A gitárhúrok a szervezetben meglévő nagyszámú hidrogénatomok, pontosabban azok mágneses, dipólus tulajdonsága. A hidrogén atommagjában lévő proton, mint kicsi mágnes viselkedik. Ezen kicsi mágnesek nyugalmi állapotban véletlenszerű irányokban állnak, másrészt tengelyük precessziós, körkörös mozgást végez valamilyen frekvenciával (ezt Larmor-frekvenciának hívjuk), úgy, akárcsak a föld tengelye.

 

Ha azonban mind azonos módon feszülne meg, és egyszerre rezegnek, a hangszeres példához hasonlóan nehéz dolgunk lenne bármit is kihámozni a mágneses kakofóniából, akárcsak az azonosan rezgő húroknál. Szerencsére azonban egyrészt az erős állandó mágnes nem teljesen egyenletes teret hoz létre, másrészt pedig úgynevezett gradiens tekercsekkel enyhe különbségeket hoznak létre ebben a térben, szakszóval ez a mágneses gradiens. Ebben a pontról pontra változó erősségű mágneses térben a dipólusok különböző frekvenciákra hangolódnak be.

Ez lehetőséget ad a példában alkalmazott „végigvizsgálásra”. Kibocsátunk egy gerjesztő elektromágmágneses impulzust, megmérjük a rezonáló dipólusok paramétereit, és tudhatjuk, hogy az erre a frekvenciára felhangolt dipólusok a tér melyik részéből jöttek. Aztán egy kicsit változtatunk a gerjesztő hangcsomag impulzusán, és ezt megismételjük. Az állandó mágneses tér gradiense miatt ez a frekvencia már egy másik térrészre lesz jellemző, így a rezonancia csak ott történik meg, onnan jön majd a mágneses viszontválasz. Ezt az elvet ismételve, a teljes területet ilyen kicsi térrészekre bontva végigvizsgálhatjuk a páciens teljes testét. A térrészeket, ahonnan egyszerre, egy frekvenciánál viszontrezgést várunk, voxelnek hívjuk (voxel = volume pixel).

A hangszeres példához hasonlóan megszámolhatjuk az egy térrészben rezgő húrok, azaz a dipólusok számát. Ha ezután a képernyőn az adott képpont annál világosabb, minél több proton volt a térrészben, úgy a metszet, amit a páciensből látunk, úgynevezett protondenzitást, protonsűrűséget mutat. Ez az MRI-vizsgálat egyik alapvető fajtája.

Lehetőség van azonban más mágneses tulajdonságok ábrázolására is. Ezek közül itt a két leggyakrabban használtra térünk ki.

Az első esetben röviden szólva azt mérjük meg egy térrészben, hogy hogyan halkul el a húr. A megrezgetés utáni hangerő 37%-ra halkulásának (63%-ott csökken) ideje a T1 idő.

Fizikailag szabatosan fogalmazva, a mágneses gerjesztés hatására a precessziós körzés tengelye lefordul horizontális síkba. Ezzel együtt a kifelé mérhető mágneses tulajdonság el is tűnik, mert a mágnes dipólusok mind horizontális síkban forognak, nincs, vagy nagyon kicsi a mérhető eredőjük a B0 mágneses tér irányában.

 

Ha az MRI felvételen a képpontok világossága a hozzájuk tartozó voxelekben mért intenzitást T1 időnél mutatja, azt T1 súlyozott felvételnek hívjuk.

A másik tulajdonság a T2 idő. Bármennyire jól rímel a hangszeres hasonlat példája a készülék működésére, mivel teljesen más fizikai jelenségről van szó, óhatatlan, hogy bizonyos jelenségek nem magyarázhatók vele, vagy ha igen, a hasonlat itt-ott sántít. Ez utóbbi a helyzet az úgynevezett T2 idő megmérésével. Ha a hangszeres hasonlatot szeretnénk rápászítani a mágneses rezonanciára, akkor a következőket mondhatjuk. Amikor elkezdjük a gerjesztő hanghullámmal rezgetni az egy térrészben levő hangszerhúrokat, mivel azok egyszerre jönnek rezonanciába, mind fázisban vannak, azaz ha kimerevítenénk a pillanatot, és egy húrnéző nagyítóval megtekintenénk a hangszerhúrokat, a rezgésnek mind pontosan azonos állapotában lennének, teljesen egyforma hullámalakot vennének fel a húrok, szinkronban vannak. A pillanatban, amikor a gerjesztésnek vége, még mindig ez a helyzet. Azonban mivel a húrok mégiscsak különböző anyagból vannak, fizikailag különböző hosszúságúak, különböző hangszerbe vannak befogva, ez a fajta kényszerszinkronizáltság hamarosan szétzilálódik. Azonban a szinkronizáltságot és ennek csökkenését a készülék finomra hangolt mágneses mikrofonjai képesek megmérni. Az idő, ameddig a szinkronizáltság 63%-a elvész, a T2 idő. Ha a felvételen egy képpont világossága a hozzá tartozó T2 idővel van összefüggésben, az a T2 súlyozott felvétel.

A hasonlatunkat elhagyva, ismételten fizikailag szabatosan fogalmazva a T2 időről a következőket mondhatjuk el. Alapállapotban egy voxelben tekintve a hidrogén mágnesek precessziója ugyan állandó, de ha egy pillanatban lefotóznánk a mágneseket, azt kapnánk, hogy a tengelyek a kör különböző pontjain állnak, fizikai kifejezéssel élve különböző fázisban vannak. A külső gerjesztés hatására a precesszió tengelye lefordul a horizontális síkba, de egyúttal a gerjesztés közös fázisba kényszeríti a precessziós mozgást. A síkban történő körzés pontosan egyszerre fog történni, egyszerre lesznek a körnek adott pontjain. Minthogy ez a körmozgás egyszerre történik, kifelé mérhető egyenletes mágneses hullámzást okoz, amit a készülék meg is mér. A gerjesztés megszűnte után ez az összerendeződés elkezd megszűnni, a fázisok szétcsúsznak, a mérhető mágneses hullámzás egyenletesen eltűnik. Ennek 63%-os lecsökkenése a T2 idő.

Megjegyzendő, hogy fenti leírás célja a plasztikus érthetőség, ennek érdekében fizikai-technikai szempontból egyszerűsítéseket alkalmaz.

Az MRI nagy diagnosztikai jelentősége nemcsak az anatómiai viszonyok pontos ábrázolás, hanem az is, hogy képes különbséget tenni a szöveti minőségek között, ezek kicsi, de mérhető mágneses különbségei miatt. A többfajta mágneses különbség mind-mind a szövetek különböző paramétereinek indikátora, így többféle módon képes megmutatni a káros elváltozásokat és diszfunkciókat, például a tumorokat. Az MRI egyik előnye a CT-vel szemben éppen az, hogy amíg a CT-nél mindig egyetlen tulajdonságot látunk csak, nevezetesen a szövetek röntgensugár-elnyelő képességét, addig az MRI-nél a világosságokkal-szürkeségekkel ábrázolt tulajdonság változtatható, más és más mágneses tulajdonságot lehet megjeleníteni a felvételeken.