Penemuan Pencitraan Resonansi Magnetik (MRI)

Pencitraan resonansi magnetik (biasa disebut "MRI") adalah metode melihat ke dalam tubuh tanpa menggunakan pembedahan, pewarna berbahaya, atau sinar X. Sebaliknya, pemindai MRI menggunakan magnetisme dan gelombang radio untuk menghasilkan gambar yang jelas tentang anatomi manusia.

MRI didasarkan pada fenomena fisika yang ditemukan pada 1930-an yang disebut "resonansi magnetik nuklir" —atau NMR — di mana medan magnet dan gelombang radio menyebabkan atom mengeluarkan sinyal radio kecil. Felix Bloch dan Edward Purcell, yang bekerja di Universitas Stanford dan Universitas Harvard, masing-masing, adalah orang-orang yang menemukan NMR. Dari sana, spektroskopi NMR digunakan sebagai sarana untuk mempelajari komposisi senyawa kimia.

Pada tahun 1970, Raymond Damadian, seorang dokter medis dan ilmuwan penelitian, menemukan dasar untuk menggunakan pencitraan resonansi magnetik sebagai alat untuk diagnosis medis. Dia menemukan bahwa berbagai jenis jaringan hewan memancarkan sinyal respons yang panjangnya bervariasi, dan banyak lagi penting, bahwa jaringan kanker memancarkan sinyal respons yang bertahan lebih lama daripada non-kanker tisu.

Kurang dari dua tahun kemudian, ia mengajukan idenya untuk menggunakan pencitraan resonansi magnetik sebagai alat untuk diagnosis medis dengan Kantor Paten A.S. Itu berjudul "Alat dan Metode untuk Mendeteksi Kanker di Jaringan." Sebuah paten diberikan pada tahun 1974, menghasilkan yang pertama di dunia paten dikeluarkan di bidang MRI. Pada 1977, Dr. Damadian menyelesaikan konstruksi pemindai MRI seluruh tubuh pertama, yang dijuluki "Indomitable."

Sejak paten pertama dikeluarkan, penggunaan medis pencitraan resonansi magnetik telah berkembang pesat. Peralatan MRI pertama dalam kesehatan tersedia pada awal 1980-an. Pada tahun 2002, sekitar 22.000 kamera MRI digunakan di seluruh dunia, dan lebih dari 60 juta pemeriksaan MRI dilakukan.

Pada tahun 2003, Paul C. Lauterbur dan Peter Mansfield dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran untuk penemuan mereka mengenai pencitraan resonansi magnetik.

Paul Lauterbur, seorang profesor kimia di Universitas Negeri New York di Stony Brook, menulis sebuah makalah tentang teknik pencitraan baru yang ia sebut "zeugmatography" (dari bahasa Yunani Zeugmo yang berarti "kuk" atau "bergabung bersama"). Eksperimen pencitraannya memindahkan sains dari dimensi tunggal spektroskopi NMR ke dimensi kedua orientasi spasial — fondasi MRI.

Peter Mansfield dari Nottingham, Inggris lebih lanjut mengembangkan pemanfaatan gradien dalam medan magnet. Dia menunjukkan bagaimana sinyal dapat dianalisis secara matematis, yang memungkinkan untuk mengembangkan teknik pencitraan yang bermanfaat. Mansfield juga menunjukkan bagaimana pencitraan yang sangat cepat dapat dicapai.

Air merupakan sekitar dua pertiga dari berat tubuh manusia, dan kadar air yang tinggi ini menjelaskan mengapa pencitraan resonansi magnetik telah banyak digunakan dalam dunia kedokteran. Pada banyak penyakit, proses patologis menghasilkan perubahan kadar air di antara jaringan dan organ, dan ini tercermin dalam citra MR.

Air adalah molekul yang tersusun dari hidrogen dan atom oksigen. Inti atom hidrogen mampu bertindak sebagai jarum kompas mikroskopis. Ketika tubuh terkena medan magnet yang kuat, itu inti dari atom hidrogen diarahkan ke urutan - berdiri "at attention". Ketika dikirim ke pulsa gelombang radio, kandungan energi inti berubah. Setelah pulsa, inti kembali ke keadaan sebelumnya dan gelombang resonansi dipancarkan.

Perbedaan kecil dalam osilasi inti terdeteksi dengan pemrosesan komputer canggih; adalah mungkin untuk membangun gambar tiga dimensi yang mencerminkan struktur kimia jaringan, termasuk perbedaan dalam kadar air dan pergerakan molekul air. Ini menghasilkan gambar jaringan dan organ yang sangat terperinci di area tubuh yang diselidiki. Dengan cara ini, perubahan patologis dapat didokumentasikan.