वैद्यक शास्त्राला कलाटणी देणारं  तंत्रज्ञान : एमआरआय

डॉ. जयदेव पंचवाघ
सोमवार, 7 फेब्रुवारी 2022

मेंदूचा शोध

वैद्यकीय क्षेत्रातील अत्यंत लक्षणीय शोधांच्या इतिहासाचा मागोवा घेताना एमआरआय (MRI) या तपासणीच्या शोधाकडे दुर्लक्ष करून चालणार नाही. मला वाटतं गेल्या दोन शतकातील, वैद्यक शास्त्राला कलाटणी देणारे शोध बघितले, तर एमआरआय पहिल्या पाचातच येईल.

मानवी शरीराची रचना, होणारे रोग, रोगांची लक्षणे, त्यावरून केलं जाणारं निदान, उपलब्ध औषधोपचार वगैरेंमध्ये दोनशे वर्षांत हळूहळू सुधारणा होत होती. परंतु एखाद्या रोगाचं निदान करण्यासाठी प्रत्यक्ष शरीराच्या आत जाऊन नेमका रोग कुठं आहे आणि काय आहे हे बघणं शक्य तर नव्हतंच, पण अशी शक्यता वर्तवणंसुद्धा त्या काळात हास्यास्पद ठरलं असतं. पण एमआरआय तपासणीमुळे मानवी शरीर न उघडताच त्याचे आतले भाग स्पष्टपणे बघणं आपल्याला शक्य झालं आहे. एमआरआय तपासणी विद्युत चुंबकीय (इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक) शक्तीच्या तंत्रज्ञानावर अवलंबून आहे. याचा शोध अत्यंत रोमहर्षक आहे. 

खरंतर मानवाला चुंबकाचा (मॅग्नेट) शोध फार पूर्वी लागला होता. तो कसा लागला याबद्दल अनेक आख्यायिका आहेत. त्यापैकी एक म्हणजे ग्रीसमधील ‘मॅग्नेशिया’ या ठिकाणी एकदा एक गुराखी खडकांवरून चालत असताना त्याच्या बुटातील खिळे एका खडकाला घट्ट चिकटून बसले. हातातल्या काठीनं त्यानं खडक ढकलायचा प्रयत्न केला पण काठीच्या तळालासुद्धा लोखंड होतं. आता त्याचे बूट आणि काठी दोन्ही खडकाला चिकटून बसले. त्याचा पाय नैसर्गिक मॅग्नेट असलेल्या ‘मॅग्नेटाइट’च्या खडकावर पडला होता. निसर्गात आढळणाऱ्या नैसर्गिक चुंबकीय पदार्थांपैकी मॅग्नेटाइट हा एक!

विद्युत चुंबकीय लहरींचा शोध मात्र नंतर लागला. ब्रिटिश शास्त्रज्ञ विल्यम स्टर्जननं १८२४ साली पहिलं इलेक्ट्रोमॅग्नेट (विद्युत चुंबक) तयार केलं. लोखंडाच्या तुकड्याभोवती तांब्याची तार घट्ट गुंडाळून व त्या तारेतून विद्युतप्रवाह सोडून त्या लोखंडाचं चुंबक तयार होतं, हे त्यानं दाखवलं.

पुढच्या काही वर्षांमध्ये अनेक शास्त्रज्ञांनी हे प्रयोग पुढं नेले. निकोला टेस्ला हा त्यातला अग्रगण्य होय.  विद्युत प्रवाहातून चुंबकीय शक्ती तयार करता येते, हे आता कळालं होतं. महत्त्वाचा भाग असा, की विद्युतप्रवाह थांबवला की यातलं चुंबकत्व नाहीसं होतं. तसंच विद्युत प्रवाहाच्या तीव्रतेप्रमाणे चुंबकीय शक्ती कमीजास्त करता येते. यात भर म्हणजे, विद्युत प्रवाहाची दिशा बदलली तर चुंबकीय ध्रुव बदलतात. एवढंच नाही तर वेगवेगळ्या दिशांमध्ये या तारा गुंडाळल्या आणि त्यातून वेगवगळ्या वेळी प्रवाह सोडले-बंद केले, तर ही चुंबकीय शक्ती हवी तशी बदलता (फ्लिप) करता येते. म्हणजेच विद्युत-चुंबकातील चुंबकीय क्षेत्रावर आपल्याला हवं तसं खेळता येतं हे निकोला टेस्लाच्या लक्षात आलं होतं. अशा प्रकारच्या विद्युत चुंबकाच्या क्षेत्रात चुंबकीय गुणधर्म असलेली वस्तू ठेवली तर तिच्यावर हवा तसा परिणाम घडवून आणता येईल हेही लक्षात आलं. 

निकोला टेस्लानं अशा प्रकारच्या ‘झपाट्यानं बदलणाऱ्या’ चुंबकीय क्षेत्रावर अनेक प्रयोग केले.

अर्थात, अशा ‘परिवर्तनशील’ क्षेत्रामध्ये निरनिराळ्या चुंबकीय गुणधर्मांचे पदार्थ ठेवले, तर प्रत्येक पदार्थ वेगळ्या पद्धतीनं हलेल, हे उघड आहे, आणि त्यामुळेच एक घटना घडली. रेमंड डॅमॅडियन या डॉक्टरला असं वाटलं की मानवी शरीरातील विविध अवयवांचे चुंबकीय गुणधर्म निराळे असल्यामुळे जर मानवी शरीर अशा प्रकारच्या वेगानं परिवर्तित होणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्रात ठेवलं तर शरीराच्या आतील अवयवांच्या निरनिराळ्या छाया-छटा उमटतील.

आपल्या शरीरातील निरनिराळ्या अवयवांमध्ये पाण्याचं प्रमाण निरनिराळं असतं. पाण्याच्या एका रेणूमध्ये दोन हायड्रोजनचे अणू असतात. ज्याच्यात एकमेव प्रोटॉन असतो असा हायड्रोजन हा एकच अणू आहे. प्रत्येक प्रोटॉन धन-प्रभारित म्हणजेच ‘पॉझिटिव्हली चार्ज्ड’ असतो आणि त्यामुळे तो एखाद्या चुंबकाप्रमाणे कार्य करू शकतो. आपल्या शरीरातील प्रत्येक अवयवामधील पाण्याचं आणि पर्यायानं हायड्रोजनचं प्रमाण व त्या अवयवातील विशिष्ट विस्तार हा त्या-त्या अवयवासाठी एकमेवाव्दितीय असतो. 

 मानवी शरीरात ६० ते ६५ टक्के पाणी असतं; मेंदू व हृदयात ७० ते ७५ टक्के, फुप्फुसात ८३ टक्के, त्वचेत ६४ टक्के, स्नायूत ८० टक्के, हाडात ३० टक्के... वगैरे!  अगदी त्याच प्रमाणे विशिष्ट प्रकारच्या गाठी किंवा इतर रोग-प्रक्रिया विशिष्ट चुंबकीय गुणधर्मांचा आविष्कार करतात. या विचारांनी प्रेरित होऊन १९७७ साली डॉक्टर डॅमॅडियन यांनी सर्वप्रथम मानवी शरीर एका विद्युत-चुंबक क्षेत्रात ठेवून शरीराच्या आतील कॅन्सरच्या गाठीचा शोध लावला. हाच खऱ्या अर्थाने जगातील पहिला एमआरआय होय. त्यानंतर यात नवनवीन शोध लागत गेले.

 एमआरआयचा एक अत्यंत फायदेशीर गुणधर्म म्हणजे यात चुंबकीय शक्तीचा उपयोग केला जात असल्यामुळे शरीरावर कोणत्याही घातक रेडिएशनचा परिणाम होत नाही, त्यामुळे ही तपासणी वारंवार करणंसुद्धा तुलनेनं निर्धोक आहे.

याच गुणधर्मामुळे अगदी गर्भातील अर्भकाचा एमआरआयसुद्धा निर्धोकपणे करता येऊ शकतो. १९७८ सालानंतर जगामध्ये रोगनिदानासाठी एमआरआय मशिन तयार होऊ लागली आणि झपाट्यानं ती जगभर पसरली. ही घटना मानवी वैद्यक शास्त्राला मोठी कलाटणी देऊन गेली. ज्या आजारांचं निदान फक्त बाहेरून केलेली तपासणी आणि रक्त वगैरेंच्या चाचण्या या आधारावर करण्याचा प्रयत्न केला जायचा, ते आजार आता एमआरआयच्या फिल्ममध्ये प्रत्यक्ष दिसू लागले. तरीही सुरुवातीची मशिन कमी शक्तीची होती आणि त्यामुळे त्यातून मिळणारी माहितीसुद्धा आजच्या तुलनेत कमी होती. 

एमआरआय मशिनची क्षमता (निकोला टेस्लाच्या आदरार्थ) ‘टेस्ला’ या प्रमाणात मोजली जाते. पूर्वी ०.२५ टेस्लाची यंत्रं उपलब्ध होती. त्यावर चित्रं फाटलेली दिसायची. त्यानंतर अनुक्रमे ०.५०, १.० आणि १.५ टेस्लाची यंत्रं बाजारात येत गेली. याबरोबरच त्यातून शरीराच्या आतल्या सूक्ष्मतम भागांची खोलवर माहिती मिळू लागली. आज तीन टेस्लाच्या (3T) क्षमतेची मशिन उपलब्ध आहेत. अत्यंत कमी काळात ही सुधारणा झपाट्यानं होत गेली. 

आपला एमआरआय करायला सांगितल्यास तो सर्वोत्कृष्ट क्षमतेच्या यंत्रावर व्हावा हा आग्रह प्रत्येकानं धरणं आवश्यक आहे. तसंच ज्या आजारासाठी एमआरआय करायचा, त्या आजाराच्या निदानासाठी लागणारा अनुभव या एमआरआय सेंटरकडे आहे किंवा नाही याचीही खात्री करून घेणं गरजेचं आहे.

आमच्या न्यूरोसर्जरी विभागातून मला मेंदू व मणक्‍याच्या आजारांच्या निदानासाठी अनेक रुग्णांना एमआरआय करण्यास सांगावं लागतं. त्यावेळी अनुभवाला येणारी आणखी एक समस्या म्हणजे, काही रुग्णांना एमआरआय करून घ्यायची भीती वाटते. गेल्या काही वर्षात यावर उपाय म्हणून मोठ्या आकाराची एमआरआय मशिन तयार करण्यात आली आहेत आणि काही ठिकाणी ती उपलब्ध आहेत. अशा ठिकाणी एमआरआय केल्यास ही भीती काही प्रमाणात कमी होऊ शकते. 

माणसाच्या शरीराच्या आतील भागांचे आणि सूक्ष्म रचनेचे अत्यंत स्वच्छ आणि करकरीत फोटो काढण्याची या मशिनची क्षमता दिवसेंदिवस वाढत चालली आहेच, पण त्याच बरोबर इतरही काही सुधारणा झपाट्यानं घडत आहेत. ‘फंक्शनल एमआरआय’ हे त्याचंच एक उदाहरण. यामध्ये व्यक्ती शरीराचा विशिष्ट अवयव हलवत असताना किंवा विशिष्ट विचार करत असताना अथवा विशिष्ट भावना उद्दीपित झालेली असताना मेंदूचा एमआरआय करण्यात येतो. त्या हालचालीशी, विचाराशी किंवा भावनेशी निगडित मेंदूचा भाग नेमका कोणता आहे, हे या एमआरआयमध्ये दिसू शकतं. याचे मेंदूविषयक नवीन संशोधनामध्ये तर उपयोग आहेतच, पण न्यूरोसर्जन म्हणून जेव्हा आम्ही विशिष्ट भागावर शस्त्रक्रिया करत असतो, तेव्हा आजूबाजूच्या भागांचं कार्य काय आहे, हे आधीच मॅप करून ठेवता येऊ शकतं. यामुळे अर्थातच शस्त्रक्रिया अधिक सुलभ आणि सुरक्षित होते.

मानवी शरीर न उघडताच आत डोकावून बघून आतील अवयवांचं अत्यंत सूक्ष्मतम फोटो देणारं हे तंत्रज्ञान पुढील काळात आणखी झपाट्यानं सुधारत जाईल यात शंका नाही.

(लेखक तज्ज्ञ न्यूरोसर्जन आहेत.)

संबंधित बातम्या