MRI கருவியை பற்றி

உடலுக்குள் எந்த கருவியையும் நுழைக்காமல் உள்ளுறுப்புகளை துல்லியமாகப் படம் பிடிக்கும் இம்முறை மருத்துவ உலகில் எத்தகைய புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளது என்பதை உலகம் முழுவதும் உள்ள 22 ஆயிரம் MRI கருவிகளைக் கொண்டு ஆண்டுதோறும் 6 கோடி படங்கள் எடுக்கப்படுகின்றன என்பதிலிருந்து புரிந்து கொள்ளலாம். நூறாண்டுகளுக்கும் முன்பாக உருவாக்கப்பட்ட X-கதிர் படப்பிடிப்பு (X-ray radiography) முறைக்குப் பின் மருத்துவத் துறையில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட படப்பிடிப்பு முறைகளில் மிக முக்கியமானதாக கருதப்படுகிறது MRI. காந்த ஒத்திசைவு (magnetic resonance) என்ற அறிவியல் கோட்பாடு 1946-லேயே கண்டு பிடிக்கப்பட்டாலும், காந்த ஒத்திசைவு படப்பிடிப்பு என்ற மருத்துவ சாதனத்தின் அடிப்படைக்கான ஆராய்ச்சி 1969ல்-தான் ஆரம்பித்தது.


காந்த ஒத்திசைவு என்பது சில தனிமங்களின் (elements) அணுக்கருவின் (nucleus) காந்தத்தன்மையை ஆதாரமாகக் கொண்ட ஒரு இயற்பியல் கோட்பாடு. உயிர்கள் அனைத்திலும் பரந்து கிடக்கும் தண்ணிரின் முக்கிய தனிமமான ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் மிக அதிகமாக ஆராயப்பட்டவையாகும். 1952ல் இயற்பியல் நோபெல் விருது வாங்கிய பெலிக்ஸ் ப்ளாக் (Felix Bloch) மற்றும் எட்வர்ட் பர்செல் (Edward Purcell) என்ற அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் அணுக்களின் காந்தத்தன்மையைப் பயன்படுத்தி, முதல் காந்த ஒத்திசைவு சோதனையை நடத்தி ஒரு புதிய வேதியல் ஆராய்ச்சிக் கருவியைக் கண்டுபிடித்தனர்.


பெரும்பாலும் நாம் அனைவரும் பள்ளிக்கூடங்களில் நடத்திய சோதனையில் அறிந்தது, ஒரு காந்தத் துண்டை நூலில் கட்டித் தொங்கவிட்டால் அது வடக்கு தெற்காக திரும்பி நிற்கும் என்பது. இதற்குக் காரணம், பூமியின் காந்தப்புலமே என்பதை அறிவோம். பூமியின் காந்தசக்திக்குப் புறம்பாக அக்காந்தத்துண்டை நகர்த்த வேண்டுமானால் நாம் சிறிது ஆற்றலைச் செலுத்த வேண்டும். தண்ணீரிலிருக்கும் ஹைட்ரஜன் அணுக்களையும் இது போல காந்தத்துண்டுக்களாக கொள்ளலாம். தண்ணீரை ஒரு பெரிய மின்காந்தப் புலத்தில் வைத்தோமானால், ஹைட்ரஜன் அணுக்களும், அம்மின்காந்தப்புலத்தின் வடக்கு தெற்குத்திசைகளை நோக்கி திரும்பி நிற்கின்றன. அவற்றை மாற்றியமைக்க வேண்டுமெனில் ரேடியோ அலைகளை (Radiowaves) ஆற்றலாகப் பாய்ச்ச வேண்டும். ரேடியோ அலைகளின் அலை நீளம் (wavelength) அல்லது அதிர்வெண் (frequency) மற்றும் வீச்சு (amplititude) போன்றவை அணுக்களின் தன்மையைப் பொறுத்து மாறுபடும். எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் காந்தத்தன்மையும் ரேடியோ அலைகளும் ஒத்திசைந்தால் தான், ரேடியோ அலைகளின் ஆற்றலை உட்கொண்டு, அணுக்கள் மின்காந்தப்புலத்தை எதிர்த்து நிற்கும். இந்தக் காந்த ஒத்திசைவின் அடிப்படைத் தத்துவத்தை வேதியியல் ஆராய்ச்சியாளர்கள் முழுக்கப் பயன்படுத்தி மூலக்கூறு அமைப்பை (molecular structure) பலபத்து வருடங்களாக ஆராய்ந்து வருகின்றனர்.


இந்த காந்த ஒத்திசைவுக் கோட்பாட்டை மேலும் ஒருபடி எடுத்துச் செல்பவையே காந்த ஒத்திசைவு பிம்பங்கள் (magnetic resonance images). மேலே சொல்லப்பட்ட மின்காந்தம் முழுப்பரப்பளவிலும் ஒரே சீராக (homogenous) இருக்குமாயின், அப்பரப்பளவுக்குள் வைக்கப்பட்ட ஒரு பாத்திரத்திலோ அல்லது ஒரு உடலுறுப்பிலோ உள்ள தண்ணீர் ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் அனைத்தும் ஒரே மாதிரியாக ரேடியோ அலைகளுடன் ஒத்திசையும். ஆனால் மின்காந்தப் புலத்தை அப்பரப்பளவில் நீள வாக்கிலோ அல்லது அகல வாக்கிலோ படிப்படியாக அதிகரித்துக் கொண்டே (magnetic field gradient) போனால், ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் காந்த ஒத்திசைவு இடத்துக்கு தகுந்தவாறு மாறியமையும். இதன் மூலம் அந்த பரப்பளவில் உள்ள ஹைட்ரஜன் அணுக்களை ரேடியோ அலைகளை வைத்து படம் பிடிப்பது (imaging) சாத்தியமாகும். மேலும் ஒரு உடலுறுப்பில் ஏதாவது கட்டி அல்லது நோய் தாக்கியிருந்தால் அந்தப் பகுதியில் உள்ள ஹைட்ரஜன் அணுக்கள், மற்ற பகுதிகளில் உள்ள அணுக்களை விட மாறுபட்ட அலை நீளத்தில் ஒத்திசைவு அடையும் என்பதால், MRI படங்களில் அவற்றைக்காண முடியும்.


மருத்துவ நோபெல் பரிசுக்காக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டத் துறையான காந்த ஒத்திசைவு பிம்பமுறை (Magnetic Resonace Imaging or MRI) கண்டுபிடிப்புக்குக் காரணமானவர்கள் யார் என்று முடிவு செய்வதில் நோபெல் தேர்வுக்குழு பல வருடங்கள் திணறிக்கொண்டிருந்தது. கடைசியில் பால் லாட்டர்பருக்கும், சர் பீட்டர் மான்ஸ்ஃபீல்டுக்கும் பரிசைப் பகிர்ந்தளித்தது. ஆனால் இதைக் கண்டுபிடித்தவர்களில் ஒருவராகக் கருதப்பட்டு வரும் மற்றொரு விஞ்ஞானி ரேமண்ட் டமாடியான் (Raymond Damadian), தனக்கும் இந்த நோபெல் பரிசு அளிக்கபட்டிருக்க வேண்டும் என்று பிரபல அமெரிக்கச் செய்தித்தாள்களில் 290,000 டாலர்கள் செலவில் முழுப்பக்க விளம்பரங்களை வெளியிட்டார். இவர் 1988ல் அமெரிக்காவின் மிக உயர்ந்த தேசிய தொழில்நுட்ப விருதை பால் லாட்டர்பருடன் பகிர்ந்துகொண்டவர் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. அப்பொழுதும் பல வித சர்ச்சைகளுக்குப் பின்னால் அமெரிக்க உச்ச நீதிமன்றத்தின் தலையீட்டுக்குப் பிறகே இருவருக்கும் MRI கண்டு பிடிப்புக்கான விருது பகிர்ந்தளிக்கப்பட்டது. நேபெல் பரிசு விதிகளில் ஒரு துறையில் மூன்று பேர்கள் வரை பரிசு அளிக்கப்படலாம் என்றிருந்தபோதிலும் தன்னை வேண்டுமென்றே விலக்கிவிட்டு இருவரை மட்டும் தேர்ந்தெடுத்துள்ளனர் என்று கடுங்கோபத்துக்கு உள்ளாகியுள்ளார் டமாடியான்.

காந்த ஒத்திசைவு பிம்பமுறை (MRI) தொழில் நுட்பத்தை முதலில் கண்டு பிடித்து பிரபல அறிவியல் பத்திரிகையான Nature-ல் 1973-ஆம் ஆண்டு வெளியிட்டார் அப்பொழுது நியுயார்க் மாநில பல்கலைக்கழகத்தில் பணியாற்றிக் கொண்டிருந்த பால் லாட்டர்பர். இருப்பினும், அவர் இந்த கோணத்தில் ஆராய்ச்சி செய்யத் தூண்டுகோலாக அமைந்தது என்னவோ, அதே பல்கலைக்கழக வளாகத்தில் ஆராய்ச்சி மேற்கொண்டிருந்த மருத்துவ விஞ்ஞானி ரேமண்ட் டமாடியான். அவர் 1969லிருந்தே புற்று நோய் தாக்கிய உறுப்புக்களை காந்த ஒத்திசைவுக் கருவிகளை வைத்துப் படம் எடுக்கும் ஆராய்ச்சி நடத்திக் கொண்டிருந்தார். ரேமண்ட் டமாடியான், அவருடைய ஆரம்பகால ஆராய்ச்சி முடிவுகளை மற்றொரு பிரபல அறிவியல் பத்திரிகையான Science-ல் 1971-ஆம் ஆண்டில் வெளியிட்டிருந்தார்.

லாட்டர்பரின் தொழில் நுட்பம் தான் இன்றுள்ள MRI கருவிகளின் அடிப்படையாக அமைந்தாலும், டமாடியான்தான் மருத்துவத்தில் படம் பிடிக்கும் கருவியாக காந்த ஒத்திசைவு பிம்பமுறையை பயன்படுத்தலாம் என்ற நோக்கத்துடன் செயல் திட்டத்திலும் இறங்கினார். அவரே MRI கருவிகளைத் தயாரிக்கும் FONAR என்ற முதல் தொழிற்சாலையையும் தொடங்கியது மட்டுமல்லாமல், தொடர்ந்து இத்துறையில் தீவிர ஆராய்ச்சியில் ஈடுபட்டிருந்தார். (FONAR கம்பெனியே டமாடியான் சார்பாக தற்பொழுது நோபெல் பரிசைக் குறை கூறி பிரபல அமெரிக்கச் செய்தித்தாள்களில் முழுப்பக்க விளம்பரங்களை வெளியிட்டது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது). ஆனால் லாட்டர்பர், தனது ஆரம்ப கால ஆராய்ச்சிக்குப் பிறகு, பெரிதாக இத்துறையில் தீவிரமாக அக்கறை காட்டவில்லை. இங்கிலாந்தைச் சேர்ந்த சர் பீட்டர் மான்ஸ்ஃபீல்டு 1974ல் தொடங்கி இன்று வரை கண்டுபிடித்து வழங்கிய தொழில்நுட்ப உத்திகளும், பல கணிப்பொறிச் செய்வழி முறைகளும் (computer algorithms) இந்தத்துறையின் பிரம்மாண்ட வளர்ச்சிக்குப் பெரிதும் உதவின. எனவே மூன்று பேருக்கும் நோபெல் பரிசு வழங்கப்பட்டிருக்க வேண்டும் என்று டமாடியானுக்கு ஆதரவு தெரிவிக்கும் விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர்.