চৌম্বকীয় অনুরণন প্রতিচ্ছবি

চৌম্বকীয় অনুরণন প্রতিচ্ছবি (এমআরআই) হল রঞ্জনবিদ্যায় ব্যবহৃত দেহের শারীরস্থান এবং শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়াগুলির ছবি তৈরি করতে চিকিৎসা প্রতিবিম্বন কৌশল। দেহের অঙ্গগুলির প্রতিচ্ছবি তৈরি করতে শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র, চৌম্বক ক্ষেত্রের নতিমাত্রা, এবং বেতার তরঙ্গ ব্যবহার করে এমআরআই স্ক্যানারের সাহায্যে প্রতিচ্ছবি নেওয়া হয়। এমআরআইতে রঞ্জন রশ্মি বা আয়নকারী বিকিরণের ব্যবহার হয় না। সেই অর্থে এটি সিটি এবং পেট স্ক্যানের থেকে পৃথক। এমআরআই হল নিউক্লীয় চৌম্বক অনুরণনের (এনএমআর) একটি চিকিৎসা সংক্রান্ত প্রয়োগ। এনএমআর অন্যান্য এনএমআর প্রয়োগেও প্রতিচ্ছবি র জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, যেমন এনএমআর বর্ণালী।

যদিও বেশিরভাগ চিকিৎসা ক্ষেত্রে আয়নকারী বিকিরণের ঝুঁকি এখন ভালভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছে, তবুও এমআরআই কে এখনও সিটি স্ক্যানের চেয়ে ভাল বিকল্প হিসাবে দেখা যেতে পারে। রোগ নির্ণয় এবং ক্যান্সার পর্যায় নির্ধারণের জন্য এবং শরীরকে আয়নকারী বিকিরণের সংস্পর্শে না নিয়ে রোগের অগ্রগতি পরীক্ষার জন্য হাসপাতাল এবং ক্লিনিকগুলিতে এমআরআই ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। একটি এমআরআই সিটি স্ক্যানের থেকে আলাদা ধরনের তথ্য দিতে পারে। এমআরআই স্ক্যানে ঝুঁকি এবং অস্বস্তি থাকতে পারে। সিটি স্ক্যানের সাথে তুলনা করলে, এমআরআই স্ক্যানে সাধারণত বেশি সময় লাগে এবং জোরে শব্দ হয়। এই পরীক্ষা করতে গেলে সাধারণত একটি সরু, আবদ্ধ নলে প্রবেশ করার প্রয়োজন পড়ে। এছাড়াও, চিকিৎসাগত প্রয়োজনে শরীরে কিছু রোপিত থাকা মানুষ বা শরীরের অভ্যন্তরে কোন অনাপসারণযোগ্য ধাতব বস্তু থাকা ব্যক্তিরা নিরাপদে এমআরআই পরীক্ষা করতে পারবেন না।

এমআরআইকে প্রথমে এনএমআরআই বলা হত (নিউক্লীয় চৌম্বকীয় অনুরণন প্রতিচ্ছবি), তবে "নিউক্লীয়" শব্দটি বাদ দেওয়া হয়েছে নেতিবাচক সংযুক্তি এড়াতে। কিছু আণবিক নিউক্লিয়াস বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রে থাকলে রেডিও কম্পাঙ্ক শক্তি শোষণ করতে সক্ষম হয়; এর ফলে যে ঘূর্ণন মেরুকরণ উদ্ভূত হয়, সেটি একটি রেডিও কম্পাঙ্ক কুণ্ডলীতে আরএফ সংকেত আবিষ্ট করতে পারে এবং এই সংকেত থেকে একে শনাক্ত করা যায়।  ক্লিনিকাল এবং গবেষণামূলক এমআরআই এর ক্ষেত্রে, ম্যাক্রোস্কোপিক মেরুকরণ তৈরি করতে হাইড্রোজেন পরমাণু ব্যবহৃত হয়। যার পরীক্ষা করা হচ্ছে তার কাছাকাছি থাকা অ্যান্টেনা এটি শনাক্ত করে। মানব এবং অন্যান্য জৈব বস্তুতে প্রাকৃতিকভাবে প্রচুর পরিমাণে হাইড্রোজেন পরমাণু থাকে, বিশেষত জলে এবং স্নেহ পদার্থে। এই কারণে, বেশিরভাগ এমআরআই স্ক্যানে শরীরে জল এবং স্নেহ পদার্থের অবস্থানের মানচিত্র পাওয়া যায়। রেডিও তরঙ্গের কম্পন নিউক্লীয় ঘূর্ণন শক্তির পরিবর্তনকে উত্তেজিত করে, এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের নতিমাত্রাগুলি মেরুকরণকে স্থানীয়করণ করে। কম্পন ক্রমের পরামিতিগুলির পরিবর্তন করে, হাইড্রোজেন পরমাণুগুলির ভারসাম্যকরণ বৈশিষ্ট্যের ভিত্তিতে কলাগুলির মধ্যে বিভিন্ন বৈসাদৃশ্য তৈরি হতে পারে।

১৯৭০ এবং ১৯৮০ এর দশকে এর বিকাশ থেকে শুরু করে, এমআরআই একটি বহুমুখী প্রতিচ্ছবিকরণ প্রযুক্তি হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে। যদিও এমআরআই সর্বাধিক সুস্পষ্টভাবে রোগ নির্ণয় এবং জৈবচিকিৎসার গবেষণায় ব্যবহৃত হয়, এটি অজৈব বস্তুর প্রতিচ্ছবি তৈরি করতেও ব্যবহৃত হতে পারে। এমআরআই স্ক্যানগুলি বিস্তারিত স্থানিক চিত্র ছাড়াও, বিভিন্ন ধরনের রাসায়নিক এবং ভৌত তথ্য তৈরি করতে সক্ষম। স্বাস্থ্য ব্যবস্থায় এমআরআই-এর চাহিদা ক্রমাগত বৃদ্ধির ফলে এর ব্যয় কার্যকারিতা এবং অযৌক্তিক রোগ নির্ণয় সম্পর্কে উদ্বেগ দেখা দিয়েছে।

পদ্ধতি

নির্মাণ ও পদার্থবিদ্যা

বেশিরভাগ চিকিৎসাগত প্রয়োগে, কলাতে অবস্থিত হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস, যেটি একটি প্রোটন নিয়ে গঠিত, একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলে সেই নিউক্লিয়াসগুলির ঘনত্ব অনুযায়ী, একটি সংকেত তৈরি করে। সেই সংকেত কিছু প্রক্রিয়ার মধ্যে দিয়ে গিয়ে শরীরের একটি চিত্র গঠন করে। যেহেতু প্রোটনগুলি বন্ধনীস্থ অন্যান্য পরমাণুর ক্ষেত্র দ্বারা প্রভাবিত হয়, নির্দিষ্ট যৌগগুলিতে হাইড্রোজেনের প্রতিক্রিয়া পৃথক করা সম্ভব।
কোন পর্যবেক্ষণ করার জন্য, সেই ব্যক্তিকে এমন এক এমআরআই স্ক্যানারের মধ্যে অবস্থান করতে হয়, যেটি প্রতিচ্ছবি নেওয়ার অঞ্চলের আশেপাশে একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র গঠন করে। প্রথমে,রোগীর জন্য স্পন্দনশীল চৌম্বক ক্ষেত্র থেকে যথাযথ অনুরণন কম্পাঙ্কে সাময়িকভাবে শক্তি প্রয়োগ করা হয়। এক্স এবং ওয়াই নতিমাত্রার কুণ্ডলীগুলি দিয়ে স্ক্যান করলে রোগী নিজের শরীরের একটি নির্বাচিত অঞ্চলে একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের বল অনুভব করে, এই  ক্ষেত্রের মান ততটাই থাকে যতটা প্রয়োজন ঐ অঞ্চলের শক্তি শোষণের জন্য। উত্তেজিত পরমাণুগুলি একটি রেডিও কম্পাঙ্ক (আরএফ) সংকেত নির্গত করে, সেই সঙ্কেত একটি গ্রহণ কুণ্ডলী গ্রহণ করে পরিমাপ করে। সেই সঙ্কেত কিছু প্রক্রিয়ার মধ্যে দিয়ে গেলে স্থানগত তথ্য নিয়ে সিদ্ধান্তে উপনীত হত্তয়া যায়। নতিমাত্রা কুণ্ডলী ব্যবহার করে স্থানীয় চৌম্বক ক্ষেত্রের পরিবর্তনের কারণে আরএফ স্তর এবং পর্যায়ের পরিবর্তনগুলি দেখে এই সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়। একটি চলন্ত রেখা স্ক্যান করার সময়, উত্তেজনা এবং প্রতিক্রিয়া চলাকালীন, এই কুণ্ডলীগুলির মধ্যে দ্রুত দশান্তর ঘটে। এই সময় চৌম্বকীয় আকার পরিবর্তন বৈশিষ্ট্যের ফলে কুণ্ডলীগুলি সামান্য সরে গিয়ে এমআরআই স্ক্যানের বৈশিষ্ট্যযুক্ত পুনরাবৃত্ত শব্দের সৃষ্টি করে। উত্তেজিত পরমাণুগুলি যে হারে সাম্য অবস্থায় ফিরে আসে, বিভিন্ন কলাগুলির মধ্যে বৈপরীত্য সেই হার দ্বারা নির্ধারিত হয়। প্রতিচ্ছবিটি পরিষ্কার করার জন্য সেই ব্যক্তিকে বাইরের থেকে আলাদা করে বৈপরীত্য বিকারক দেওয়া যেতে পারে।

এমআরআই স্ক্যানারের প্রধান উপাদানগুলি হল প্রধান চুম্বক, শিম কুণ্ডলী, নতি পদ্ধতি এবং আরএফ প্রণালী। এর মধ্যে প্রধান চুম্বক নমুনার মেরুকরণ করে, শিম কুণ্ডলী দ্বারা মূল চৌম্বক ক্ষেত্রের সমসত্ত্বতার পরিবর্তন সংশোধন করা হয়, স্ক্যান করার অঞ্চলটির স্থানীয়করণ করতে নতি পদ্ধতি ব্যবহৃত হয় এবং আরএফ প্রণালী নমুনাকে উদ্দীপ্ত করে এবং উদ্ভূত এনএমআর সংকেতকে শনাক্ত করে। পুরো প্রণালীটি এক বা একাধিক কম্পিউটার দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।

এমআরআই-এর জন্য এমন একটি চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োজন যেটি শক্তিশালী এবং স্ক্যান আয়তন জুড়ে সমসত্ত্ব। চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তিটি টেসলা এককে পরিমাপ করা হয় – এবং যেখানে প্রায় পুরো প্রণালীটি ১.৫ টেসলা তে কাজ করে, বাণিজ্যিক পদ্ধতিগুলি ০.২ থেকে ৭ টেসলার মধ্যে পাওয়া যায়। বেশিরভাগ ক্লিনিকাল চুম্বক হল  অতিপরিবাহী চুম্বক, যেগুলি খুব শীতল রাখার জন্য তরল হিলিয়ামের প্রয়োজন। স্থায়ী চুম্বকের ক্ষেত্র শক্তি কম হয়। সেগুলি সাধারণত আবদ্ধ স্থানে ভয় পাওয়া রোগীদের জন্য "খোলা" এমআরআই স্ক্যানারগুলিতে ব্যবহৃত হয়। নিম্ন ক্ষেত্র শক্তি, ২০২০ সালে এফডিএ দ্বারা অনুমোদিত চলমান এমআরআই স্ক্যানারেও ব্যবহৃত হয়। সম্প্রতি, এমআরআই অত্যন্ত নিম্ন ক্ষেত্র শক্তিতেও প্রদর্শিত হয়েছে, সেগুলি মাইক্রো টেসলা থেকে মিলি টেসলা পরিসরের। এইসব ক্ষেত্রে প্রাক-মেরুকরণ (১০-১০০ মিলি টেসলা) করে এবং অত্যন্ত সংবেদনশীল অতিপরিবাহী কোয়ান্টাম হস্তক্ষেপ যন্ত্র (এসকিউইউআইডি) দিয়ে প্রায় ১০০ মাইক্রো টেসেলাতে লার্মোর সূক্ষ্ম ক্ষেত্র পরিমাপ করে পর্যাপ্ত সংকেতের গুণমান পাওয়া সম্ভব হয়েছে।

আরও দেখুন

তথ্যসূত্র

আরও পড়ুন

বহিঃসংযোগ

 
 A Guided Tour of MRI: An introduction for laypeople  National High Magnetic Field Laboratory
 The Basics of MRI. Underlying physics and technical aspects.
 Video: What to Expect During Your MRI Exam from the Institute for Magnetic Resonance Safety, Education, and Research (IMRSER)
 Royal Institution Lecture – MRI: A Window on the Human Body
 A Short History of Magnetic Resonance Imaging from a European Point of View
 How MRI works explained simply using diagrams 
 Real-time MRI videos: Biomedizinische NMR Forschungs GmbH.
 Paul C. Lauterbur, Genesis of the MRI (Magnetic Resonance Imaging) notebook, September 1971 (all pages freely available for download in variety of formats from Science History Institute Digital Collections at digital.sciencehistory.org)

উদ্ভাবন
মার্কিন উদ্ভাবন
ফলিত ও আন্তঃশাস্ত্রীয় পদার্থবিজ্ঞান
২০শ শতাব্দীর উদ্ভাবন
হিমজননবিজ্ঞান
আবিষ্কার ও উদ্ভাবন বিতর্ক