náhled|Přístroj magnetické rezonance o síle pole 3 T náhled|Hybridní přístroj pro diagnostiku PET/MR o síle magnetického pole 3 T náhled|Snímek z magnetické rezonance náhled|Snímek břicha (ledvin) pořízený magnetickou rezonancí o síle pole 3 T náhled|Zobrazení žlučových cest, výstup z tzv. MRCP vyšetření Magnetická rezonance (též MR, MRI, ) je neinvazivní zobrazovací technika používaná především ve zdravotnictví k zobrazení vnitřních orgánů lidského těla. Využívá silné statické magnetické pole (řádově jednotky T) a elektromagnetické vlnění (s frekvencemi v řádu desítek až stovek MHz). Na rozdíl od výpočetní tomografie (CT vyšetření), která je s MR někdy alternativní, nenese žádná rizika způsobená ionizujícím zářením (nulová radiační zátěž). Nevýhodou vyšetření MR je určitá hlučnost zařízení.
Pomocí MRI je možné získat řezy určité oblasti těla, ty dále zpracovávat a spojovat až třeba k výslednému 3D obrazu požadovaného orgánu. Podstatou odlišení jednotlivých tkání a patologií je jejich rozdílné chování při stejném vnějším působení. Vyšetření se provádí bez kontrastní látky nebo s ní (např. gadolinium vpichem do žíly).
Metoda je založena na fyzikálním jevu nukleární magnetické rezonance (NMR), který popsali ve 40. letech 20. století Felix Bloch a Edward Purcell. Atomová jádra (zejména protony vodíku) v magnetickém poli absorbují a následně vyzařují energii ve formě rádiových vln. V lidském těle, které obsahuje velké množství vody, se protony vodíku chovají jako malé magnety. Po vystavení silnému magnetickému poli a rádiovým impulsům dochází k jejich excitaci a následné relaxaci, při níž emitují signál. Tento signál je zachycen a počítačově zpracován do obrazu. Jako synonymum bývá někdy používáno výrazu jaderná tomografie, od něho je ale upouštěno, protože mylně vzbuzuje dojem souvislosti s jadernou energií.
První přístroje pro magnetickou rezonanci se v nemocnicích začaly objevovat na počátku 80. let 20. století a od té doby se postupně zdokonalují. Jsou obzvláště užitečné při vyšetřování mozku a míchy. Další rozvoj této metody vedl v poslední době k vývoji funkční magnetické rezonance (fMRI) a DTI = DT-MRI.
Tomograf magnetické rezonance obsluhuje radiologický asistent.
Fyzikální princip náhled|Tlukoucí lidské srdce zachycené pomocí MR Fyzikální princip magnetické rezonance (MRI) představuje nukleární magnetická rezonance (NMR). Ta využívá skutečnosti, že protony stejně jako neutrony mají vlastní moment hybnosti (spin), díky němuž může mít atomové jádro nenulový magnetický moment.
Atomová jádra umístěná v konstantním magnetickém poli se nasměrují podle směru tohoto pole. Po vychýlení z rovnovážné polohy kolmo působícím (transverzálním) polem konají spiny jader precesi kolem směru pole (otáčivý pohyb v rovině kolmé na směr magnetické indukce ). Tím je vytvářeno proměnné magnetické pole, které se měří jako elektrické napětí indukované v cívce.
Běžně se v klinické praxi používají přístroje s poli o velikostech kolem 1 T až 7 T (magnetické pole Země je v ČR zhruba 50 μT), ve výzkumu jsou běžná pole až do velikosti 20 T. Rezonanční frekvence závisí na magnetickém poli a na měřeném izotopu. Vlastní frekvence pro vodík 1H je 42,58 MHz v poli 1 T; protože ze všech prvků je vodík v lidském těle nejpočetněji zastoupen, používá se právě frekvencí podobných této. Volbou velikosti statického magnetického pole a volbou frekvence magnetického pole se dá velice přesně určit, která jádra budou v rezonanci.
Vznik obrazu Použitím gradientních magnetických polí v přesně specifikovaných okamžicích vyšetření se v různých místech sledované oblasti těla dočasně a řízeně změní velikost magnetického pole a tím i rezonanční frekvence jader. Změřené frekvence indukovaného napětí se výpočtem převedou na polohu v obraze a amplituda napětí se zobrazí na škále šedé. Různé úrovně šedé potom svědčí o různých vlastnostech měřených tkání. K interpretaci obrazů používá zejména sledování rozhraní, na kterých se mění intenzita signálu.
Vlastnosti
Přednosti magnetické rezonance náhled|Snímek z magnetické rezonance náhled|Sagitální řez bederní páteří Výhodou MRI vůči ostatním zobrazovacím metodám v diagnostické radiologii je větší přesnost při zobrazení většiny orgánů, jež je důsledkem rozdílné intenzity signálu u odlišných měkkých tkání. Navíc toto zobrazení probíhá bez možného škodlivého ionizujícího záření. Některé orgány jako nervy či mozková tkáň bylo možné neinvazivně zobrazovat až právě pomocí MRI. Díky rozsahu nastavení vyšetření je možné dosáhnout rozlišení, které dalece přesahuje možnosti rentgenu či CT. Dalšího zlepšení může být ještě dosaženo podáním kontrastní látky, která pomůže odhalit přítomnost zánětů nebo nádorových tkání.
Nový vývoj umožnil zkrátit časový interval získání jednoho snímku na několik milisekund. To umožnilo tzv. MRI-fluoroskopii, při které jsou pohybující se orgány zobrazovány v reálném čase, což nachází široké uplatnění v intervenční radiologii.
Nevýhody magnetické rezonance Hlavní nevýhodou této metody jsou vysoké pořizovací i provozní náklady, stejně jako vyšší časové nároky oproti jiným vyšetřením.
Pro pacienty jsou hlavním nebezpečím vedlejší účinky při přítomnosti kovových materiálů v těle, které se mohou zahřát a způsobovat nebezpečí. U nových materiálů by neměl být ale žádný problém. Větší nebezpečí hrozí u pacientů s kardiostimulátory a jinými elektrickými přístroji, u kterých je ve většině případů nemožné vyšetření provést.
Ve srovnání s CT se artefakty vyskytují častěji a snižují kvalitu výsledného obrazu. Nedají se s tím vyšetřovat pohybující se části těla (typicky střevní kličky). Zatímco například CT vyšetření lze u moderních přístrojů vytvořit velmi rychle, a tím vliv tohoto pohybu eliminovat, u magnetické rezonance to není možné.
Bezpečnost a kontraindikace Magnetická rezonance je obecně bezpečná technika, nicméně v důsledku selhání bezpečnostních postupů nebo lidské chyby může dojít ke zraněním. Přístroje pro magnetickou rezonanci mohou produkovat hlasitý hluk až do 120 dB(A). To může způsobit ztrátu sluchu, tinnitus a hyperakuzi, proto je během vyšetření nezbytná vhodná ochrana sluchu pro všechny osoby v místnosti s magnetickou rezonancí.
Hlavní kontraindikací je přítomnost různých implantátů v těle (např. kardiostimulátor, defibrilátor, kochleární implantát) a kovová cizí tělesa v očích. Pacient je před výkonem obeznámen s tím, že dané vyšetření probíhá v místnosti se silným magnetickým polem. Je-li před vyšetřením zjištěno, že jeho tělo již obsahuje nějaké feromagnetické náhrady či implantáty, nebude smět dané vyšetření z bezpečnostních důvodů podstoupit.
Magnetická rezonance v těhotenství se zdá být bezpečná, alespoň během druhého a třetího trimestru, pokud se provádí bez kontrastních látek. Vzhledem k tomu, že MRI nepoužívá žádné ionizující záření, je její použití obecně upřednostňováno před CT, pokud by obě metody mohly poskytnout stejné informace. Někteří pacienti pociťují klaustrofobii a mohou vyžadovat sedaci nebo kratší protokoly MRI. Některá tetování mohou obsahovat kovové částice, tetování na velké ploše těla může proto být relativní kontraindikací.
Délka vyšetření Trvání jednoho MRI vyšetření se odvíjí od vyšetřované části těla, požadavků ošetřujícího lékaře a používaného přístroje. Nejčastěji prováděná vyšetření probíhají vleže v tunelu a trvají zhruba 10 až 30 minut, někdy 45 minut nebo i více. Čím větší je požadované rozlišení, tím se doba prodlužuje. Tento faktor musí být proto brán na zřetel vzhledem ke schopnostem pacienta vydržet danou dobu v klidu (starší lidé, zranění). U kojenců a dětí obecně je obvykle nutná sedace (zklidnění pacienta).
Při vyšetření se musí pacient zpravidla svléknout, rozsah dle doporučení lékaře, a dostane špunty do uší, protože celé vyšetření v tunelu doprovází poměrně citelný hluk.
Kontrastní látky Zobrazování anatomických struktur nebo průtoku krve pomocí magnetické rezonance nevyžaduje použití kontrastní látky, protože různé vlastnosti tkání a krve poskytují přirozený kontrast. Pro specifičtější typy zobrazování mohou být podávány exogenní kontrastní látky nitrožilně, perorálně nebo nitrokloubně.
Většina kontrastních látek je paramagnetická (např. gadolinium, mangan, europium) nebo superparamagnetická (SPION). Nejčastěji používané intravenózní kontrastní látky jsou založeny na chelátech gadolinia, které je vysoce paramagnetické. Obecně se tyto látky ukázaly jako bezpečnější než jodované kontrastní látky používané v rentgenovém vyšetření nebo CT. Anafylaktoidní reakce jsou vzácné, vyskytují se přibližně v 0,03–0,1 % případů.
Za zmínku stojí nižší výskyt nefrotoxicity při podávání v obvyklých dávkách ve srovnání s jodovanými látkami – díky tomu nabízí kontrastní magnetická rezonance možnost vyšetření pro pacienty s poruchou funkce ledvin, kteří nemohou podstoupit CT vyšetření s kontrastní látkou. Nicméně u pacientů s těžkým selháním ledvin vyžadujícím dialýzu existuje riziko vzácného, ale závažného onemocnění, nefrogenní systémové fibrózy, která může souviset s užíváním některých látek obsahujících gadolinium. Proto se u této skupiny pacientů kontrastní MRI nepoužívá.
Využití ve zdravotnictví náhled|Zobrazení spojů bílé hmoty pomocí MRI Magnetická rezonance má širokou škálu aplikací v lékařství, zejména v diagnostice. Používá se tam, kde je potřeba detailní zobrazení měkkých tkání.
Onkologie MRI je vyšetřením volby při předoperačním stanovení stadia rakoviny konečníku a prostaty a hraje roli v diagnostice, stanovení stadia a sledování dalších nádorů, stejně jako při výběru tkáně pro odběr vzorků pro biobanky.
Neurodiagnostika MRI je vyšetřovacím nástrojem volby pro neurologické nádory. Oproti CT nabízí lepší vizualizaci zadní lebeční jámy obsahující mozkový kmen a mozeček. Kontrast mezi šedou a bílou hmotou činí z MRI nejlepší volbu pro mnoho dalších onemocnění centrálního nervového systému, včetně demyelinizačních onemocnění, demence, cerebrovaskulárních onemocnění, infekčních onemocnění, Alzheimerovy choroby a epilepsie.Rowayda AS ( 2013). Regional atrophy analysis of MRI for early detection of alzheimer's disease. International Journal of Signal Processing, Image Processing and Pattern Recognition. 6 (1): 49–53. Vzhledem ke schopnosti pořídit snímky v milisekundovém odstupu, může zachytit, jak mozek reaguje na různé podněty a umožňuje tak vědcům studovat funkční i strukturální abnormality mozku u psychologických poruch. MRI se také používá v naváděné stereotaktické chirurgii a radiochirurgii k léčbě intrakraniálních nádorů, arteriovenózních malformací a dalších chirurgicky léčitelných stavů pomocí zařízení známého jako N-lokalizátor. náhled|MR angiogram u vrozené srdeční vady MRI se používá také ve výzkumu mentálního postižení. Systematický přehled literatury a metaanalýza z roku 2024, kterou si zadal Patient-Centered Outcomes Research Institute (PCORI), nicméně ukázal, že např. dostupný výzkum použití MRI vyšetření k diagnostice ADHD vykazuje velkou variabilitu. Autoři dospěli k závěru, že MRI nelze k podpoře klinické diagnózy ADHD spolehlivě použít.
Kardiovaskulární systém MRI srdce doplňuje další zobrazovací metody jako echokardiografie, CT a metody nukleární medicíny. Magnetickou rezonanci lze použít k posouzení srdeční funkce a struktury, posouzení rozsahu ischemie a životaschopnosti myokardu, posouzení kardiomyopatií, myokarditidy, cévních onemocnění a vrozených srdečních vad.
Muskuloskeletální systém MRI umožňuje zobrazování páteře, hodnocení onemocnění kloubů a nádorů měkkých tkání. Může se také použít pro diagnostické zobrazování systémových svalových onemocnění, včetně těch geneticky podmíněných.
Gastrointestinální systém