İçyüzünü Açıklıyoruz: MRI nedir?
Uzm. Dr. Alan Alper Sağ, Koç Üniversitesi Tıp Fakültesi, Çeviri: Murat Güneş
Size daha önce hiç duymamış olabileceğiniz büyük bir sırrı açıklayacağım. Hazır mısınız? Bu yazıyı okuduğunuz bilgisayar ekranının köşesine çok yakından bakın... Titrediğini görebiliyor musunuz? Bu yazıyı kâğıttan okuyorsanız, o kâğıt da titriyor. Kâğıttaki her harfin mürekkebi de. Aslına bakarsanız, şu anda elinizi oluşturan tüm hücreler de titriyor. Her iki elinizin üzerindeki tüylerden kas hücrelerindeki DNA’ya kadar...
Çevrenize şöyle bir bakın... Gördüğünüz her bitki, mobilya, mimari öğe, sürekli olarak mikroskop altı seviyede dönen ve titreşen, her birinin benzersiz bir enerji salınımı olan fiziksel atomlardan oluşuyor. Aslına bakarsanız, “katı” olduğunu varsaydığımız tüm yapıların enerjiden ve titreşimlerden oluştuğu fikri, kuantum fiziği denen koca bir araştırma alanının temelini oluşturuyor.
Kuantum fiziği ne kadar büyüleyici olsa da, bir fincan kahve içerken okuyabileceğiniz uzunluktaki bu yazının kapsamının ötesinde bir alan. O halde, başka bir şey yapalım ve size bir-iki soru sorayım: İnsan vücudundaki tüm bu titreşimleri neredeyse durduracak kadar yavaşlatabilecek bir makine olduğunu söylesem ne yapardınız? Şimdi, tüm atomları bırakalım da, sadece insan vücudundaki maddenin yüzde 10’unu oluşturan (yüzde 65’lik oksijen ve yüzde 18’lik karbondan sonra gelen) ve vücuttaki tüm doku tiplerinde yer alan hidrojen atomlarına odaklanalım.
Bu makineyle tüm hidrojen atomlarının dönüşlerini senkronize edebilseydik, ve onları durdurabilseydik? Canımızı yakar mıydı? Gıdıklanır mıydık? DNA’mızı etkiler miydi? Etkisi geri döndürülebilir miydi? Dönüşleri tekrar serbest bıraktığımızda atomlar önceki dönüş hızlarına ve yönlerine geri mi dönerlerdi?
Böyle bir makine var; ismi MRI (Manyetik Rezonans Görüntüleme cihazı). Bu cihazları her gün insan vücudunu inceleyerek hayat kurtaran teşhisler koymakta kullanıyoruz. Peki nasıl oluyor da atom titreşimleriyle uğraşan bir cihaz insan vücudunun ayrıntılı görüntülerini görmemizi sağlıyor? Çoğumuz ya da sevdiklerimiz hayatının bir noktasında MRI taramasından geçeceğine göre, MRI’ın nasıl çalıştığını dört temel maddede gözden geçirelim. Elbette bu dört madde onlarca cilt ders kitabında anlatılanların son derece basitleştirilmiş hali olacak.
İnsan vücudunda her biri kendi ortamlarında, örneğin kemiklerde, yağ dokularında (ki, hepimizde az ya da çok bulunur) kaslarda (kimilerimiz keşke daha çok olsaydı der) ya da sıvılarda (gerek hızla akan kanda, gerekse çok yavaş hareket eden beyin-omurilik sıvısında) en az düzeyde enerji harcayarak (durağan durumda) rahat rahat oturmayı seven yaklaşık 4,7 x 1027 adet (yani yaklaşık beş trilyon kere katrilyon kadar!) hidrojen atomu vardır.
Maddenin sürekli titreşmekte olduğunu hatırlayalım. Hidrojen atomları “durağan” haldeyken “Larmor frekansı” adı verilen bir dönüş ve yönle titreşirler. Bir hidrojen atomunu yerinden oynatırsak eski durağan haline geri dönebilmek için elinden geleni yapar.
MRI cihazı hastayı Dünya’nın yerçekimi kuvvetinin 30.000 ila 60.000 katı gücünde bir manyetik alana tabi tutar (1,5 - 3,0 Tesla’lık bir mıknatısı Dünya’nın 0,5 Gauss’luk manyetik alanıyla karşılaştırıyoruz). Makinenin mıknatısı öylesine güçlüdür ki, hidrojen atomlarını şaşırtıp hepsinin durağan konumlarını tek bir yöne çevirir. Ardından, tam atomlar yeni durağan konumlarına alışacakken, MRI makinesi atomları yeni bir manyetik “sinyal” ile “dürter” ve durağan hallerinden çıkarır. (MRI taraması sırasında duyduğunuz sesin kaynağı da budur).
Hidrojen atomlarının durağan hallerine geri dönmek istediklerini hatırlayalım. Bu manyetik sinyal durduğunda atomlar eski hallerine geri dönmeye başlarlar. İşte kritik nokta da burası: Atomlar eski hallerine içinde bulundukları dokuya bağlı olarak farklı hızlarda geri dönerler. Ve bu süreç içerisinde ölçebildiğimiz bir enerji yayarlar; bu şekilde farklı dokuların haritasını çıkarabiliyor ve insan vücudunu görüntüleyebiliyoruz.
Bu temsili resimde derin bir tümörün (okun yanındaki mor yapı) ana nöron yollarıyla (sarı) etkileşimi görülüyor. Bu tür bilgiler güvenli bir tedavinin planlanmasında büyük önem taşıyor. Görsel UCLA web sitesinden alındı (http://neurosurgery.ucla.edu/body.cfm?id=409, erişim tarihi 10.08.2015.)
MRI teknolojisi vücudun tamamında işe y arar olduğunu kanıtlamış durumda; ama özellikle başarılı olduğu alan beyin hastalıklarının teşhisi. MRI sayesinde beyin tümörlerinin tespiti ve teşhisinin yanı sıra tümörlerin sıkıştırdığı veya yayıldığı sinir yollarının haritası çıkarılabiliyor, tümöre kan akışı çevredeki kılcal damarlarla birlikte tespit edilebiliyor ve ameliyat ya da radyasyon terapisi sonrasında tümörün yeniden ortaya çıkmadığından emin olmak mümkün oluyor. Tüm bunlar hastanın radyasyona maruz kalmadan yapılıyor. MRI’ın tıpta ve hatta tıp dışındaki alanlarda geleceği son derece parlak. Örneğin, bazı araştırmacılar sorulara yanıt verilirken beyni tarayarak MRI’ı bir yalan makinesi olarak kullanmayı deniyorlar. Bu tür uygulamaların gelecekte işe yarar hale gelip gelmeyeceği tartışılabilir, fakat MRI’ın içinde bulunduğumuz yüzyılda tıp pratiğine kapsamlı ve kalıcı değişimler getirdiğine kuşku yok.