακρόασης του σήματος.

Οι ακολουθίες Spin Echo χρησιμοποιούν έναν πρώτο παλμό για τη διέγερση και έναν δεύτερο διορθωτικό παλμό για να αποκαταστήσουν το σήμα που χάνεται από μικρές ανομοιογένειες. Έτσι παίρνουμε καθαρές εικόνες με έμφαση στο T2. Για να μειώσουμε τον χρόνο εξέτασης, υπάρχουν παραλλαγές όπως το Turbo Spin Echo, που συλλέγουν περισσότερη πληροφορία σε λιγότερο χρόνο. Αυτό όμως έχει και περιορισμούς, όπως ελαφρά μείωση ευκρίνειας, αλλά παραμένει πολύ χρήσιμο στην κλινική πράξη.

Σκέψου έναν φακό που πιάνει γρήγορα τη στιγμή, αλλά είναι πιο ευαίσθητος σε τρεμούλες. Οι ακολουθίες gradient echo είναι γρήγορες και μπορούν να δώσουν εντυπωσιακές εικόνες, ιδίως όταν θέλουμε να δούμε διαφορές λόγω μικρών ανομοιογενειών, όπως κοντά σε μέταλλο ή μικρές ποσότητες αίματος. Όμως επειδή δεν υπάρχει το «διορθωτικό» βήμα των spin echo, αυτές οι εικόνες είναι πιο ευάλωτες στο να «λερωθούν» από τέτοιες ανομοιογένειες. Αυτό το εκμεταλλευόμαστε όταν θέλουμε να τονίσουμε ακριβώς αυτά τα στοιχεία, όπως μικροαιμορραγίες. Επίσης, με μικρές γωνίες στροφής μπορούμε να τραβήξουμε γρήγορες ακολουθίες που βοηθούν σε 3D ανατομία ή αγγεία.

Οι ακολουθίες Gradient Echo είναι πιο γρήγορες, αλλά δεν έχουν το «διορθωτικό» βήμα που κρατά το σήμα καθαρό στις Spin Echo. Γι’ αυτό είναι πιο ευαίσθητες σε ατέλειες του μαγνητικού πεδίου. Αυτή η ευαισθησία όμως είναι χρήσιμη όταν θέλουμε να εντοπίσουμε μικρές αιμορραγίες, μέταλλα ή άλλες διαφορές στον ιστό. Με μικρές γωνίες διέγερσης μπορούμε επίσης να κάνουμε γρήγορες 3D εικόνες ή αγγειογραφία.

Φαντάσου ότι έχεις δύο δυνατές φωνές σε μια συναυλία και θες προσωρινά να «κλείσεις» τη μία για να ακούσεις καλύτερα την άλλη. Στη μαγνητική υπάρχει ένα κόλπο που «γυρίζει ανάποδα» το σήμα όλων, περιμένει λίγο και μετά τραβά φωτογραφία όταν η μία φωνή περνά από «μηδέν». Έτσι, αυτή η φωνή σχεδόν εξαφανίζεται και η άλλη ξεχωρίζει. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να «κλείνουμε» το λίπος (STIR) ή το ελεύθερο υγρό στον εγκέφαλο (FLAIR), ώστε να φαίνονται καλύτερα αλλοιώσεις που αλλιώς θα κρύβονταν στη λάμψη τους. Είναι σαν να χαμηλώνεις ένα φως για να δεις καθαρά κάτι αμυδρό δίπλα του.

Στις ακολουθίες Inversion Recovery δίνουμε έναν ειδικό παλμό που «γυρίζει ανάποδα» το σήμα και μετά περιμένουμε έναν χρόνο μέχρι ένας ιστός να σβήσει εντελώς. Έτσι, μπορούμε να «εξαφανίσουμε» το λίπος (στην τεχνική STIR) ή το εγκεφαλονωτιαίο υγρό (στην τεχνική FLAIR). Αυτό κάνει πιο εύκολο να δούμε αλλοιώσεις που αλλιώς θα χάνονταν. Αν και η διαδικασία διαρκεί λίγο περισσότερο, δίνει πολύ χρήσιμες εικόνες για τη διάγνωση.

Αν ρίξεις σταγόνες μελάνι σε ένα ποτήρι νερό και δεν το κουνήσεις, σιγά-σιγά απλώνονται μόνες τους. Αυτή η φυσική «κίνηση χωρίς σπρώξιμο» λέγεται διάχυση. Μέσα στο σώμα, τα μόρια του νερού κινούνται, αλλά εμπόδια όπως μεμβράνες και πυκνότητα κυττάρων αλλάζουν πόσο ελεύθερα μπορούν να απλωθούν. Στη μαγνητική μπορούμε να «ευαισθητοποιήσουμε» την εικόνα σε αυτή τη μικροσκοπική κίνηση. Τότε, περιοχές όπου το νερό παγιδεύεται περισσότερο φαίνονται διαφορετικές από περιοχές όπου κινείται πιο άνετα. Αυτό βοηθά πολύ στο να εντοπίζουμε γρήγορα εγκεφαλικά επεισόδια, γιατί σε οξεία ισχαιμία το νερό «κολλάει» μέσα στα κύτταρα και το σήμα αλλάζει χαρακτηριστικά.

Η διάχυση δείχνει πώς κινούνται τα μόρια του νερού μέσα στους ιστούς. Όταν το νερό παγιδεύεται περισσότερο, όπως σε ένα εγκεφαλικό επεισόδιο, το σήμα στη μαγνητική αλλάζει χαρακτηριστικά. Με ειδικές ακολουθίες (DWI) μπορούμε να δούμε αυτές τις αλλαγές πολύ γρήγορα, ενώ οι χάρτες ADC μας δείχνουν πόσο περιορισμένη είναι η κίνηση. Έτσι, η διάχυση είναι πολύ σημαντική για την έγκαιρη διάγνωση οξέων βλαβών στον εγκέφαλο.

Το αίμα είναι σαν ποτάμι που κινείται συνεχώς. Αν βγάλεις φωτογραφία με μικρό κλείστρο, «παγώνεις» σταγόνες• με μεγαλύτερο, βλέπεις «γραμμές». Με τη μαγνητική μπορούμε να τονίσουμε αγγεία χωρίς να βάλουμε πάντα σκιαγραφικό: εκμεταλλευόμαστε το ότι το «φρέσκο» αίμα που μπαίνει σε μια τομή δεν έχει «κουραστεί» από προηγούμενα σήματα και φαίνεται φωτεινό (TOF). Άλλοτε, μετράμε μικρές αλλαγές στη φάση που σχετίζονται με την ταχύτητα ροής. Όταν χρειαζόμαστε ακόμη πιο ακριβή εικόνα ή πληροφορία για το πόσο αίμα φτάνει σε έναν ιστό, χρησιμοποιούμε σκιαγραφικό για να δούμε πώς «περνά» μέσα από το δίκτυο. Έτσι καταλαβαίνουμε αν ένας όγκος τροφοδοτείται έντονα ή αν μια περιοχή του εγκεφάλου υποαιματώνεται.

Με τη μαγνητική μπορούμε να μελετήσουμε τη ροή του αίματος και τα αγγεία. Χωρίς σκιαγραφικό, αυτό γίνεται με τεχνικές όπως το TOF, όπου το φρέσκο αίμα φαίνεται πιο φωτεινό, ή με τεχνικές που μετρούν αλλαγές στη φάση ανάλογα με την ταχύτητα ροής. Όταν χρησιμοποιούμε σκιαγραφικό, μπορούμε να δούμε με ακρίβεια πώς το αίμα περνά μέσα από τα αγγεία και τους ιστούς, κάτι που βοηθά στον έλεγχο όγκων ή της αιμάτωσης του εγκεφάλου.

Η μαγνητική δεν χρησιμοποιεί ακτίνες-Χ, άρα δεν «ακτινοβολεί» όπως μια αξονική. Όμως ο ισχυρός μαγνήτης είναι συνεχώς ενεργός και τραβά δυνατά μεταλλικά αντικείμενα, όπως όταν ένας μαγνήτης στο ψυγείο «αρπάζει» ένα κλιπ. Γι’ αυτό πριν μπεις στον χώρο, βγάζεις κλειδιά, κάρτες, κινητό, κοσμήματα και ενημερώνεις για εμφυτεύματα ή παλιά ατυχήματα με μέταλλο. Κάποια εμφυτεύματα είναι συμβατά, άλλα όχι, και οι υπεύθυνοι κάνουν πάντα έλεγχο. Μερικές φορές χορηγείται σκιαγραφικό για καλύτερη εικόνα• οι περισσότεροι άνθρωποι το αντέχουν καλά, αλλά όπως σε κάθε φάρμακο υπάρχουν σπάνιες ανεπιθύμητες αντιδράσεις, κι έτσι ο γιατρός αποφασίζει με βάση το όφελος. Αν ακολουθήσουμε τους κανόνες, η εξέταση είναι ασφαλής και ανώδυνη.

Η μαγνητική τομογραφία δεν έχει ακτινοβολία, αλλά ο μεγάλος μαγνήτης μπορεί να τραβήξει μεταλλικά αντικείμενα και να προκαλέσει κινδύνους. Γι’ αυτό χρειάζεται προσοχή σε εμφυτεύματα, βηματοδότες ή μεταλλικά ξένα σώματα. Τα σκιαγραφικά που χρησιμοποιούνται είναι γενικά ασφαλή, αλλά σε σπάνιες περιπτώσεις μπορεί να προκαλέσουν παρενέργειες. Με σωστό έλεγχο πριν από την εξέταση, η MRI θεωρείται μια από τις πιο ασφαλείς και ανώδυνες μεθόδους απεικόνισης.

Η μαγνητική τομογραφία shines όταν θέλουμε να δούμε μαλακούς ιστούς με λεπτομέρεια: εγκέφαλο, νωτιαίο μυελό, αρθρώσεις, ήπαρ, καρδιά. Για τον ασθενή, η εμπειρία μοιάζει με το να ξαπλώνεις σε ένα τραπέζι που μπαίνει σε έναν «δακτύλιο». Ακούγονται δυνατοί ρυθμικοί ήχοι από τα μηχανήματα, γι’ αυτό δίνουν ωτοασπίδες ή ακουστικά. Το πιο σημαντικό είναι να μείνεις ακίνητος, σαν να κρατάς την ανάσα σε φωτογραφία για να μη βγει κουνημένη. Αν έχεις κλειστοφοβία, ενημέρωσε την ομάδα• υπάρχουν λύσεις όπως ήπια ηρεμιστικά ή ανοιχτοί μαγνήτες. Συνήθως δεν πονάει τίποτα• αν χρειαστεί σκιαγραφικό, γίνεται μια μικρή ένεση. Στο τέλος παίρνεις εικόνες που βοηθούν τον γιατρό να απαντήσει με σιγουριά σε συγκεκριμένα ερωτήματα.

Η MRI χρησιμοποιείται για πολλές εξετάσεις: στον εγκέφαλο για βλάβες ή εγκεφαλικά, στη σπονδυλική στήλη για δίσκους και νεύρα, στις αρθρώσεις για χόνδρους και συνδέσμους, αλλά και σε όργανα όπως το ήπαρ, οι νεφροί ή η καρδιά. Η εμπειρία για τον ασθενή είναι συνήθως απλή: αρκεί να μείνει ακίνητος και να ακούει τις οδηγίες. Αν υπάρχει κλειστοφοβία ή άγχος, μπορεί να δοθεί λύση με πιο ανοιχτούς μαγνήτες ή φάρμακα. Στο τέλος, ο γιατρός παίρνει εικόνες υψηλής ποιότητας που βοηθούν στη διάγνωση και την παρακολούθηση πολλών παθήσεων.