ચુંબકીય અનુનાદ ચિત્રણ (magnetic resonance imaging, MRI)

ચુંબકીય અનુનાદ ચિત્રણ (magnetic resonance imaging, MRI) : અતિઅસરકારક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં શરીરમાંના પરમાણુઓની જે ગોઠવણી થાય છે તેનાં કમ્પ્યૂટર વડે ચિત્રણો મેળવવાની નિદાનલક્ષી પદ્ધતિ. તે એક અતિ આધુનિક નિદાનપદ્ધતિ છે. તેમાં શરીર માટે બે સુરક્ષિત બળોનો ઉપયોગ થાય છે — (1) ચુંબકીય ક્ષેત્ર તથા (2) રેડિયો ફ્રીક્વન્સી. તેના વડે શરીરની અંદરની સંરચનાઓનાં સ્પષ્ટ ચિત્રો મેળવી શકાય છે. તેમાં વપરાતી કમ્પ્યૂટર-પ્રણાલીઓ સીએટી સ્કૅન જેવી જ પરંતુ વધુ સંકુલ પ્રકારની હોય છે. સીએટી સ્કૅનની માફક તેમાં એક્સ-રે વપરાતાં નથી, પરંતુ ચુંબકીય ક્ષેત્રની અસર હેઠળ વિવિધ પરમાણુઓની નાભિમાંથી નીકળતા રેડિયોતરંગોનો ઉપયોગ કરાય છે.

પરમાણુની નાભિમાં પ્રોટૉન અને ન્યુટ્રૉન નામના ન્યુક્લિયોન હોય છે. જે પરમાણુમાં તેમની એકી સંખ્યા હોય અને જે એકંદર વર્તુળગતિ (net spin) ધરાવતા હોય તે નાનકડા ચુંબકની માફક વર્તે છે. માનવશરીરમાં એક પ્રોટૉન ધરાવતા હાઇડ્રોજનના પરમાણુઓ પુષ્કળ સંખ્યામાં બધે જ હોય છે અને તે ઉપર જણાવેલો ગુણધર્મ ધરાવે છે. તેથી તેનો MRIમાં ઉપયોગ કરાય છે. આ જ રીતે Na 23, P 31, C 11 અને Fl 19નો ઉપયોગ કરાય છે.

શરીરમાં ઉપર જણાવેલા પરમાણુ-ચુંબકો લાખોની સંખ્યામાં હોય છે અને તે યાર્દચ્છિક રીતે (at random) વિવિધ દિશામાં ગોઠવાયેલા હોય છે તેથી તેમનું એકંદર ચુંબકીય ક્ષેત્ર શૂન્ય હોય છે. જ્યારે શરીર અતિપ્રભાવી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આવે ત્યારે પરમાણુની નાભિઓ તે ચુંબકીય ક્ષેત્રના સંદર્ભમાં ગોઠવાય છે. જે ઓછી ઊર્જાવાળા હોય છે તે ચુંબકીય ક્ષેત્રને સમાંતર ગોઠવાય છે અને જે વધુ ઊર્જાવાળા હોય છે તે તેને અસમાંતર ગોઠવાય છે. બધા નાભિરૂપી ચુંબકો ધ્રૂજે છે (wobble) અને તેમની ધ્રુજારી ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્ષમતા અને પરમાણુની નાભિના પ્રકાર પર આધારિત હોય છે. તેને લાર્મોર આવૃત્તિ (Larmor frequency) કહે છે. જ્યારે તેટલી જ લાર્મોર આવૃત્તિ ધરાવતા રેડિયોતરંગના જથ્થા (radio wave pulse) ચુંબકીય ક્ષેત્રને કાટખૂણેથી આવે ત્યારે પરમાણુની નાભિઓ કેટલીક ઊર્જાનું શોષણ કરે છે અને થોડીક ઊર્જા બહાર ફેંકે છે. રેડિયો-આવૃત્તિની ઊર્જામાં થતા ઘટાડાને બાહ્ય નિર્દેશક (external detector) વડે શોધી કાઢવામાં આવે છે. રેડિયોતરંગનો જથ્થો ઉત્પન્ન કરવા રેડિયો-આવૃત્તિ- તાર-ગૂંચળું (radio frequency coil) વપરાય છે. અને તે જ બાહ્ય નિર્દેશક તરીકે વર્તે છે. આ તારનું ગૂંચળું જેટલું નાનું હોય તેટલું તેના વડે ઝડપાતું પ્રતિબિંબ વધુ સ્પષ્ટ હોય છે. તેથી નાના અવયવો કે અંગો માટે વિશિષ્ટ પ્રકારની સપાટી પરનાં તારગૂંચળાં વપરાય છે. દા.ત., ઢીંચણ-અનુનાદક, આંખ, કાન, સ્તન કે કરોડના મણકાઓ માટેનાં તારગૂંચળાં.

અતિપ્રભાવી ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરતાં ચુંબકો ઘણાં મોટાં અને અસરકારક હોય છે. તેના 3 પ્રકાર છે – અલ્પકાલીન, કાયમી અને અધિવાહી(superconductor). અધિવાહી ચુંબકોનો ઉપયોગ વ્યાપક છે. ત્રણ જુદી જુદી દિશામાં આવેલા સ્તરમાં ગોઠવાયેલાં 3 તારગૂંચળાં વડે વિવિધ સ્તરમાં ચિત્રણો મેળવાય છે. તેના વડે જે-તે પરમાણુ-નાભિનું શરીરમાંનું સ્થાન નિશ્ચિત કરી શકાય છે. તારગૂંચળાં દ્વારા પુન: ઝડપાયેલી રેડિયો-આવૃત્તિઓની માહિતી વડે કમ્પ્યૂટર ચિત્રણો બનાવે છે. MRI વડે મેળવાતાં ચિત્રણોમાં સ્નાયુ, નસો, મગજ, કરોડરજ્જુ જેવા મૃદુ પેશીના અવયવોનાં સ્પષ્ટ ચિત્રણો મળે છે. મગજ અને કરોડરજ્જુમાં સફેદ અને ભૂખરા રંગની પેશી તથા તેની આસપાસના પ્રવાહીને સ્પષ્ટપણે એકબીજાથી અલગ દર્શાવી શકાય છે. તેને કારણે નાનકડી ગાંઠો, પેશીમૃત્યુ (infarct) તથા અન્ય રોગોનું નિદાન શક્ય બને છે. તેને કારણે ચેતાતંત્રના રોગોમાં તે મુખ્ય નિદાનલક્ષી તપાસ ગણાય છે. કાર્બનના પરમાણુઓને આધારે લોહી બનાવતી અસ્થિમજ્જાની પેશી, સંધિબંધ (ligament), સ્નાયુબંધ (tendons), સંધિકૂર્જા(menisci)ને સ્પષ્ટપણે દર્શાવી શકાય છે. સ્નાયુ અને હાડકાના ચિત્રણ માટે પણ MRI શ્રેષ્ઠ નિદાનપદ્ધતિ ગણાય છે. નવી વિકસાવેલી પદ્ધતિ વડે હૃદય અને તેમાં વહેતા લોહીને અલગ અલગ દર્શાવી શકાય છે. તેવી જ રીતે યકૃતમાં ફેલાયેલી કૅન્સરની ગાંઠો તેમજ મૂત્રાશય, ગર્ભાશય તથા ગર્ભાશય-ગ્રીવા વગેરે અનેક અવયવોના રોગોનું નિદાન થઈ શકે છે.

ચુંબકીય અનુનાદ-વર્ણપટ નિરીક્ષા (magnetic resonance spectroscopy) અને ચુંબકીય અનુનાદ-વાહિની ચિત્રણ (magnetic resonance angiograhpy) એમ બે નવાં વિકસતાં ક્ષેત્રો છે.

શિલીન નં. શુક્લ

મૃગેશ ડૉક્ટર