Manyetik Rezonans Görüntüleme: Temel Bilgiler
                                  Dr. Orhan Konez                                    English
SPEKTROSKOPİ (MRS)  

MRG bu gün için geniş anlamda görüntüleme yöntemi olarak kullanılmakla beraber, bu sistemin belki de daha önemli bir özelliği vardır: spektroskopi teknikleri kullanılarak dokunun kimyası ve fiziksel çevresi hakkında bilgi edinebilmekteyiz (Tablo 13.2).

Bundan sonraki gelişmeler daha çok MR spektroskopi alanında beklenmektedir ve bu konu ileride tıpda çığır açacak niteliktedir. MR spektroskopi MRG’den çok daha fazla ve önemli bilgiler verebilecek özelliktedir. Aslında MR spektroskopinin fiziksel özellikleri yaklaşık 40 yıldır biliniyor ve üzerinde çalışmalar yapılıyordu; bu noktadan hareketle nükleer manyetik momentlerden görüntü oluşturma fikri ortaya çıktı ve bugünkü MR gelişti.

Sekil 13.1: Proton spektroskopisinde su ve yag dokusunu temsil eden pikler. Hidrojen protonlarinin cogunlukla su ve yag dokusunda oldugu gorulmektedir.

Bu teknikte, daha önce bahsedilen protonlar arasındaki kimyasal şift (chemical shift) etkisi kullanılarak, protonların mikroskobik çevreleri hakkında bilgi edinilmektedir. Protonların çevrelerinde belli seviyelerde hareket halinde bulunan negatif yüklü elektronlar protonlar üzerine “shielding” (gölgeleme) etki göstermekte olup, magnetin proton üzerine olan etkisini kısmen değiştirmektedir [4]. 
Sekil 13.2: Ilgilendigimiz alanda sadece beyin dokusu oldugunda yag dokusu pikinin olmadigina dikkat ediniz.
Kabaca suda ve yağ dokusunda bulunan protonlar farklı kimyasal ilişkiler içinde olduklarından, farklı “shielding” etkiye maruz kalacaklar ve salınım frekansları farklı olacaktır (bu farklılık kimyasal şift olarak bilinir). Sudaki proton, laktatda, yağ dokusunda veya diğer önemli biyolojik yapılarda bulunan protonlardan farklı salınım frekansları göstermektedir. Değişik dokularda olan bu farklılık, daha az belirgin olmak üzere, daha küçük kimyasal çevre farklılıklarında da saptanabilir (yağ dokusu içindeki -CH3, -CH2 gibi veya ATP molekülündeki p31 atomlarında olduğu gibi) [60]. Eğer biz, bu protonların frekanslarını birbirlerinden ayırabilirsek protonların içinde bulundukları kimyasal ilişkileri de birbirlerinden ayırabiliriz ve bu spektroskopi tekniğinin temelini oluşturur.

Bu amaçla sadece hidrojen atomu mu kullanılabilir?

Vücutta nükleer manyetik vektörü olan ve farklı kimyasal ilişkiler içinde bulunan birçok atom olduğuna göre, hidrojen dışında da bir çok atom için bu tekniği uygulayabilir ve bunlara bağlı olarak farklı kimyasal çevreler hakkında bilgi sahibi olabiliriz (H1, P31, F19, Na23, C13 gibi). Bununla birlikte spektroskopi için kullanımı en pratik olan atom, hidrojendir. Çünkü vücutta farklı kimyasal çevrelerde olmak üzere çok fazla miktarlarda bulunmaktadır ve en yüksek MR sensitivitesine sahiptir (Tablo 13.1).

Bugün için spektroskopik çalışmalar klinik kullanıma tam olarak uyarlanamamıştır ve dünyadaki pek çok merkezde “proton spektroskopi” haricinde, daha önce bahsettiğimiz atomlar ile yapılan spektroskopi çalışmaları devam etmektedir (Tablo 13.3). Bu teknik ile, patolojik dokuların biyokimyasal analizlerinin yapılabilmesinin yanısıra, normal dokularda mevcut biyokimyasal ilişkiler de araştırılabilmektedir (Şekil 13.4).
Element Net MR sensitivite
H1
C13
N15
F19
Na23
P31
1
1,8 x 10 -4
4 x 10 -6
0,83
9,3 x 10 -2
6,6 x 10 -2
  Tablo 13.1
.

Tablo 13.2: MR Spektroskopi ile doku hakkinda 5 farkli bilgi edinilmektedir
1. Metabolitlerin tanimlanmasi
2. Metabolitlerin sayisal (quantitative) analizi
3. Metabolitlerin miktar ve cesitlerindeki dinamik degisiklikler
4. Eksojen metabolitler (C13, N15 gibi)
5. Doku ve hucresel cevre:
    - Intraselluler ve ekstraselluler pH 
    - Isi
    - Intraselluler katyonlar: Na, K, Mg, Ca
6. Manyetizasyon transferinin neden oldugu kimyasal reaksiyonlar ve iliskilerin kinetikleri

MR spektroskopinin bazı klinik örneklemelerini verecek olursak; MRS genetik hastalıklarda enzim blokajlarına neden olan metabolik defekti saptamada, metabolitin birikimini göstererek tanıda önemli biçimde yardımcı olabilir. Enflamatuar hastalıklarda doku metabolitlerindeki değişimleri gösterebilir. MRS, sistemik metabolik ve endokrinal hastalıkların analizlerinde önemli rol oynayabilir. Tümörlerin kemoterapi ve radyoterapi tedavilerine cevapları, görüntüleme yöntemleri ile tümör boyutlarını değerlendirmeden çok daha önce MRS ile değerlendirilebilir. Bunların yanında MRS, stres testlerinde (egzersiz stres testleri, glukoz tolerans testleri gibi) başarılı biçimde monitör olarak kullanılabilmektedir [60].

   

 

 

 

Sekil 13.3: Goruldugu gibi, su piki suprese edildiginde su haricinde farkli kimyasal iliskilerde olan hidrojen atomlarindan gelen sinyallerde degisik pikler izlenmektedir. Boylece ilgilendigimiz dokuda biokimyasal iliskiler hakkinda bilgi sahibi olabiliyoruz.
Sekil 13.4: P31 cizgili kas spektroskopisis a) normal pozisyonda b) agir egzersiz ile
.
Kullanilan atom                                               Metabolitler
H1 NAA, glutamate glukoz Choline, lactate alanine, ethanol Glutamine, taurine  creatine/PCr, GABA
C13 glukoz, citrate glikojen, yag citrate lactate glutamate
N15 ure, ammonia glutamine, GABA glutamate, aspartate alanine, NAA citrulline
F19 halothane 5F-U ve metabolitleri diger F iceren gazlar
P31 ATP, PC ve PE PCr, GPC Pi, G6P, F6P pH, ADP ve AMP UDPG
Tablo 13.3: Insan ve hayvanlarda MRS ile tanimlanan metbolit ornekleri.

MR günümüzde görüntüleme yöntemi olarak aktif biçimde çalışmakla birlikte, yakın gelecekte spektroskopideki sorunların halledilmesi ve bu konuda araştırmaların bu hızla sürmesiyle, spektroskopinin (MRS) görüntülemenin (MRG) önüne geçmesi beklenmelidir.

 

 

Ana sayfa    I   Bir Önceki Bölüm   I    Bir Sonraki  Bölüm   I   iletisim   I    www.birthmarks.us