എം ആർ ഐ മെഷീനുകൾ എന്ന അത്ഭുതം

എംആർ ഐ മെഷീനുകൾ എന്ന് കേൾക്കുമ്പോൾ നമ്മുടെ മനസ്സിലേക്ക് ആദ്യം ഓടിയെത്തുന്നത് ഭയങ്കര കാന്തിക ശേഷിയുള്ള കയറി ഇരുന്നു കഴിഞ്ഞാൽ ഒരു 30-45 മിനിറ്റ് ഭീകരമായ രീതിയിൽ ശബ്ദം കേൾക്കുകയും ക്ലോസ്ട്രോഫോബിയ ഒക്കെ തോന്നുന്ന ഒരു ഉപകരണം എന്നുള്ളതാണെങ്കിൽ നമ്മുടെ ശരീരത്തിൽ യാതൊരു വിധത്തിലുള്ള കട്ട് വരുത്തുകയോ അല്ലെങ്കിൽ എന്തെങ്കിലും ഒരു റിസ്ക്കോ ഉണ്ടാകാത്ത വിധത്തിൽ നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ ഉള്ളിലുള്ള പ്രശ്നങ്ങളെ തിരിച്ചറിയാനും അത് ത്രീ ഡി ആയിട്ടുള്ള ചിത്രമാക്കി മാറ്റി അസുഖത്തെ ഡയഗ്നോസ് ചെയ്യാനും സഹായിക്കുന്ന ഒരു ഉപകരണമാണ് MRI.

എന്തെങ്കിലും ഒരു അസുഖമുണ്ട് അല്ലെങ്കിൽ അതിന്റെ ലക്ഷണം ഉണ്ട് എന്ന് പറയുമ്പോൾ ആ ഭാഗം കട്ട് ചെയ്ത് തുറന്നു പരിശോധിച്ചിട്ട് അസുഖം കൺഫോം ചെയ്യുന്ന ഒരു അവസ്ഥ ഉണ്ടായിരുന്നു. നിങ്ങൾ ഒന്ന് ആലോചിച്ചു നോക്കൂ. നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ ഉള്ളിൽ എന്തെങ്കിലും ഒരു പ്രശ്നമുണ്ട് എന്ന് പറയുമ്പോൾ ഡോക്ടർ പിടിച്ചു നോക്കുന്നു. ഡോക്ടറിന് അതിനകത്ത് എന്തോ ഉണ്ട് എന്നൊരു സംശയം തോന്നുന്നു. ഈ സംശയം ദൂരീകരിക്കാൻ വളരെ കോംപ്ലക്സ് ആയ ശസ്ത്രക്രിയയിലൂടെ ശരീരം കീറി അതിന്റെ ഉള്ളിലേക്ക് നോക്കുക. ഇതുപോലെയുള്ള വളരെ വിചിത്രമായ രീതിയിലായിരുന്നു രോഗത്തെ ഡയഗ്നോസ് വരെ ചെയ്തിരുന്നത്.

എന്നാൽ അതിനുശേഷം എക്സ്റേ എന്ന് പറയുന്ന സവിശേഷമായ ഉപകരണത്തെ റോൺജൻ കണ്ടെത്തുകയും അത് പിന്നീട് നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ സ്കാനിങ്ങിനും മറ്റും ഉപയോഗിക്കാൻ സാധിക്കും എന്ന് മനസ്സിലാക്കുകയും ചെയ്തു. എന്നാൽ എക്സ്റേ മെഷീനുകളുടെ പ്രശ്നം എന്ന് പറഞ്ഞാൽ അത് ഹൈലി അയോണൈസിങ് റേഡിയേഷൻ ആണ്. എക്സ്റേ കിരണങ്ങൾ ക്യാൻസർ ഉണ്ടാക്കാൻ വരെ സാധ്യതയുള്ള കിരണങ്ങൾ ആണെന്ന് മാത്രമല്ല, നമ്മുടെ ശരീരത്തിൻറെ കാഠിന്യമേറിയ ടിഷ്യു ആയിട്ടുള്ള അസ്ഥികളുടെ രൂപങ്ങളും അതിൻറെ പ്രശ്നങ്ങളും മനസ്സിലാക്കാൻ എക്സ്റേ ഉപയോഗിക്കാം.

എക്സ്റേയുടെ മറ്റൊരു പരിമിതി സോഫ്റ്റ് ടിഷ്യു അല്ലെങ്കിൽ സാധാരണ രീതിയിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഹൃദയത്തിന്റെയോ അല്ലെങ്കിൽ നമ്മുടെ തലച്ചോറിന്റെയോ കൃത്യമായ ഒരു ഡയഗ്നോസിന് എക്സ്റേ ഉപയോഗിക്കാൻ സാധിക്കില്ല എന്നതാണ്. അതിനുശേഷം നമ്മൾ ബ്രെയിൻ ട്യൂമർ, ലിഗമെന്റ് ഇഷ്യൂ തുടങ്ങിയ കാര്യങ്ങൾ പഠിക്കുന്നതിനുവേണ്ടി സിടി സ്കാൻ പോലെ പുതിയൊരു ഉപകരണത്തെ കണ്ടെത്താൻ ശ്രമിച്ചു. അതും എക്സ്റേ കിരണങ്ങൾ തന്നെയാണ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. പക്ഷേ, ഈ എക്സ്റേ കിരണങ്ങൾ ശരീരത്തിലൂടെ റൊട്ടേറ്റ് ചെയ്ത് പല ആംഗിളിൽ നിന്നുള്ള ഇമേജ് എടുക്കാൻ ശ്രമിച്ചിരുന്നു. അവിടെയും നമുക്ക് കൃത്യമായ ആൻസർ കിട്ടുമായിരുന്നില്ല.

പിന്നീട് കടന്നുവന്നതാണ് അൾട്രാസൗണ്ട് സ്കാനുകൾ. ശബ്ദതരംഗങ്ങളെ ശരീരത്തിലേക്ക് കടത്തിവിട്ടതിനുശേഷം അത് നമുക്ക് കേൾക്കാൻ കഴിയുന്നതല്ല. അതിനേക്കാൾ ആവർത്തി കൂടിയ ശബ്ദതരംഗങ്ങളെ ശരീരത്തിലേക്ക് കടത്തിവിട്ടതിനുശേഷം അത് ശരീരഭാഗങ്ങളിൽ പോയി ഇടിച്ചിട്ട് തിരിച്ചു വരുമ്പോൾ അതിന്റെ ഒരു സിഗ്നൽ ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട് നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ ഉൾഭാഗം റീക്രിയേറ്റ് ചെയ്യുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്.

ഇന്നും ഗർഭിണികളിലും വയറ്റിൽ കിടക്കുന്ന കുഞ്ഞുങ്ങളുടെ കണ്ടീഷൻ അറിയാനും അൾട്രാസൗണ്ട് സ്കാൻ ഉപയോഗിക്കുമെങ്കിലും, അതിശക്തമായ ഇമേജിങ് തരാറില്ല. കാരണം ശരീരത്തിന്റെ അകത്തേക്ക് പോകുംതോറും സൗണ്ടിന്റെ സ്ട്രെങ്ത് കുറയുകയും, ശ്വാസകോശം പോലെയുള്ള ഗ്യാസുകൾ നിറഞ്ഞ പ്രദേശങ്ങളിൽ ശബ്ദം കൃത്യമായി റിഫ്ലെക്റ്റ് ചെയ്യാതിരിക്കുകയും ചെയ്യും.

സത്യത്തിൽ കാന്തിക ശക്തിയുടെ സവിശേഷമായ ചില ഗുണങ്ങൾ നമ്മുടെ ശരീരത്തിൽ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത് എന്നതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് എംആർ ഐ മെഷീനുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.

1970--കളിൽ വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ നടന്ന വളർച്ച കൊണ്ട് സുരക്ഷിതമായ, അതിശക്തമായ ഫലങ്ങൾ തരുന്ന എംആർഐ മെഷീനുകൾ വിജയകരമായി വികസിപ്പിച്ചു. ശക്തമായ മാഗ്നറ്റിസം, റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസികൾ, ഫിസിക്സ് പ്രിൻസിപ്പിൾ എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നിർവചനം എംആർഐയുടെ വിജയത്തെ കൂടുതൽ ശക്തമാക്കി.

എംആർഐയുടെ അടിസ്ഥാന തത്വം

എംആർഐ മെഷീനുകളുടെ പ്രവർത്തന തത്വം ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ നിന്ന് കടമെടുത്തിരിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് മാഗ്നെറ്റിസവും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സും ചേർന്നതായുണ്ട്. നമ്മുടെ ശരീരത്തിൽ നന്നായി വിതരണത്തിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളുടെ പ്രത്യേകതയാണ് ഈ സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ പുനർവ്യാഖ്യാനം.

ഹൈഡ്രജന്റെ പ്രാധാന്യം:

നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ ഏകദേശം 60% മുതൽ 75% വരെ ജലമാണ്. ജലത്തിൽ ഒരു ഓക്സിജൻ ആറ്റവും രണ്ട് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. കൂടാതെ, പ്രോട്ടീനുകളിൽ, ഫാറ്റിൽ, ജീനറ്റിക് മെറ്റീരിയലിൽ എല്ലാം തന്നെ ഹൈഡ്രജന്റെ സാന്നിധ്യമുണ്ട്.

ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസിൽ പ്രോട്ടോൺ ഉണ്ടാക്കുന്ന സ്പിൻ (Quantum Spin) ആണ് എംആർഐയുടെ കേന്ദ്ര പ്രാധാന്യം.

മാഗ്നറ്റിക ഫീൽഡിന്റെയും റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസിയുടെയും പ്രവർത്തനം:

എംആർഐ മെഷീനുകൾ ഭൂമിയുടെ കാന്തിക ശേഷിയെക്കാൾ 10,000-30,000 മടങ്ങ് ശക്തമായ മാഗ്നറ്റിക ഫീൽഡ് നിർമ്മിക്കുന്നു.

ഈ ശക്തമായ മാഗ്നറ്റിക ഫീൽഡിന് ഉള്ളിൽ, ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളുടെ പ്രോട്ടോണുകൾ ഒരു പ്രത്യേക ഡയറക്ഷനിൽ അലൈൻ ചെയ്യുന്നു.

റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി പൾസുകൾ നൽകി പ്രോട്ടോണുകളെ മറ്റു ദിശകളിലേക്ക് മാറ്റുകയും അതിന്റെ എനർജി ഡിസ്‌ചാർജ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ സിഗ്നലുകൾ കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

ടി1, ടി2 സിഗ്നലുകൾ:

• ടി1 സിഗ്നലുകൾ: ഫാറ്റിന്റെ സാന്നിധ്യം അടയാളപ്പെടുത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഫാറ്റ് ബ്രൈറ്റ് ആയി കാണപ്പെടുന്നു.

• ടി2 സിഗ്നലുകൾ: വെള്ളം അടങ്ങിയുള്ള ഭാഗങ്ങൾ (ജല ടിഷ്യു, സ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ്) ബ്രൈറ്റ് ആയി കാണിക്കുന്നു.

എംആർഐ-യുടെ ഘടനയും സാങ്കേതികവിദ്യയും

സൂപ്പർ കണ്ടക്റ്റിങ്ങ് മാഗ്നറ്റുകൾ:

ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് 1.5 ടേസ്ല മുതൽ 15 ടേസ്ല വരെ മാഗ്നറ്റിക ഫീൽഡ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

സൂപ്പർ കണ്ടക്റ്റർ മെറ്റീരിയലുകൾ, ഉദാഹരണത്തിന് നിയോഡിയം, 0 K (അബ്സല്യൂട്ട് സീറോ) പരിസരത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ലിക്വിഡ് ഹീലിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഗ്രേഡിയൻറ് മാഗ്നറ്റുകൾ:

പ്രത്യേക ദിശാനിർണ്ണയമാർഗങ്ങൾ നൽകാൻ സഹായിക്കുന്നു, അത് 2D ഇമേജുകളെ 3D ആകൃതിയിലേക്ക് കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സിഗ്നൽ പ്രോസസിങ്:

ഫോറിയർ ട്രാൻസ്ഫോം പോലുള്ള മൊത്തമാറ്റിക്കൽ സമവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള വിവിധ സിഗ്നലുകൾ ഒരു ഇമേജായി രൂപപ്പെടുത്തുന്നു.

വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിലെ വിപ്ലവം

ഫങ്ക്ഷണൽ എംആർഐ (fMRI):

ബ്രെയിൻ ആക്ടിവിറ്റി, രക്തപ്രവാഹം, ബ്രെയിൻ സിഗ്നലുകൾ തുടങ്ങിയവ മനസ്സിലാക്കുന്നു.

മാനസിക ആരോഗ്യത്തിനും കേടുപാടുകളുടെ വിശകലനത്തിനും കൂടുതൽ ഉപയോഗപ്രദമാണ്.

കാർഡിയാക് എംആർഐ:

ഹൃദയ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിർവചിച്ച് പ്രശ്നങ്ങളെ കണ്ടെത്തുന്നു.

ഓർതോപെഡിക് എംആർഐ:

ലിഗമെന്റ് ടിയർ, ബോൺ ഫ്രാക്ചറുകൾ എന്നിവ കൂടുതൽ കൃത്യമായി കണ്ടെത്തുന്നു.

ഓങ്കോളജി:

ക്യാൻസർ കണ്ടെത്താനും ട്യൂമറുകളുടെ ഗ്രേഡിങ് ചെയ്‌തും ചികിത്സാ പദ്ധതികൾ തയ്യാറാക്കാനും സഹായിക്കുന്നു.

നൂതന മുന്നേറ്റങ്ങളും പരിമിതികളും

• അതിശയകരമായ ഫലങ്ങൾ നൽകുന്ന എംആർഐ, ചിലപ്പോഴും വളരെ ചെലവേറിയ പ്രക്രിയയാണ്.

• 30 മുതൽ 60 മിനിറ്റ് വരെ സ്കാനിങ്ങ് സമയമെടുക്കുന്നു.

• ചില രോഗികൾക്ക് അടച്ചമുറിയിലെ ഭയത്തെക്കുറിച്ച് പരാതിയുണ്ടാവാം. അതിനായി ഓപ്പൺ എംആർഐ വികസിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

• ലോഹ ഉപകരണങ്ങൾ ഉള്ള വ്യക്തികൾ എംആർഐ യിൽ കടക്കരുത്. ഇത് സുരക്ഷാ പ്രശ്നങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.

എംആർഐയുടെ ഭാവി

• ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസ്: എംആർഐ ഇമേജുകൾ ഡീറ്റെയിൽഡ് അനലിസ് ചെയ്യാൻ എഐ ഉപയോഗിക്കാനുള്ള സാധ്യതയുണ്ട്.

• ഫാസ്റ്റർ സ്‌കാനിങ്: ന്യൂ ജനറേഷൻ എംആർഐ മെഷീനുകൾ 5-10 മിനിറ്റിൽ കൂടുതൽ കൃത്യമായ ഫലങ്ങൾ നൽകുന്നു.

• ചെലവ കുറയ്ക്കൽ: സാമ്പത്തികമായി ലഭ്യമായ മെഷീനുകളുടെ ഉൽപാദനത്തിൽ കൂടുതൽ പ്രയാസങ്ങളില്ല.

എംആർഐ വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ സാങ്കേതികതയുടെ ഏറ്റവും മികച്ച അടയാളങ്ങളിൽ ഒന്നായി മാറിയിരിക്കുന്നു. രോഗികൾക്ക് സുരക്ഷിതവും, വേദനയില്ലാത്തതുമായ വ്യവസ്ഥകളിൽ മറ്റേതൊരു ഇൻവാസീവ് പ്രക്രിയയുടെയും ആവശ്യം ഇല്ലാതെ അവരുടെ ആരോഗ്യത്തെ വിശദമായി മനസ്സിലാക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും. ഈ ഉപകരണം മനുഷ്യരാശിക്ക് അളവറ്റ സേവനങ്ങൾ ചെയ്യുന്നു എന്നത് കൊണ്ട് തന്നെ, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ആഴങ്ങളിൽ നിന്നും കണ്ടെത്തിയ ഒരു ആധുനിക ഉപകരണം തന്നെയാണ്