Sunnmøre MR-klinikk ​tilbyr forskningstid og fagkompetanse til helse- og læreinstitusjoner, næringsliv og andre som ønsker å leie tid på vår 1,5 Tesla magnettomograf. Forskningen koordineres av klinikkens daglig leder som har 30 års erfaring i anvendelse av MR som medisinske bildemodalitet. Sentralt i dette erfaringsgrunnlaget er forskningsaktivitet ved Rogaland Sykehus, Haukeland Sykehus, Ullevål Sykehus, Ahus og ved Sunnmøre MR-klinikk. Under er en historisk oppsummering av denne virksomheten.  Bruk kontaktsiden eller ring 992 58 921 for dialog og nærmere avtale. 

 

HISTORIKK

Magnettomografi (MR)  utviklet seg på 80-tallet meget raskt som medisinsk avbildningsmetode gjennom samarbeidet mellom industri, læreinstitusjoner og sykehus. 

Til Norge kom den første magnettomografen våren 1986. Rogaland sykehus var åstedet for en imponerende kronerulling som i løpet av få måneder samlet inn nærmere 20 million kroner. Til denne virksomheten ga også Kreftforeningen penger til en dedikert forskerstilling. Daglig leder ved Sunnmøre MR-klinikk var utdannet som medisinsk fysiker ved University of Wisconsin noen få år tidligere og fikk stillingen som forsker i Stavanger, en stilling som noen år senere  resulterte i den første norske doktorgraden i magnettomografi.

Veiledere og student ved siden av Norges første MR-maskin: Fra venstre Jim Hutchison, Margaret Foster og Gunnar Thorkildsen.

Foto Knut S. Vindfallet, Stavanger Aftenblad

Alle MR opptak gjøres ved at en kombinasjon av radiobølgepulser og magnetfeltpulser skrus av og på med ekstrem tidsnøyaktighet. Hensikten med disse pulssekvensene er å skape et MR signal, kode og  registrere dette signalet og omgjøre det hele til MR bildene vi får opp på skjermen.  Dagens MR maskiner gir brukeren et meget stort antall pulssekvenser som alle kan manipuleres med tanke på snittykkelse, bildeoppløsning, kontrast i bildet og en rekke andre innstillingsparametere. Flere pulssekvenser i rekkefølge kalles en protokoll, og for de ulike medisinske problemstillingene er det utviklet dedikerte protokoller.

En klinisk MR fysiker har som oppgave å forstå detaljene i pulssekvensene, optimalisere disse i forhold til medisinsk problemstilling og eventuelt utvikle nye sekvenser og protokoller. Dette er helt analogt til kokkens oppgaver på et restaurantkjøkken.

Forskningsarbeidet i Stavanger i pionertiden medførte at man måtte lære  å programmere pulssekvenser. Dette krevde tilgang til maskinleverandørenes innerste hemmelighet, kildekoden. Tilgangen til denne ble muliggjort gjennom et nært samarbeid med Regionsykehuset i Trondheim, RIT. Den første oppgaven var å implementere en sekvens kalt FADE (Fast Acquisition Double Echo) utviklet ved University of Aberdeen på maskinen i Stavanger.  Maskinen i Aberdeen var verdens første magnettomograf anvendt til daglig medisinsk bruk og bygd lokalt i Skotland av Jim Hutchison (avbildet over). Men denne maskinen hadde en langt lavere magnetfeltstyrke enn maskinen i Stavanger og det var derfor av interesse å se hvordan bildene fra en moderne kommersiell skanner ville se ut. Sekvensen genererte to gradient ekko med ulike kontrastegenskaper. Det første var en blanding av T1- og T2-vekting, mens det andre var betydelig T2 vektet. MR maskinen i Stavanger kunne skape disse to kontrastene hver for seg med to ulike sekvenser, kalt FFE (FISP) og T2-FFE (PSIF), men ikke i et og samme opptak. Å generere de to kontrastegenskapene i et opptak gir en også muligheten til å både addere og subtrahere grunnbildene. ADDFADE og SUBFADE var et originalt resultat i doktorgradsarbeidet, der ADDFADE gav bilder med økt T2-vekting og bedret bilde signal-støy-forhold (SNR). SUBFADE fjernet mye av T2-vektingen og resultatet var derfor betydelig T1-vektet.   

 

      FADE sekvensen i kombinasjon med Gd DTPA anvendt til å avbilde et astrocytom. De to øverste bildene er første og andre ekko. Bildet nede til venstre er summen av disse (ADDFADE), mens bildet til nede til høyre er subtraksjonen av ekko 1 minus ekko 2 (SUBFADE).

 

MR signalet til en gitt pulssekvens kan simuleres ved å bruke Bloch likninger. Gunnar Thorkildsen (se veilederbildet over) ved Høyskolen i Stavanger utviklet et dataprogram som utførte slike simuleringer. Dette programmet har siden vært til stor hjelp når man i detalj skal forutsi signal og kontrast i MR bildene, I tillegg er programmet av betydelig nytte dersom man ønsker å teste ut sine egne sekvensideer.  


Eksempel fra et simuleringsresultat ved hjelp av Blochs likninger. Her er FADE sekvensen med sine to ekko simulert.

 

Den egenutviklede Bloch simulatoren gav muligheten til å teste ut ulike pulssekvensidéer. Hva om en programmerte en sekvens der de to signalene i FADE sekvensen oppstod samtidig? Ved hjelp av manipulering av fasen til RF pulsen var det mulig å gi begge ekkoene den samme polaritet som kunne adderes til et MR signal som i forhold til opptakstiden ville gi best tenkelig bilde SNR.  Sekvensen ble programmert og testet, men resultatet var skuffende. Alle bildene hadde et kraftig stripemønster som gjorde dem ubrukelige til diagnostikk. Men ved nærmere gjennomsyn kunne man se at for annenhver stripe hadde vi oppnådd å addere de to ekkoene. Senere ble denne sekvensen mulig på kommersielle skannere under navnet balanced FFE eller True FISP og revolusjonerte MR avbildningen av hjerte og tynntarm. Årsaken til stripene var den manglende homogeniteten i magnetfeltet til første generasjon magnettomografer. Men opplevelsen av både å gjøre egenoppdagelser og få de første erfaringer med helt nye ideer tilhører en forskers privilegium og gjør en forberedt den dagen en idé er moden til å tas i bruk.