منِحت جائزة نوبل للطب لهذا العام لرائدين في مجال «التصوير بطرق الرنين المغناطيسي» (أم. آر. آي) Magnetic Resonance Imaging (MRI) الذي يتيح للاطباء مشاهدة أنسجة الجسم، من دون استخدام الإشعاع.

والفائزان هما بول لوتربور من جامعة إلينويز الأميركية، والسير بيتر مانسفيلد من جامعة نوتغنهام البريطانية. وقام الباحثان بالاستفادة من طرق يتبعها الكيميائيون لدراسة المحاليل، تمكنا من تطويرها إلى طريقة في تصوير الجسم الذي يتكون أغلبه من الماء. وعلى عكس الفحص بالأشعة النافذة عبر الجسم، يتميز التصوير عبر الرنين المغناطيسي باستخدامه للمجالات المغناطيسية ونبضات من الموجات الراديوية.

وحلت هذه الطريقة في التصوير الداخلي للجسم محل التقنيات «الاقتحامية» (التي تقتحم مواضع اعضاء الجسم وتتغلغل فيها) المتبعة في فحص المفاصل والدماغ وأعضاء مهمة من الجسم، والتي عادة ما تلحق الضرر بالأنسجة السليمة. وتتميز الطريقة الجديدة بحساسيتها الشديدة بحيث أنها قادرة على تحديد الموقع الذي يجري فيه الدماغ مهمات فكرية داخله، عن طريق تتبع مجرى الدم الإضافي لمناطق الدماغ النشطة.

الدكتور لوتربور هو أخصائي في الكيمياء الفيزيائية وكان قد نشر بحثه عن هذه الطريقة سنة 1973 حينما كان يعمل في جامعة ولاية نيويورك. والطريف في الأمر أن بحثه رُفض أول مرة من قبل مجلة «نيتشر»، التي تعدّ من أهم المجلات المعنية في نشر البحوث العلمية على المستوى العالمي، لكن لوتربور تمكن من إقناع محرريها أن يغيروا قرارهم ويتبنوا نشرالبحث في المجلة.

وتهتم فكرته بطريقة تعرف باسم الرنين النووي المغناطيسي أو التحليل الطيفي بواسطة الرنين النووي المغناطيسي. وفي تلك العملية توضع الجزيئات في مجال مغناطيسي قوي ثم تسلَّط عليها موجات راديوية. وعمل الكيميائيون أقصى ما يمكن لخلق مجال مغناطيسي متماثل، اعطت الجزيئات الموجودة داخله إشارة ذات وضوح عال.

وأدرك الدكتور لوتربور أن الإشارة الصادرة من الجزيئات تتضمن معلومات حول التوزيع الفراغي للجزيئات الموضوعة تحت الاختبار. وعن طريق استخدام مجال مغناطيسي متغير استطاع أن يحصل على المعلومات الفراغية لتشكيل صورة عن الجزيئات المترتبة داخل بنية معينة.

في ذلك الوقت كان جهاز الرنين المغناطيسي النووي في مجمع «ستوني بروك» التابع لجامعة ولاية نيويورك يعود إلى قسم الكيمياء. وزار لوتربور المختبر هناك، وفي الليل قام بتبديل النظام في هذا الجهاز للحصول على مجال مغناطيسي يتوافق مع متطلباته. لذلك كان عليه أن يبذل كل الجهود لإعادته إلى ما كان عليه قبل مغادرته المختبر، حسبما قال ديفيد هانسن زميله في الجامعة.

من بين أول الصور التي كوّنها الدكتور لوتربور كانت صورة لسمكة بطلينوس صدفية ، وانبوبتي اختبار في أحدهما ماء ثقيل وفي الاخرى ماء عادي. ويقول الدكتور هانسن إنه لم يكن هناك أي طريقة سابقة للتصوير الداخلي قادرة على التمييز بين نوعي الماء، فالاول متكون من ذرات الدوتريوم (الهيدروجين الثقيل) تحتوي كل من ذراته على نيوترون إضافي أما الآخر فهو من الهيدروجين العادي.

وقال لوتربور إنه أدرك في سنة 1971 أن فكرته ستؤول إلى التصوير الطبي بما فيها تصوير الدماغ.. وقال لوتربور: «شاهدت الكثير من عمليات التصوير الاقتحامي لأنسجة الحيوانات وكان واضحا لي أن تلك الطرق لن يمكن استخدامها مع البشر» بسبب ما تلحقه من أذى للخلايا السليمة. لذلك كان أمرا مؤسفا جدا أن ترفض مجلة «نيتشر» بحثهإ لكنه قال إنه لا يشعر بالمرارة من ذلك حاليا. وأضاف: «بإمكانك أن تكتب كل تاريخ العلم خلال الخمسين سنة الأخيرة من خلال البحوث التي رُفضت من مجلتي ساينس ونيتشر».

وبدأ استخدام التصوير المغناطيسي النووي سنة 1946 وكان لوتربور أول مستخدمي هذه الطريقة ، مما مكنه من قراءة كل البحوث التي كتبت حول هذا الموضوع. إضافة إلى ذلك فقد جلب قدرا «كبيرا من البصيرة والحدس» لهذا الميدان، حسبما يقول تشارلس سبرينغر زميله السابق في جامعة نيويورك.

أما الفائز الثاني فهو السير بيتر مانسفيلد الذي قدم مساهمة مهمة ساعدت على تحويل فكرة لوتربور إلى واقع عملي. وقال سبرينغر إن «بيتر كان مثل بول قريبا إلى فهم الكيفية التي يمكن فيها الحصول على المعلومات الفراغية من خلال الإشارات». وأظهر السير بيتر كيف يمكن تسريع عملية التصوير عن طريق تطوير تقنيات رياضية جديدة لتحليل المعلومات من مجال مغناطيسي متغير.

وكانت كلتا المساهمتين الأساسيتين قد قدمتا قبل عدة عقود. وولِد لوتربور سنة 1929 في سيدني بأوهايو بينما ولِد السير بيتر سنة 1933. وحسب معهد كارولينكسا باستوكهولم الذي يختار الفائزين لجائزة نوبل في الطب وصل عدد كاميرات «التصوير بواسطة الرنين المغناطيسي» الى 22 ألف جهاز وهي مستعملة في شتى أنحاء العالم وهناك أكثر من 60 مليون عملية فحص عبر التصوير بهذا الجهاز قد نفِّذت لحد الآن.

ويستند التصوير بواسطة الرنين المغناطيسي إلى التحليل الطيفي للرنين المغناطيسي النووي. وحينما تم تطوير التصوير الطبي بحيث أصبح قادرا على استعمال هذا الطريقة، تم إسقاط كلمة «نووي» لأن ذلك قد يعني للمرضى أن هناك «اشعة نووية» مستعملة في التصوير الداخلي. إنها في الحقيقة لا تعني تحلل نواة الذرة، بل إلى التصرف غير المؤذي بسبب وجود المجال المغناطيسي.

والنواة التي تعود لذرات مثل الهيدروجين الموجود في جزيئات الماء التي يحتويها الجسم، تمتص طاقة الموجات الراديوية بترددات محددة فقط، عند وضعها في مجال مغناطيسي، ثم تبعث اشارات مماثلة. وهذه هي الاشارات التي تستخدَم لتشكيل صور الأنسجة الحية.

كماويوفر التشخيص بتقنيات الرنين المغناطيسي صورة دقيقة للاعضاء سواء بالحصول على صورة مقطعية لمختلف طبقات العضو، أو صورة ثلاثية الابعاد. وقد حلت التقنيات محل طرق التشخيص التقليدية المؤلمة.

ويعتمد التصوير بالرنين المغناطيسي على كون الجسم يتألف في ثلثيه من الماء. وتؤدي الكثير من الامراض الى تغيير كمية الماء في اجزاء مختلفة من الجسم، وهذا ما تلتقطه الصور, فاضطرابات الدماغ كوجود ورم او نزيف أو تضخم، تؤدي الى تغييرات طفيفة في محتوى الماء في الخلايا الدماغية، وهو ما تلتقطه الصور المقطعية.

والتصوير بالرنين المغناطيسي اساسي لاعداد المريض لعملية جراحية, فهو يتيح للاطباء تحديد موقع اي تلف بدقة. والصور دقيقة بما يكفي بحيث يمكن وضع اقطاب في خلايا في الدماغ المركزي لعلاج آلام مبرحة او اضطرابات في الحركة، كما يحدث مع مرضى باركنسون.

وباستخدام تقنية حديثة تسمى «الرنين المغناطيسي الوظيفي» تمكن اطباء الاعصاب من تحديد اجزاء الدماغ المسؤولة عن الالم وتلك التي تقوم بمعالجة المعلومات او تلك التي تتفاعل مع المزاح مثلا، بالاضافة الى رصد التغيرات الطفيفة في قسمي الدماغ الايسر والايمن.

ويكشف التصوير بالرنين المغناطيسي بدقة حجم وموقع الاورام فيجعل الجراحة والعلاج بالاشعة اكثر دقة. كما يتيح التمييز بين مختلف الانسجة. ففي سرطان القولون يساعد على تحديد عمق الورم داخل الانسجة بدقة تصل الى مليمتر واحد. كما يغني الرنين المغناطيسي عن المنظار في العديد من الحالات فيعفي المريض من معاناة ادخال المناظير في قناتي البنكرياس او المرارة مثلا. كما ادى ذلك الى الاستغناء عن ادخال اداة المنظار في المفاصل في كثير من الاحيان.