כותב הכתבה: עופר בן חורין, בעל ניסיון של כ-20 שנה באפליקציות, מחקרי תרופות והדרכה בתחום ה-MRI. מחבר הספר MRI המדריך המלא- רפואה ופיזיקה נפגשות באתר www.mriguide.co.il

סורקי ה-MRI, המשמשים ככלי אבחון ומחקר, קיימים בעולמנו כבר כארבעה עשורים, מאז התקנתו והפעלתו של סורק ה-MRI הראשון (Mark-1) על ידי פרופ’ ג’ון מאלארד בשנת 1980 בבית החולים המלכותי אברדין (Aberdeen Royal Infirmary) שבסקוטלנד. במהלך השנים עלו חששות בנוגע ליכולת הגדוליניום, חומר המוזרק בעת סריקת ה-MRI, להתפנות מהגוף ומהנזקים האפשריים שהוא עשוי לגרום – נושאים שזכו לדיון בכתבה זו. בכתבה הזו נתמקד במגנט ה-MRI, ליתר דיוק במחקרים האחרונים אשר זיהו השפעות של עוצמת המגנט החזק על אנשים שנחשפים למגנט ה-MRI לעיתים קרובות (כגון דימותנים, רופאים מרדימים, רדיולוגים וחוקרים).

סורקי ה-MRI פועלים באמצעות סלילים שמייצרים שדה מגנטי – מהמגנט הראשי, דרך גרדיאנטים (שדות מגנטיים מדורגים) ועד סלילי רדיו המשדרים פולסי רדיו וקולטים את האותות החוזרים. ההנחה הרווחת בקרב הציבור היא שסורק ה-MRI, מאחר שאינו כולל קרינה מייננת, נחשב נטול סיכונים – האם זה אכן המצב?

סקר גדול בתחום, שבוצע במחלקה למדעי הקרינה באוניברסיטת אומאו (Umeå University) בשבדיה בשנת 2018, כלל התייחסות למחקרים מסוגים שונים (in vivo, in vitro, ואפידמיולוגיים), אשר בדקו מה מתרחש בתאי הגוף בתגובה לשדה המגנטי של ה-MRI. חלק מהמחקרים לקחו תרביות של תאים ושמו אותם תחת שדה מגנטי הדומה לשדה המגנטי של ה-MRI, חלק בדקו השפעות המגנט על תאים של בעלי חיים וחלק סקרו לאורך שנים השפעת מגנט ה-MRI על אנשים העובדים בסביבתו. נמצא, למשל, ששדות מגנטיים ב-MRI יוצרים זרמים חשמליים באוזן הפנימית שעשויים לגרום לתחושת סחרחורת. ממצאים אחרים עומדים בספק, זאת בשל חשיפות לשדות מגנטיים מורכבים ב-MRI, הכוללים גם שדות סטטיים, גם שדות בתדר נמוך, וגם שדות פולסי רדיו, וכל אחד מהם משפיע על עובדים ומטופלים בדרכים שונות. חשוב לציין שמסקנת הסקירה היתה ש”נמצאו השפעות אפשריות על תאי הגוף ותגובות ביולוגיות מסוימות, אך דרושים מחקרים נוספים כדי להבין השפעות ארוכות טווח, בעיקר עבור אנשי צוות שנחשפים לשדות אלו באופן מתמשך.” החוקרים המליצו על ביצוע מחקרים אפידמיולוגיים, במיוחד על ילדים ועובדי MRI, כדי להעריך את השפעות החשיפה.

מחקרים נוספים, בעלי תוצאות ברורות יותר, נעשו על מרדימים. מאמר זה, אשר פורסם בכתב העת Anesthesiology (כתב עת אשר מופק על ידי האגודה האמריקאית לרופאים מרדימים -American Society of Anesthesiologists -ASA), עוסק בסיכונים התעסוקתיים של חשיפה לשדה מגנטי בסביבת מכשירי MRI בקרב מרדימים ואנשי מקצוע רפואיים, במיוחד בסורקים בעוצמה גבוהה כמו 3 טסלה ומעלה.

במאמר ישנו ממש מונח שנקרא MRI-induced vertigo, משמע סחרחורת שנגרמת בעקבות חשיפה ל-MRI. המחקר מצא תופעות זמניות של מרדימים שחוו, במיוחד בעבודה עם סורקים בעוצמה גבוהה כמו 3 טסלה ומעלה, סימפטומים כמו סחרחורת, בחילה, טעם מתכתי ותחושות תנועה מדומות, כשהסחרחורת היתה הנפוצה ביותר. ההשערה היתה, כמו בסקירה הקודמת, שתופעה זו היא תוצאה של השפעתם של שדות מגנטיים סטטיים ומשתנים המופקים מסורק ה-MRI, אשר גורמים לזרמים חשמליים באוזן הפנימית. כתוצאה מכך, המוח מפרש בטעות שקיימת תנועה סיבובית. הסיכון לסחרחורת גובר עם עוצמת המגנט, הקרבה לסורק וקצב התנועה של המרדים בתוך השדה המגנטי שסביב הסורק.

הסימפטומים שאותרו במחקר הינם זמניים, אך במקרה של מרדימים, גם סחרחורת חריפה יכולה לפגוע בתפקוד המרדים, ואף להשפיע על קואורדינציה ותפקוד קוגניטיבי. למרות שאין תקנות ברורות לחשיפה של עובדי בריאות לשדות מגנטיים, יש המלצות בינלאומיות להגביל הימצאות תחת שדה מגנטי מחשש לסחרחורת ובחילה. כמו כן המחקר ממליץ על הגברת המודעות והחינוך, ומדגיש את החשיבות של הימנעות מתנועה מהירה קרוב למגנט והכנת גיבוי במקרה שמרדים ייפגע מסחרחורת במהלך הטיפול.

דימותני MRI שעובדים בקרבה לסורקים חזקים (מעל 2 טסלה) עשויים גם הם לחוות סחרחורת, כאבי ראש, עייפות, בחילות, אי-נוחות ותופעות חושיות נוספות, כמו טעם מתכתי או זרחורים. זרחונים (Phosphenes) זו תופעה ידועה של חשיפה לשדות מגנטיים. מדובר בתחושת ראייה של הבזקי אור, כתמים או דפוסים צבעוניים בעיניים, בעיקר בעת מעבר בסמוך לשדה המגנטי הקבוע של המכשיר, זאת אף על פי שאין מקור אור חיצוני שגורם להם. הם נגרמים על ידי גירוי של הרשתית או עצב הראייה, ולאו דווקא על ידי אור. זרחונים מופיעים לרוב בחשיפה רבה לשדה מגנטי של סורקים בעוצמה של 3 טסלה ומעלה- אפשר לקרוא על זרחונים ועל התופעות שהוזכרו למעלה בקישור הזה.

עוד סכנה שיכולה להיגרם לדימותנים שנמצאים ליד המגנט בעת פעולתו היא עלייה בחום הגוף בגלל החימום המקומי שנגרם בגלל שליחת פולסי רדיו (RF)- אם כי מקרים אלו נדירים.

לסיכום, חשיפה לשדות מגנטיים ב-MRI יכולה לגרום למגוון תופעות נוירולוגיות זמניות, כולל סחרחורת, תחושת תנועה מדומה, ראיית אורות מדומים ובחילות. יש מחקרים שגם מצביעים על נזקי רקמות מסוימים בטווח הארוך, אך נכון להיום אין ראיות חד-משמעיות לכך ויש המלצה למחקרים נוספים בתחום. עבור דימותנים, מרדימים וצוותי בריאות אחרים החשופים לשדות מגנטיים באופן קבוע, הסיכון להופעת תסמינים אלו עולה עם עוצמת השדה ומשך החשיפה. שמירה על מרחק מהמגנט היא חשובה להפחתת הסיכון. בכל מקרה יש להקפיד על התקנים הבטוחים וכיצד להיחשף נכון לסורקי ה-MRI שנקבעו על ידי ארגונים בינלאומיים (כמו למשל בקישור הזה).

 

כותב הכתבה: עופר בן חורין, בעל ניסיון של כ-20 שנה באפליקציות, מחקרי תרופות והדרכה בתחום ה-MRI. מחבר הספר MRI המדריך המלא- רפואה ופיזיקה נפגשות באתר www.mriguide.co.il

 

ביבליוגרפיה

“גדוליניום ב-MRI- האם הוא מסוכן?”. MRI Guide.  זמין בכתובת: https://mriguide.co.il/ גדוליניום-ב-mri-האם-הוא-מסוכן/.

Rice JP, Dominici JR, Gross JB. Occupational Hazards of Exposure to Magnetic Resonance Imaging. Anesthesiology. 2015;123(4):976-978. doi:10.1097/ALN.0000000000000808.

International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection: Guidelines on limits of exposure to static magnetic fields. Health Phys 2009; 96:504–514

Frankel J, Wilén J, Hansson Mild K. Assessing Exposures to Magnetic Resonance Imaging’s Complex Mixture of Magnetic Fields for In Vivo, In Vitro, and Epidemiologic Studies of Health Effects for Staff and Patients. Front Public Health. 2018 Mar 12;6:66. doi: 10.3389/fpubh.2018.00066. PMID: 29594090; PMCID: PMC5858533.

University of California, San Francisco. Potential Hazards and Risks in MRI. UCSF Radiology. Available at: https://radiology.ucsf.edu/patient-care/patient-safety/mri/potential-hazards-risks. Retrieved on 20/10/2024.

Tocci G, Rapisarda V, Polimeni A, et al. Occupational exposure to electromagnetic fields in magnetic resonance environment: an update on regulation, exposure assessment techniques, health risk evaluation, and surveillance. European Radiology Experimental. 2022;6:14. doi:10.1007/s41747-022-00232-4.

MRI Questions. Personnel Exposure in MRI. Available at: https://mriquestions.com/personnel-exposure.html. Retrieved on 20/10/2024.

 

 

פורסם בקטגוריה MRI.

טכנולוגיית ה-MRI היא טכנולוגיה שאין צורך להציג אותה. היא קיימת כבר מעל ל-50 שנה וזוכה למחקר מתקדם ולשבחים מרובים. מאידך בשנים האחרונות צמחה לה טכנולוגיה אחרת לדימות, אולי פחות ידועה, בשם MPI, אשר כוללת כבר סורקים מסחריים שיצאו לשוק (כפי שמופיע בתמונה).

טכנולוגיית ה-MPI היא ראשי תיבות של Magnetic particle imaging, דימות בעזרת חלקיקים. מדובר בטכניקה טומוגרפית (משמע מציגה חתכים כמו ב-CT ו-MRI) לא פולשנית, של חלקיקי תחמוצת הברזל (SPIO- Superparamagnetic Iron Oxide) אשר מוכנסים לגוף כאשר הם משולבים בתוך נתבים (SPIONs- Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles). קוטרם בין 1 ל-100 ננומטר.

חלקיקי תחמוצת הברזל נחקרו רבות בשנים האחרונות, בגלל התכונות העל-פרמגנטיות שלהם (על-פרמגנטיות,  Superparamagnetic, היא תופעה שבה החלקיקים המגנטיים מתנהגים כמו מגנטים רק כאשר מופעל עליהם שדה מגנטי חיצוני, וכשהשדה המגנטי מוסר, הם מאבדים את המגנטיות שלהם). חלקיקים אלו מוזרקים לגוף כאשר הם מצופים בחומר אחר (כמו דקסטרן, קרבוקסידקסטרן או פוליאתילן גליקול) על מנת לשפר את היציבות שלהם ולהתאים אותם לסביבה הביולוגית. טכניקת הדימות MPI מאתרת את אותם חלקיקים ואת תנועתם בתוך הגוף. מכיוון שהגוף לא מכיל SPIONs באופן טבעי, האות המתקבל הוא ללא רעש רקע, מה שמאפשר יצירת תמונות ברורות ומדויקות. לאחר מכן חלקיקים אלו מתפרקים בגוף בצורה טבעית.

את ה-MPI יצרו לראשונה בשנת 2001 מדענים גרמניים, העובדים במעבדת המחקר המלכותית של פיליפס בהמבורג. המערכת הראשונה הוקמה בשנת 2005. מאז הטכנולוגיה קודמה על ידי חוקרים אקדמיים במספר אוניברסיטאות ברחבי העולם ולאחרונה סורקי ה-MPI המסחריים הראשונים של חברת Magnetic Insight ושל חברת Bruker Biospin הפכו לזמינים.

למרות הדימיון המסוים בשם, ה-MPI וה-MRI שונים לגמרי בחומרה שלהם. אם ב-MRI אנחנו זקוקים לשדה מגנטי חיצוני לשם קבלת סיגנל, ב-MPI השדה המגנטי של איזור הדגימה הינו אפס או כמעט אפס. אנחנו בעצם יוצרים איזור ללא שדה מגנטי ואז משתמשים בשדה מגנטי משתנה. בעקבות כך חלקיקי SPIO יכולים להתמגנט בקלות, אין לנו שום הפרעות מרקע אחר מאחר, כפי שכבר הוזכר, ברקמות הגוף אין חלקיקי SPIO באופן טבעי, וכך התמונות יוצאות ברזולוציה גבוהה מאוד. MPI  לא אמורה להחליף את סריקות ה-MRI וה-CT אלא להוות בדיקה משלימה לגביהן.

פוטנציאל היישומים של ה-MPI לא מועט- מהדמיית לב בזמן אמת, דרך דימות גידולים מוצקים ומיקרו-גרורות, ועד יכולת לעקוב אחרי תא יחיד בכל הגוף. יישום מרתק אחר הוא דימות פונקציונלי של המוח בעזרת MPI. יכולת הרגישות הגבוהה (רזולוציה של פחות מ-0.4 מ”מ), יכולת הרזולוציה הטמפורלית המצוינת (20 אלפיות השנייה) וניגודיות גבוהה (כיוון שאין רעשי רקע) ביחס לטכניקות דימות פונקציונליות אחרות, מבטיחות שילוב רפואי של MPI ואף יכולת לחקור נוירו-אקטיבציה תפקודית ברמה של מטופל יחיד.

 

אתר הבית של International Workshop on Magnetic Particle Imaging

מאמר מסכם על MPI- NCBI (National Center for Biotechnology Information)

 

כותב הכתבה: עופר בן חורין, בעל ניסיון של כ-20 שנה באפליקציות, מחקרי תרופות והדרכה בתחום ה-MRI. איש צוות בפקולטה לביו-רפואה בטכניון, חיפה.
מחבר הספר “MRI המדריך המלא- רפואה ופיזיקה נפגשות” באתר www.mriguide.co.il

 

עולם הרפואה והטכנולוגיה הוא עולם שמתקדם כל הזמן. ניתן לשרטט מעיין קו רציף לגבי כל המצאה, כך שאין באמת רגע אחד של המצאה אלא רצף. אפשר להדגים תכונה זו של המדע בצורה מצויינת על סורק ה-MRI. הוא התחיל בגילוי תופעת התהודה, דרך יצירת מכשיר ה-NMR, התפתחות סורק ה-CT שיצרה מודל חישובי שימושי, ועד יצירת סורק ה-MRI עצמו. גם כאן לא הסתיימה הדרך. עשרות מחקרים נעשים בתחומים שונים- פיזיקה, מחשוב, בינה מלאכותית ועוד- לשם יצירת סורקי MRI חזקים יותר וזולים יותר (את הקו ההיסטורי ניתן לראות בפרק ההיסטוריה בספר “MRI המדריך המלא-רפואה ופיזיקה נפגשות” ואילו את כיווני המחקר העתידניים ניתן לקרוא באותו הספר בפרק “מה צופן העתיד?”).

סריקת ה-MRI ידועה כבדיקה מצויינת לרקמות הרכות של הגוף, מאידך סורקי MRI ידועים כסורקים גדולים ויקרים מאוד, הדורשים תשתית מיוחדת ולכן זמינותם נמוכה (בישראל, נכון לשנת 2024- יש רק כחמישה מכשירים בלבד למיליון נפש). לאחרונה חוקרים מהונג קונג, בראשותו של פרופ’ אד וו (Ed X. Wu) הציגו אבטיפוס של מכשיר MRI מסוג חדש, שפועל בשדה מגנטי נמוך מאוד (מה שנקרא ULF- Ultra-Low Field). סורקים אלו יהיו זולים וניידים וניתן יהיה להפעילם ללא צורך בתשתית ייעודית של קירור בהליום, ואת אספקת החשמל הם יוכלו לקבל משקע חשמלי רגיל.

לא מדובר ברעיון חדש, אלא- כפי שדובר מעלה, בקו רציף, משמע בתהליך שבו החוקרים הצליחו לשפר את בעיית חוסר ההומוגניות של המגנט הראשי (בעיה שנגרמת בגלל עוצמה חלשה של המגנט)- מה שגרם לאיכות תמונה ירודה בניסיונות קודמים. שיפור המגנט, סלילים קולטים טובים יותר ובינה מלאכותית הצליחו להתגבר על הבעיה הזו בהדרגתיות. בשנת 2020 יצא ה-MRI המסחרי הראשון בשדה אולטרא נמוך- אלא שהוא היה מסוגל לבצע רק בדיקות מוח. החידוש הפעם הוא אבטיפוס שמסוגל לבצע את רוב סוגי סריקות ה-MRI באיכות טובה, כאשר השדה המגנטי שלו הוא בסה”כ 0.05 טסלה ולכן הוא צורך מעט חשמל ויכול להתחבר לשקע רגיל ולא לשקע תלת-פאזי. בשל כך, הוא גם עולה כעשירית מסורק MRI ממוצע (נניח של 1.5 טסלה).

פיתוח זה יכול להכשיר בעתיד את מערך סורקי ה-MRI לסורקי MRI שאינם זקוקים לקירור בהליום ואינם זקוקים לחשמל במתח גבוה- אלמנטים שמשפרים את נגישות הסורקים, מוזילים את מחירם ומאפשרים לשים סורקי MRI בכל מרכז רפואי ואף לנייד אותם לשדה הקרב. יתרון נוסף הוא עצם השדה המגנטי הנמוך יותר, מה שיאפשר לשקול ביצוע בדיקות לאנשים עם מתכות בתוכם (כדוגמת רסיסים) באופן בטוח יותר. חשוב לציין שנדרשת עוד עבודה רבה על מנת לשפר את זמן הסריקות הארוך של האבטיפוס ואיכות התמונות. כמו כן ישנה התבססות גדולה מאוד על בינה מלאכותית על מנת להגיע לתמונה אבחונית – לכן גם יעד החוקרים אינו להחליף את הסורקים הגדולים הקיימים אלא לספק בעתיד מענה מהיר יותר ונגיש יותר, גם אם באיכות נמוכה יותר, של סריקות MRI.

 

קישור למאמר בכתב העת science

איך עובד ה-MRI?- אתר MRI המדריך המלא

 

 

לריצה יש יתרונות רבים- היא משפרת סיבולת לב-ריאה, את תפוקת הלב, את לחץ הדם וגם אלמנטים אחרים כמו את יכולת הריכוז והזיכרון, השינה, מצב הרוח ועוד. מאידך אם תלכו לאורתופד, חלקם יגידו לכם שהריצה טובה ללב, אך לא למפרקים ובטח שלא לגב.

מספר מחקרים בשנים האחרונות, בהן בוצע שימוש בסריקות MRI הוכיחו שלא כך הדבר, ובחודש האחרון הצטרפה אליהם מטא-אנליזה אשר פורסמה בכתב העת Osteoarthritis and Cartilage בגיליון פברואר 2023. מטא-אנליזה היא סקירה, שמטרתה להשוות ולצרף תוצאות שהושגו במספר מחקרים והסקירה הזו, אשר בוצעה על-ידי סאלי קובורן (S.L.Coburn), דוקטורנטית במרכז המחקר לרפואת ספורט של אוניברסיטת La Trobe במלבורן שבאוסטרליה, מסכמת ממצאים לגבי השפעתה של הריצה על סחוסי הברך והירך אצל 396 מבוגרים רצים, חלקם לוקים או בסיכון למחלת פרקים ניוונית (אוסטאוארתריטיס).

באחד המחקרים שנסקרו, עקבו אחר מתאמנים שהתאמנו לקראת המרתון הראשון שלהם. בסריקת MRI שבוצעה להם לפני תחילת האימונים התגלו אצל רבים ממצאים שונים, בעיקר פגיעות בסחוסים ובמינסקוסים (מעיין בולמי זעזועים בברך- ע.ב.ח.), אשר לא מנעו מהם להתאמן. לאחר ריצת המרתון, אצל אלו שהצליחו לסיים אותה, התברר לאחר זמן מסוים, שלא רק שהפגיעה בסחוס לא החמירה אלא אף השתפרה. מחקרים אחרים הוכיחו שגם הדיסקים בגב לא נפגעים, להיפך- ריצה מקטינה את הסיכון לבעיות גב ושכדאי ובריא לחזור לריצה אחרי התקף של כאבי גב.

מחקרים אחרים שנסקרו בחנו את סחוס הברך ו/או פרק הירך באמצעות MRI מיוחד כדי להעריך את גודלו, צורתו, מבנהו ו/או הרכבו ב-48 השעות שלפני סשן ריצה יחיד

וב-48 השעות שלאחריו. התברר שאם בוצעה סריקת ה-MRI בתוך 20 דקות לאחר הריצה, התוצאות הראו ירידה בנפח הסחוס וירידה בזמני רלקסציה T1 ו-T2 (דבר שיכול להעיד על פגיעה במבנה הסחוס במקרה של מחלות כגון דלקת פרקים- ע.ב.ח.). מאידך לאחר 48 שעות מהריצה (ובמחקרים אחרים גם רק תוך שעה או שעה וחצי לאחר הריצה), הממצאים הללו חזרו לאותן רמות שלפני הריצה. הממצאים הללו שוחזרו בכמה מחקרים, אם כי לא הצליחו להוכיח אותם אצל אנשים עם דלקת מפרקים ניוונית בשל מיעוט נתונים. מה שכן התברר לגבי אנשים אלו הוא שזמן הרלקסציה הנמוך של ה-T2 נשאר אצלם לזמן רב יותר לאחר הריצה ביחס לאנשים ללא דלקת פרקים, ומכאן שעדיין לא ידוע אם ריצה אכן בטוחה לאנשים עם דלקת מפרקים ניוונית.

לסיכום, המסר העיקרי מהסקירה הוא שנראה כי סחוס בריא מתאושש במהירות לאחר ריצה, וכי אין השפעה מתמשכת של “בלאי”. ואז נשאלת השאלה- איך זה יכול להיות הגיוני? שהרי בריצה המפרקים כל הזמן מופעלים ואמורה להיות שחיקה. אז מסתבר שגוף האדם לא מתנהג כמו מכונה, הוא לא עובר שחיקה כמו צמיג או בורג, לפחות אם מפעילים עליו לחצים סבירים. הוא יודע להסתגל וכמו שעצמות ושרירים מתחזקים, כך גם רקמות אחרות.

 

קישור למאמר עצמו- אתר כתב העת Osteoarthritis and Cartilage

קישור לכתבה באנגלית על המאמר- אתר Medscape

71 יתרונות של הריצה- אתר המרכז הרפואי איכילוב

MRI Sialography

 

האבחון בעזרת סריקת MRI הינו כר פורה למחקר. ככל שעוברות השנים, כך מומצאים סוגי רצפים ופרוטוקולים חדשים, ואליהם מצטרפים השיפורים בתוכנה וחומרה- אפשר למשל לראות את ההתפתחות הגדולה בשנים האחרונות בתחום הדימות הקרדיו-וסקולרי, דימות המעי, דימות המוח ועוד. נכון לאחרי אמצע שנת 2022, הצטרפו סריקות, רצפים ופרוטוקולים חדשים של MRI ואילו מאפשרים ביצוע סריקות מיוחדות באיכות טובה מבעבר. מבחר מהן נציג בכתבה זו ובכתבות נוספות בהמשך:

 

MRI Sialography– סריקת MRI להדגמת בלוטות רוק

סריקת MRI סיאלוגרפיה (Sialography) היא סריקה הבודקת את בלוטות הרוק – במיוחד את בלוטות הפרוטיס, הממוקמות קדמית לאוזן. היא יכולה להוות בדיקת השלמה לבדיקות אחרות המבוצעות לבלוטות הרוק כמו אולטרסאונד, סיאלוגרפיה בעזרת רנטגן, סיאלוגרפיה תחת שיקוף עם חומר ניגוד מתאים ו-CT סיאלוגרפיה. גם בעבר היה אפשר כמובן לבצע סריקת MRI לאזור בלוטות הרוק, אך המצאת סוגי רצפים חדשים הפכו את הבדיקה כיום, לבדיקה רגישה ואמינה למדי להערכת בלוטות הרוק. במהלך הבדיקה כיום אנחנו מבצעים שימוש ברצפים בשכלול T2 (כמו לדוגמה RARE, CISS, FISP- אלו רצפים שגם משמשים בסריקות MRCP ו-MR Urography). הרצפים הללו מבהירים את הנוזל הנמצא בבלוטה ומדגימים את הצינורות בצורה טובה, ללא צורך בהזרקת חומר ניגוד (אם כי הזרקת חומר ניגוד רק משפרת את התמונה).

ההתוויות לביצוע סריקת MRI סיאלוגרפיה הן למשל במקרה של סיאלוליתאזיס (Sialolithiasis – מחלה כרונית בה אבן נוצרת בצינורית הפרשת הרוק וגורמת לדלקות חוזרות של בלוטות הרוק), חסימה של צינור הרוק, בזיהוי סיבה לסיאלאדניטיס (Sialadenitis- דלקת של בלוטות הרוק הגורמת להיצרות תעלות הרוק) ובחשד לסיאלקטזיס ( Sialoangiectasis- הרחבת צינורות הרוק), דבר הנגרם בשל זיהום או הרס בלוטת הרוק בעקבות דלקות כרוניות ומחלות אוטואימוניות.

יתרונות MRI סיאלוגרפיה הם רכישה מהירה יחסית של התמונה, הליך לא פולשני, הערכה אפשרית של בלוטות אחרות באזור, רזולוציה מרחבית טובה ומנח נוח של הנבדק. כמו כן, אין חשיפה לקרינת רנטגן ואין צורך להשתמש בצינורית כפי שעושים בסיאלוגרפיה קונבנציונלית או תחת שיקוף.

חסרונות MRI סיאלוגרפיה הם בגדול התוויות נגד כלליות לגבי ביצוע MRI כמו קוצבי לב, שתלים, בדיקה היכולה לגרום לקלאוסטרופוביה, והימצאות סתימות שיניים, שתלים וגשרים שיכולים לפגוע באיכות הבדיקה. כמו כן ניתן בסריקה זו להדגים רק ענפים מסדר ראשון ושני של תעלות הרוק.

 

MRN- MR Neurography– בדיקה לדימות עצבים

בדיקה זו נועדה לשמש במקורה לדימות עצבים היקפיים (עצבים פריפריים). היא מעריכה הפרעות עצביות היקפיות וגם מאתרת ומדרגת פציעות עצביות. המידע החזותי של המיקום וההיקף המדויקים של הפרעות עצביות המסופק על ידי MRN הופך אותו לכלי רב עוצמה העוזר לרופאים ומנתחים להגיע לאבחנה מדויקת ולהחליט על טיפול רפואי או כירורגי נוסף. שיפורי רצפים בשנים האחרונות הביאו ליכולת לבצע בדיקה זו בצורה הרבה יותר אמינה מבעבר.

אפשר לבצע את הבדיקה בכל מקום שבו ישנם עצבים היקפים כמו אזור הכתף, הצוואר והחזה (ברכיאל פלקסוס), סאקרל פלקסוס (מהווה חלק ממקלעת הלומבו-סקרל הגדולה יותר, מספקת עצבים מוטוריים ותחושתיים לירך האחורית, רוב הרגל התחתונה, כף הרגל כולה וחלק מהאגן), עצבי שורש כף היד, עצבי שורש כף הרגל ועוד. בדיקת MRN גם טובה להדגמת העצבים הקרניאליים (12 עצבי הגולגולת)- למשל לשם הדגמת העצב המשולש (Nervus trigeminus) והיא אפשרית גם לשימושים נוספים.

אחד מסוגי הפרוטוקולים המשומשים בבדיקה זו הוא סקן ה-TrueFISP כפי שנקרא אצל סימנס (או Fiesta אצל GE ו- balancedFFEבפיליפס).

 

Glutamate Chemical Exchange Saturation Transfer (GluCEST) MRI– סריקה לאבחון אנצפליטיס (דלקת במוח)

אנצפליטיס הינה מחלה דלקתית נפוצה של מערכת העצבים המרכזית המסכנת את בריאות האדם בשל היעדר שיטות אבחון יעילות, מה שמוביל לשיעור גבוה של אבחון שגוי ותמותה. חומצה גלוטמית (מכונה גם גלוטמט; אחת מ-20 חומצות האמינו הנפוצות בטבע) מעורבת באופן הדוק בהפעלת תאים בשם מיקרוגלייה (Microglia – סוג של תאי גלייה, תאי תמיכה לא-עצביים לנוירונים) והפעלת תאים אלו משמשת כשחקן מפתח בדלקת המוח.

סריקת MRI בשם GluCEST (glutamate chemical exchange saturation transfer) היא בדיקה חדשה אשר יכולה לשמש לאבחון מוקדם של דלקת המוח בעזרת איתור ריכוז הגלוטמט. אזורי דלקת במוח הדגימו אות GluCEST אינטנסיבי במיוחד בגלל הימצאות ריכוזים גבוהים של גלוטמט שם, כאשר לאחר טיפול באימונוגלובולינים תוך-ורידי, אות זה ירד בעקבות שיפור במצב הדלקת.

לסיכום, גלוטמט ממלא תפקיד בדלקת המוח, ולסיגנל בדיקת GluCEST יש פוטנציאל להוות סמן ביולוגי של הדמיה בחי (in vivo) לאבחון מוקדם של דלקת המוח.

 

במהלך השנים נוצרו טכניקות ופרוטוקולים רבים אחרים ומעניינים אשר משפרים את הדימות ויכולת האבחון. אפשר למשל להזכיר את סריקת ה-MR Elastography, טכניקה לא פולשנית אשר נועדה להעריך את הנוקשות של רקמות רכות. טכניקה זו יכולה להתבצע בכל סריקת MRI, כמו סריקת MRI כבד על מנת להגדיר את רמת הפיברוזיס שבו. אפשר גם להזכיר את ההתפתחות הרבה בתחום רצפי הדיפוזיה ב-MRI, המאפשרים כיום איתור פתולוגיות בצורה מדויקת הרבה יותר מבעבר בשלל איברים בגוף.

לסיכום, ההתפתחויות בתחום ה-MRI בשנים האחרונות רבות והמחקר לכיוון התפתחויות ושיפורים נוספים בתחומי החומרה, התוכנה, הפרוטוקולים והדימות מתרחש כל הזמן על מנת להמשיך את אחת המהפכות הגדולות בתחום הדימות הרפואי והמחקר ברפואה. נשתדל לעדכן אתכם גם בעתיד בהתפתחויות הרבות בתחום.

סורק ה-MRI משמש לאבחונים קליניים, אך לפעמים היכולות שלו נרתמות למטרות היסטוריות. לפני מספר ימים אנשי מכון ה-CT ברמב”ם בדקו שתי מומיות מצריות עתיקות מלפני 2,500 עד 3,000 שנה, שהוחזקו במשך שנים ארוכות במחסני המוזיאון הימי בחיפה- אחד מהם התגלה כחניטה של בז, שכל איבריו הפנימיים נשמרו בשלמותם.

בין שאר הבדיקות הרבות שיכול לבצע סורק ה-MRI, הוא יכול לשמש גם לבדיקת מומיות- למשל בשנת 2014 נערכה סריקת MRI של נסיכה סיבירית בת 2,500 שנה בעיר נובוסיבירסק שברוסיה בראשותם של המדענים אנדריי לטיאגין (Andrey Letyagin) ואנדריי סבלוב (Andrey Savelov). הסריקה הדגימה שהנסיכה סבלה מילדות (או מגיל ההתבגרות) מאוסטאומיאליטיס (Osteomyelitis- זיהום בעצם). כמו כן קרוב לסיום חייה, היא נפצעה מנפילה מסוס. מאידך, הדבר המשמעותי שגילו החוקרים היה שהיא חלתה בסרטן השד, אשר גרם לה לכאבים רבים במשך חמש שנים עד שנפטרה. ממצאי הבדיקה פורסמו על-ידי הארכיאולוגית פרופסור נטליה פולושמק (Professor Natalia Polosmak), אותה ארכאולוגית שאיתרה את המומיה בשנת 1993, בכתב העת Science First Hand.

כך בעצם נעזרת הארכיאולוגיה באמצעי הדימות הקיימים כיום- MRI, CT ואף US ורנטגן- לשם הבנת העבר בהקשר של אפידמיולוגיה ורפואה היסטורית.

 

קישור לכתבה עם כל הממצאים של הנסיכה הסיבירית

הידיעה על סריקת מומיות מצריות בעזרת CT- ידיעות אחרונות

הידיעה באתר MRI המדריך המלא

 

 

 

 

 

 

עתיד תחום ה-MRI הינו אחד התחומים הכי מבטיחים בתחום הדימות הרפואי, והמחקר בתחום זה גדל והולך כאשר מדינת ישראל מצטיינת בעיקר בתחום זה. לפני מספר שנים קיים העתידן, ד”ר רועי צזנה, מסיבת השקה לספרו החדש, כאשר במהלך המסיבה הוטמנה קפסולת זמן עם פתקי תחזיות לעתיד, קפסולה אשר תיפתח 20 שנה לאחר הטמנתה. בתוך אותה הקפסולה ביקשתי להטמין גם תחזית לגבי עתיד ה-MRI, ואחת מהתחזיות היתה שבעתיד ה-MRI כבר לא יהיה רק בדמות מכשיר ענקי כפי שהוא כיום, אלא יהיו מכשירים קטנים אשר משובצים במחלקות של בתי חולים- למשל מכשיר MRI מוח במחלקת נוירולוגיה, מכשיר MRI לדימות גפיים במחלקת אורתופדיה וכיוצא בזה. התחזיות כולן נמצאות בפרק “מה צופן העתיד?” בספר “MRI המדריך המלא-רפואה ופיזיקה נפגשות“, ביחד עם סקירת המחקרים הרבים בתחום ה-MRI בארץ ובעולם.

התחזיות אכן מתחילות להתגשם, כבר כיום יש שימוש בסורקי MRI קטנים, למשל בחדרי ניתוח או לשם דימות בעלי חיים, אך לאחרונה אישר ה-FDA בפעם הראשונה סורק MRI קטן נייד לשימוש בבתי חולים, לשם דימות מוח מטופלים שאינם יכולים לצאת ממיטתם. הסורק פותח על-ידי חברת Hyperfine לאנשים בגיל שנתיים ויותר, ומשקלו בערך כעשירית ממשקלו של MRI קבוע. כמו מכשיר האולטרסאונד, סורק ה-MRI הקטן יכול להתנייד ממקום למקום בקלות. הוא משתמש במגנטים קבועים (permanent magnets) שאינם דורשים כוח נוסף או קירור, כאשר המערכת כולה פועלת משקע בקיר רגיל כדי לייצר סריקת מוח.

אמנם לא ממש מדובר בטכנולוגיה חדשה, האיכות של התמונות איננה כפי שהיא בסורק MRI גדול, אבל בהחלט מדובר בתהליך מתקדם שבו ה-MRI כבר איננו מכשיר ענקי, אלא התקן המסוגל להתנייד בין מיטות מטופלים. אני מאמין שהמגמה הזו תימשך, התמונות יהפכו להיות איכותיות יותר ואנחנו נראה בעוד מספר שנים סורקי MRI קטנים זמינים בכל מחלקה בבית חולים ואפילו בתוך כל קופת חולים לשימוש מיידי (בדיוק כפי שקורה כיום עם מכשירי האולטרסאונד).

 

קישור לידיעה על אישור ה-FDA- אתר Fiercebiotech

סרטון המתאר את אופן פעולת סורק ה-MRI הקטן- אתר youtube

 

 

לבצע סריקת MRI איננה דבר קל לכולם, הסורק מרעיש, לעיתים מעורר תחושות קלאוסטרופוביה והבדיקה נמשכת זמן רב. אז מה היה קורה אם היו מבקשים ממכם לישון לילה שלם בתוך סורק ה-MRI? זו בדיוק ההוראה שנתנו חוקרים מאוניברסיטת בוסטון לנחקרים במהלך מחקר, שהדגים בפעם הראשונה בצילום שגלים של נוזל CSF (נוזל מוחי-שדרתי- ע.ב.ח.) שוטפים את מוחנו במהלך הלילה תוך תיאום עם פעילות גלי המוח וזרימת הדם במוח.

המחקר פורסם בסוף אוקטובר השנה (שנת 2019) בכתב העת הנחשב Science, ובמהלכו 13 נבדקים בין גילאי 23 ל-33 התבקשו לישון בתוך סורק ה-MRI כשלראשם כובעי EEG (כובעים הבודקים פעילות חשמלית במוח). תוצאות המחקר הראו שניתן לזהות אדם ישן רק על פי פעילות ה-CSF במוחו, השונה מפעילות ה-CSF אצל אדם ער. כמו כן התברר שקודם כל מתרחש שינוי עצבי בגלי המוח, לאחר מכן מתרחשת זרימת דם במוח ולאחר מכן גל של CSF. אחד ההסברים האפשריים לכך הוא שכאשר הנוירונים מכובים, הם אינם זקוקים לחמצן רב, כך שדם עוזב את האזור. כאשר הדם עוזב, הלחץ במוח יורד ואז ה-CSF זורם פנימה במהירות על מנת לשמור על לחץ מוחי ברמה בטוחה.

כפי שהוזכר, זהו המחקר הראשון שצילם אי פעם CSF בזמן השינה. החוקרים מתכוונים לבצע מחקר נוסף, גדול יותר, הפעם על נבדקים מבוגרים יותר מהנבדקים במחקר הנוכחי. עצם החיבור של גלי המוח עם זרימת הדם ו-CSF עשוי לספק תובנות באמצעות מחקרי המשך לגבי ליקויים תקינים הקשורים להזדקנות המוח וגם לתובנות על מגוון הפרעות נוירולוגיות ופסיכולוגיות הקשורות לעיתים קרובות לדפוסי שינה משובשים, כולל אוטיזם ומחלת אלצהיימר.

 

קישור לתקציר המאמר- אתר sciencemag

כתבה על המחקר (אנגלית)

אתר MRI המדריך המלא-רפואה ופיזיקה נפגשות

תמונות מעבר העובר בתעלה ב-MRI- קרדיט לחוקרים

לידה היא תהליך טבעי ומדהים. במהלכה ראש העובר אמור לצאת מהרחם ולעבור בתעלת צוואר הרחם. תעלה זו עוברת תהליך של פתיחה ומחיקה תוך התכווצויות של שריר הרחם, כתוצאה מהפרשת הורמון האוקסיטוצין מבלוטת ההיפופיזה. כל ציר גורם לסיבי השריר להתקצר וכך מתקדם התינוק. במהלך הלידה ראש התינוק ואף מוחו מותאמים למעבר הצר, MRI עוברי הינה סריקה שמבוצעת כבר מספר שנים, אך הפעם, בפעם הראשונה, הצליחו חוקרים מצרפת להדגים את הדרך בה זה מתרחש בעזרתו של סורק MRI.

החוקרים, בראשותה של ד”ר אוליבר אמי (Olivier Ami) מאוניברסיטת קלרמונט-פראנד שבצרפת, הצליחו לקבל תמונות זמן-אמת מסורק MRI של חברת פיליפס בעת תהליך יציאתו של העובר מהרחם אל אויר העולם, והצליחו להדגים כיצד חלקי הגולגולת ומוחו של העובר מתאימים את עצמם על מנת שיוכלו לעבור בתעלה הצרה.

הם גילו שהמוח ממש נמחץ בתהליך הלידה והמטרה היתה לזהות את אותם עוברים נדירים שתהליך זה עלול לגרום להם לדימומים במוח, ואז לסבול מבעיות התפתחות כגון שיתוק מוחין ועוד. תוכנת הדמייה מתאימה יכולה לנטר מצב כזה ואז להתריע בצורך מידי בניתוח קיסרי.

התמונות עובדו לתמונות תלת-מימד ובהם אפשר לראות כיצד משנה הגולגולת את צורתה לצורת חרוט במהלך המעבר, צורה שחוזרת למצבה האפליפסי הרגיל לאחר הלידה.

 

קישור לכתבה על המאמר- אתר eurekalert

קישור למאמר- אתר Plos One

על MRI עוברי- אתר MRI המדריך המלא

סריקת ה-fMRI, ראשי תיבות של Functional Magnetic Resonance Imaging (בעברית “דימות תהודה מגנטית תפקודי”), היא טכנולוגייה או שיטת דימות יחסית חדשה, אשר המצאתה הביאה למהפכה של ממש בעולם המחקר והפסיכיאטריה, ויש הטוענים כי הוא עתיד להיות אחת מטכנולוגיות המחקר המובילות בעשורים הבאים.

אז מה זה בעצם fMRI?

זהו בעצם סורק MRI בעל תוכנה מיוחדת המאפשרת לו לנטר את יכולת התפקוד של המוח. ה-fMRI משמש כיום לא רק למחקר, אלא גם לאבחון מחלות שונות כגון פיברומיאלגיה, לאיתור איזורי מוח ספצפיים לפני ניתוח ועוד. בפוסט להלן נסביר כיצד עובד ה-fMRI וגם נסביר את המחקר שהציג את תמונת דג הסלמון המת המפורסמת- בה ראו פעילות מוחית ב-fMRI במוח של דג מת (!?!).

 

כיצד עובד ה-fMRI? (כן, טיפונת פיזיקה וביולוגיה)

 

סריקת ה-fMRI, אשר הוצגה לראשונה בשנת 1990, נועדה על מנת לאתר איזורים אשר מופעלים במוח כתוצאה מביצוע משימות או כתוצאה מגירוי חושי- למשל נגיעה באף או כיווץ של שריר מבטאים את עצמם במוח, וה-fMRI נועד לזהות את האיזור המופעל במוח בתגובה לכך.

בשנת 1913, מנתח מוח בשם וילדר פינפילד (Wilder Penfield) הגיש את עבודת הדוקטורט שלו באוניברסיטת פרינסטון, ובה הוא הציג את ההומונקולוס, תמונת האדם הקטן אשר משורטטת בתוך המוח. תמונה זו משמשת כאילוסטרציה של גוף האדם במוח, ואת איברי הגוף השונים כפי שמשתקפים בעיבוד המידע העצבי בקליפת המוח (תוך הגדלת איזורי הידיים, השפתיים והלשון כיוון שהם זוכים ליותר מקום עיבוד במוח). ה-fMRI מאפשר בעצם לאשש את המחקר הזה, אבל בדרך שאיננה פולשנית.

כיצד הוא עושה זאת?

על מנת לתפקד, זקוקים תאי גופנו לאספקת חמצן וחומרי תזונה באופן תמידי, חומרים המועברים אליהם באמצעות כלי הדם בגופנו. יש בגופנו איברים כמו הכבד ושרירי הגוף, אשר יודעים לאגור חומרי תזונה (בדמות גליקוגן- Glycogen) וחמצן (בדמות מיוגלובין- Myoglobin). מחסנים אלו נועדו לספק יותר חמצן וגלוקוז מהיכולת של כלי הדם לספק, זאת על מנת לעמוד בדרישות. למוח אין מחסנים כאלו ולכן הוא מתבסס אך ורק על אספקת הדם לשם חמצן ומוצרי תזונה. כלי הדם במוח (וכמובן גם בגוף), הם בעלי יכולת להתרחב בקוטרם כתגובה לשינויים ביוכימיים מסוימים וכך, במידת הצורך, הם יודעים לספק יותר חמצן וגלוקוז לתאים ברקמות – במקרה של המוח- לתאי הנוירונים.

סורק ה-MRI מסוגל למדוד באופן לא ישיר את פעילות הנוירונים בהתבסס על פעילות כלי הדם האזורית כאשר הוא מתבסס על הבדלי ההשפעות שיוצר סיגנל התהודה המגנטית של המוגלובין מחומצן (Oxyhemoglobin) אל מול סיגנל התהודה המגנטית של המוגלובין לא מחומצן (deoxyhemoglobin).

 

 

על מנת שנוכל להבין טוב יותר את השוני בסיגנל, נקדיש כמה מילים על מנת לתאר את חלבון ההמוגלובין (Hemoglobin).

ההמוגלובין הוא חלבון השייך למשפחת חלבונים שנקראת מטאלופרוטאינים (Metalloprotein- חלבון המעיל יון מתכת), כאשר תפקידו העיקרי הוא נשיאת חמצן אל תאי הגוף במערכת הדם. השם “המוגלובין” מכיל בתוכו את שני המבנים המרכיבים אותו- קבוצת “הם” (Heme), מולקולה לא-חלבונית המורכבת ממבנה טבעתי שבמרכזו אטום ברזל המוקף בארבעה אטומי חנקן, וחלבון הגלובין (Globin protein), חלבון שבתוכו משובצת מוליקולת ה”הם” בקשר קוולנטי. מוליקולת ההמוגלובין כולה מורכבת מארבעה תת-יחידות, שהם בעצם יחידות גלובין הקשורות האחת לשנייה, ומארבע קבוצות “הם” המצויות בתוך חלבוני הגלובין. כל קבוצת “הם” יכולה לקשור מולקולת חמצן אחת, ולכן מולקולת המוגולבין אחת בעלת פוטנציאל קשירה של עד ארבע מולקולות חמצן.

האוקסיהמוגלובין (oxyhemoglobin) הוא המוגלובין מחומצן אשר נראה כחומר אדום-בהיר הנוצר כאשר המוגלובין בתאי דם אדומים מתחבר עם חמצן. זו הצורה בה החמצן מועבר אל הרקמות, שם הוא משתחרר.  דאוקסיהמוגלובין (Deoxyhemoglobin) הוא המוגלובין לא מחומצן, ללא אטומי חמצן, ובשל כך הוא בעל צבע כחול סגלגל.

איך מצליח סורק ה-MRI להבדיל בסיגנל השונה של המוגלובין מחומצן להמוגלובין לא מחומצן?

סיגנל התהודה המגנטית מושפע באופן משמעותי על ידי מספר האלקטרונים המזווגים (Paired electrons, שני אלקטרונים שנמצאים באותו האורביטל אבל יש להם ספינים מנוגדים) ומספר האלקטרונים הלא-מזווגים (unpaired electrons, אלקטרון שנמצא לבד באורטיבל, מסיבה הזו האטום או המוליקולה תגובתיים יותר לריאקציות כימיות).

אלקטרונים מזווגים הם אלקטרונים שאין להם אפקט מגנטי (מה שקרוי Diamagnetic) ולכן הם לא משפיעים על סיגנל התהודה המגנטית המקומי, בעוד שאלקטרונים לא מזווגים מתמגנטים (מה שקרוי Paramagnetic), ולכן הם מסוגלים להשפיע על סיגנל התהודה המגנטית המקומי, ובריכוזים גבוהים אף להפוך את איזור הדימות כולו לכהה (ברצפי ספין אקו סטנדרטיים).

לאוקסיהמוגלובין, המוגלובין מחומצן, אין אלקטרונים לא מזווגים ולכן אין לו השפעה על סיגנל התהודה המגנטית המקומי (הוא דיאמגנטי). כאשר הוא משחרר את אטומי החמצן שלו, הוא הופך להיות דאוקסיהמוגלובין, המוגלובין לא מחומצן, עם ארבעה אלקטרונים לא מזווגים. כעת ההמוגלובין הופך להיות פאראמגנטי והריכוז הגבוה של דאוקסיהמוגלובין בדם גורם לחוסר הומוגניות בשדה המגנטי וארטיפקטים בתמונה, אלמנטים הפוגעים בעוצמת סיגנל התהודה המגנטית המקומי. מהסיבה הזו אוקסיהמוגלובין נראה בהיר יותר מדאוקסיהמוגלובין בתמונת T2 ב-MRI.

אבל מה שתואר עד עכשיו זה רק חצי מהתמונה.

כפי שהוזכר קודם, במוח אין מאגרי חמצן ואנרגיה (כמו למשל בכבד ובשרירים) ולכן הוא תלוי אך ורק באספקת הדם אליו. בעורקי המוח זורם לו האוקסיהמוגלובין, שכפי שנאמר, מאחר שהוא לא מתמגנט, דיאמגנטי, אין לו השפעה על סיגנל התהודה המגנטית המקומי. במצב רגיל, נניח מצב מנוחה, הנוירונים מחלצים את מה שהם זקוקים לו מכלי הדם, משאירים בנימים הורידים בעיקר את הדאוקסיהמוגלובין הכחלחל בעל ההשפעה המגנטית ואז ישנה ירידה משמעותית של הסיגנל באיזור המוח המופעל או מעט אחריו.

עם זאת, במצב פעולה של נוירונים, משמע כאשר הם מאוקטבים, ההימצאות המקומית של נוירוטרנסמטורים גורמים לתאי תמיכה סביבם, אשר קרויים אסטרוציטים (התאים הגדולים והנפוצים במערכת העצבים המרכזית, צורתם כצורת כוכב והם ממלאים תפקידים תומכים רבים ברקמות המוח וחוט השדרה), לשחרר כימיקלים לתוך העורקים אשר גורמים לכלי הדם להתרחב ואז לספק יותר חמצן וחומרים תזונתיים לנוירונים באיזור המופעל במוח.

בעקבות כך, העלייה בנפח הדם היא יותר ממספיקה לצורך המטבוליטי שנדרש, וכך אנחנו בעצם מגיעים למצב של פרדוקס שבו ישנה עלייה בכמות האוקסיהמוגלובין האדמדם גם בנימים הורידיים, לאחר מעברם דרך הנוירונים באיזור המוח המופעל. מאחר שאוקסיהמוגלובין הוא חומר דיאמגנטי (לא מתמגנט ולא משפיע על סיגנל התהודה המגנטית), יש עלייה בסיגנל התהודה המגנטית האיזורית ביחס לאיזורי הנוירונים הלא- מאוקטבים, מה שמייצר איזור בהיר יותר של סיגנל תהודה מגנטית באיזור הנוירונים המאוקטבים (או יותר נכון, מעט אחריו, נגיע לכך בהמשך).

כך, מה שקורה בפועל הוא שרזולוצית הסיגנל בין הנוירונים המאוקטבים לבין הנוירונים במצב מנוחה (הנוירונים שאינם מאוקטבים) מתבסס על הריכוז היחסי של אוקסיהמוגלובין בנימים הורידיים ולכן סוג דימות זה נקרא BOLD- Blood Oxygen Level Dependent functional MRI.

 

המגבלות של BOLD fMRI ועל הפעילות המוחית של דג הסלמון המת

 

טכנולוגיית BOLD fMRI הינה כלי עוצמתי במחקר תפקודי של המוח, אך יש לה גם מגבלות ברורות מעצם צורת רכישת הסיגנל שלו- אלו בעיקר קשורות לרזולוציה זמנית (Temporal resolution-TE) ולדיוק מרחבי. רזולוציה זמנית מתייחסת לרזולוציה של מדידה ביחס לזמן. מאחר שאנחנו בודקים באופן עקיף פעילות הנוירונים המתבססת על העלייה האזורית בנימים הורידים של אוקסיהמוגלובין לאחר מיקום הנוירונים המאוקטבים, הדבר תלוי באורינטציה של ניקוז הורידים הפולטים סיגנל, ולכן מיקום הסיגנל יכול להתגלות כמה מילימטרים אחרי איזור הנוירונים המאוקטבים.

מקרה נוסף, יחסית מפורסם, שהציג לעולם את מגבלה של BOLD fMRI, קשור לרעשי הרקע שמהם הוא יכול להיות מושפע.

בשנת 2009, בנט (Bennett) ושותפיו  הציגו תמונה, כיום די מפורסמת, בתוך מאמר ששמו: Neural correlates of inner species perspective-taking in the post mortem Atlantic salmon

בתמונה נראית פעילות מוחית אצל דג סלמון מת ב- BOLD fMRI בתגובה להצגת תמונות של אנשים בסיטואציות חברתיות שונות. לפחות בתמונה אחת הצליחו החוקרים להדגים סיגנל משמעותי בתוך מוחו של הסלמון, אשר אמור להיות חסר פעילות.

 

התמונה והמאמר שסיכם אותה, לא נועדו להתנגד או ללעוג לטכנולוגיית ה-fMRI, אלא להעלות את המודעות לתוצאות מזוייפות בסריקות fMRI, אשר יכולות להיגרם מרעשי רקע אקראיים, אם תיקונים סטטיסטיים מסוימים לא נעשות באופן שגרתי כאשר מנתחים את נתוני תוצאות ה-fMRI. כותבי המאמר תקפו תוצאות מחקרים רבים שעשו שימוש ב-fMRI אשר נתוניהם יכולים להיות שגויים בעקבות אי-שימוש בתוכנות תיקון של בעיית ההשוואות המרובות (Multiple comparisons problem- בעיה סטטיסטית הנגרמת כאשר מבצעים מספר הסקות סטטיסטיות במקביל, או כשאומדים במקביל קבוצה של פרמטרים על בסיס נתונים שניצפו. לפעמים גם התיקונים יכולים לגרום לבעיות ולדחות את השערת האפס, גם כאשר היא נכונה). בעיה זו נובעת ספציפית מהמגבלות המתודולוגיות של שימוש ב- BOLD fMRI.

לסיכום, ה-fMRI הינו כלי מרתק שפתח אופציות רבות בפני עולם המחקר. הוא אמנם אינו חסר חסרונות, אך הוא כלי מחקרי אשר אין ספק שעתידו עוד לפניו.

 

ביבליוגרפיה ולקריאה נוספת:

 

Neural correlates of inner species perspective-taking in the post mortem Atlantic salmon

פורטל ה-fMRI והדימות המוחי- https://fmri.co.il/

אתר הספר MRI המדריך המלא-רפואה ופיזיקה נפגשות