Høsten 2019 vil NTNU og St. Olavs hospital får Norges første 7T MR scanner. Denne maskinen leveres av Simens og heter Magnetom Terra 7T. En MRI scanner er en maskin som ved bruk av magnetisme og radiobølger tar bilder av kroppens indre organer f.eks. hjernen. Hjemmesiden til 7T MRI i Trondheim finner du her

For å danne MR bilder må personen som skal avbildes plasseres i et kraftig magnetfeltet. Magnetfelt måles i Tesla. Jordas eget magnetfelt er på 0,000032T. Vanlige feltstyrker på MR maskiner i Norge i dag er 1.5T og 3T. En 7T MR maskin har et magnetfelt som er ca. 220 000 ganger kraftigere enn jordas magnetfelt. MR maskiner med magnetfelt på 7T eller høyere har vært benyttet i forskning i mennesker og dyr i flere tiår. Det er like trygt å bli tatt bilde av med en 7T maskin som med de vanlig MR maskinen. Den nye 7T MR maskinen som kommer til Trondheim kan brukes klinisk, dvs. til å undersøke pasienter som vanlig rutine, og til forskning. Enn så lenge kan 7T maskinen i Trondheim kun benyttes til å ta bilde av hodet og kne når den installeres, men flere typer avbildning vil komme etter hvert.


Figur 1: Siemens Magneto Terra 7T MRI scanner (kilde: Siemens AG, München, Tyskland)

Fordeler med 7T

Fordelen med å gå fra 3T til 7T MRI scanner er økt signal-til-støy forhold (Signal-to-Noise (SNR)). SNR er forhold mellom signal i fra den delen av kroppen som undersøkes i forhold til bakgrunnsstøy i bildet. Det er helt essensielt at signalet er sterkere enn støyen for å kunne danne bilder. Med høyere SNR kan vi ta bilder som kan framstiller anatomi og sykdom mer detaljert  og med høyere romlig oppløsning.. For eksempel kan 7T MR avbildning undersøke hjernen til pasienter med multiple skleroseis mer nøyaktig. 7T MR kan også gi mer presise bilder av medial temporallappen inkludert hippocampus, og avgrense ulike subenheter som bygger opp hippocampus.


Figur 2: Sykdom i hjernebarken hos pasient med multiple sklerose (MS)  tatt tatt med 3T MR scanner (A) og 7T MR scanner (B). Foradnringer som sykdes sykdommen (pil) er mer framtrendende på 7T MR (bilde B). (Kilde: Trattnig et al 2018)



Figur 3: MRI bilder av basale ganglier tatt med 1.5T, 3T og 7T feltstyrke. På bilder tatt på 7T kan man tydelig skille ulike understrukturer i basale ganglier. (Kilde: Plantinga et al 2014)


Figur 4: MRI bilder av hippocampus tatt med 3T (A) og 7T (B) feltstyrke. Fremstilling av hippocampus struktur er mer tydelig på 7T bilder. (Kilde: Balchandani et al 2015)

Økt feltstyrke gir også økt sensitivitet på avbildning av endringer i magnetfelt, denne type avbildningsteknikk kalles for suscepbilitetsavbildning. Funksjonell MR er en metode basert på suscepbilitetsavbildning og brukes til å kartlegge hjerneaktivitet ved å se på endringer mellom oksygenert og ikke oskygenert hemoglobin i blodet i hjernen. Når et område i hjernen er i aktivitet vil det strømmer mer oksygenrikt blod til dette område, det vil føre til en liten endring av magnetfeltet. Denne endringen er lettere å oppdage med 7T enn 3T feltstyrke. Sammen med høy spatiel opplønsing, kan 7T MRI scanner gir oss en unik mulighet til å studere hvordan hjernen jobber i detalj.

Figur 5: Bilder viser aktiveirng av Wernikesområde (språkområde) tatt med feltstyrke på 3T og 7T. Legg merk til økt statistisk styrke på bilder tatt med 7T feltstyrke. (Kilde: Beisteiner et al 2011)

Økt sensitivitet for suscepbilitetsavbildning gjør det også lettere å oppdage og sikrere avgrense omfang av mikroblødninger (microbleeds) i hjernen. Vi finner ofte mikroblødninger hos pasienter med traumatiske hjerneskader. Traumatiske hjerneskader er en viktig årsak til død og invaliditet i aldersgruppen mellom 15 og 40 år. Mange pasienter med traumatisk hjerneskade  ha diffus aksonale skader (Diffusi Axonal Injury (DAI)). Bildemessige (radiologiske) kjennetegn ved DAI er blant annet mikroblødninger. Det viktig å kunne oppdage, presist lokalisere og bedømme utbredelse av mikroblødninger for å avdekke omfang og alvorlighetsgrad av hodeskaden, og bedre tilpasse behandling og forutsi prognose. Studier har vist at 7T MR avbildning er mer sensitiv enn 3T MR på akkurat dette område.


Figur 6: Suscepbilitetsbaserte bilder (Susceptbility Weightet Imaging (SWI) bilder som viser mikroblødninger på 1.5T (A og D), 3T (B og E) og 7T (C og F)
(Kilde: Moenninghoff et al 2015)

Biologiske effekter med 7T feltstyrke
På grunn av det kraftige magnetfeltet, kan noen bli svimmel og/eller kvalme, men dette er forbigående.

Multimedia
Video av første Siemens 7T scanner installert i USA ved Mayo Clinic.

REFERANSER
1. Ultra-High-Field MR Neuroimaging  (Balchandani et al 2015)

2. Ultra-high-field (7.0 Tesla and above) MRI is now necessary to make the next step forward in understanding MS pathophysiology – YES (Bagnato et al 2017)

3. Clinical fMRI: Evidence for a 7T benefit over 7T (Beisteiner et al 2011)

4. Diffuse Axonal Injury at Ultra-High Field MRI (Moeninghoff et al 2014)

5. Ultra-high field magnetic resonance imaging of the basal ganglia and related structures (Plantinga et al  2014)

6. Comparison of Routine Brain Imaging at 3 T and 7 T. (Springer et al  2016)

7. Key Clinical Benefits of neuroimaing at 7T (Trattning et al 2016)