Магниторезонансная томография (МРТ) − способ получения томографических медицинских изображений для исследования внутренних органов и тканей с использованием явления ядерного магнитного резонанса.
За изобретение метода МРТ Питер Мэнсфилд и Пол Лотербур получили в 2003 году Нобелевскую премию в области медицины. Вначале этот метод назывался ядерно-магнитно резонансная томография (ЯМР-томография).
Но потом, чтобы не пугать зомбированную радиофобией публику, убрали упоминание о «ядерном» происхождении метода, тем более, что ионизирующие излучения в этом методе не используются.
Ядерный магнитный резонанс
Ядерный магнитный резонанс реализуется на ядрах с ненулевыми спинами.
Наиболее интересными для медицины являются ядра водорода (1H), углерода (13C), натрия (23Na) и фосфора (31P), так как все они присутствуют в теле человека.
В нем больше всего (63%) атомов водорода, которые содержатся в жире и воде, которых больше всего в человеческом теле. По этим причинам современные МР-томографы чаще всего «настроены» на ядра водорода − протоны.
 Рис. 8. а) протоны при отсутствии внешнего поля, б) протоны во внешнем магнитном поле |
При отсутствии внешнего поля спины и магнитные моменты протонов ориентированы хаотически (рис. 8а). Если поместить протон во внешнее магнитное поле, то его магнитный момент будет либо сонаправлен, либо противоположно направлен магнитному полю (рис. 8б), причём во втором случае его энергия будет выше.
Частица со спином, помещенная в магнитное поле, напряженностью В, может поглощать фотон, с частотой ν, которая зависит от ее гиромагнитного отношения γ.
ν = γ B
Для водорода, γ = 42.58 MГц/Тл. Частица может подвергаться переходу между двумя энергетическими состояниями, поглощая фотон.
Частица на нижнем энергетическом уровне поглощает фотон и оказывается на верхнем энергетическом уровне. Энергия данного фотона должна точно соответствовать разнице между этими двумя состояниями.
Энергия протона, Е, связана с его частотой, ν, через постоянную Планка (h = 6.626·10-34 Дж·с).
- E = hν
- В ЯМР величина ν называется резонансной или частотой Лармора. ν = γB и E = hν, поэтому, для того, чтобы вызвать переход между двумя спиновыми состояниями, фотон должен обладать энергией
- E = hγB
Когда энергия фотона соответствует разнице между двумя состояниями спина, происходит поглощение энергии. Напряженность постоянного магнитного поля и частота радиочастотного магнитного поля должны строго соответствовать друг другу (резонанс).
В ЯМР экспериментах частота фотона соответствует радиочастотному (РЧ) диапазону. В клинической МРТ, для отображения водорода, ν как правило находится между 15 и 80 MГц. При комнатной температуре количество протонов со спинами на нижнем энергетическом уровне незначительно превосходит их количество на верхнем уровне.
Сигнал в ЯМР-спектроскопии пропорционален разности в заселенностях уровней. Число избыточных протонов пропорционально B0. Эта разница в поле 0.5 Tл, составляет всего лишь 3 протона на миллион, в поле 1.5 Tл – 9 протонов на миллион. Однако общее количество избыточных протонов в 0.02 мл воды в поле 1.5 Tл – 6.02·1015.
Чем больше напряженность магнитного поля, тем лучше изображение.
В состоянии равновесия, вектор суммарной намагниченности параллелен направлению примененного магнитного поля B0 и называется равновесной намагниченностью M0. В этом состоянии, Z-составляющая намагниченности MZ равна M0.
Еще MZ называется продольной намагниченностью. В данном случае, поперечной (MX или MY) намагниченности нет.
Посылая РЧ импульс с ларморовской частотой, можно вращать вектор суммарной намагниченности в плоскости, перпендикулярной оси Z, в данном случае плоскости X-Y.
T1 Релаксация После прекращения действия РЧ импульса, суммарный вектор намагниченности будет восстанавливаться по Z-оси, излучая радиочастотные волны. Временная константа, описывающая, как MZ возвращается к равновесному значению, называется временем спин-решеточной релаксации (T1).
MZ = M0 ( 1 — e-t/T1 )
T1 релаксация происходит в объеме, содержащем протоны. Однако связи протонов в молекулах неодинаковые. Эти связи различны для каждой ткани.
Один атом 1H может быть связан очень сильно, как в жировой ткани, в то время как другой атом может иметь более слабую связь, например в воде. Сильно связанные протоны выделяют энергию намного быстрее, чем протоны со слабой связью.
Каждая ткань выделяет энергию с различной скоростью, и именно поэтому МРТ имеет такое хорошее контрастное разрешение.
T2 Релаксация T1 релаксация описывает процессы, происходящие в Z направлении, в то время как T2 релаксация описывает процессы в плоскости X-Y. Сразу после воздействия РЧ импульсом суммарный вектор намагниченности (теперь называемый поперечной намагниченностью) начинает вращаться в плоскости X-Y вокруг оси Z .
Все векторы имеют одно и то же направление, потому что они находятся в фазе. Однако они не сохраняют это состояние.
Вектор суммарной намагниченности начинает сдвигаться по фазе (расфазировываться) из-за того, что каждый спиновый пакет испытывает магнитное поле, немного отличающееся от магнитного поля, испытываемого другими пакетами, и вращается со своей собственной частотой Лармора.
Сначала количество дефазированных векторов будет небольшим, но быстро увеличивающимся до момента, когда фазовая когерентность исчезнет: не будет ни одного вектора, совпадающего по направлению с другим. Суммарная намагниченность в плоскости XY стремится к нулю, и затем продольная намагниченность возрастает до тех пор пока M0 не будет вдоль Z.
 Рис. 9. Спад магнитной индукции |
Временная константа, описывающая поведение поперечной намагниченности, MXY, называется спин-спиновым временем релаксации, T2. T2 релаксация называется спин-спиновой релаксацией, потому что она описывает взаимодействия между протонами в их непосредственной среде (молекулах).
T2 релаксация – затухающий процесс, означающий высокую фазовую когерентность в начале процесса, но быстро уменьшающуюся до полного исчезновения когерентности в конце. Cигнал в начале сильный, но быстро ослабевает за счет T2 релаксации.
Сигнал называется спадом магнитной индукции (FID — Free Induction Decay) (рис. 9).
MXY =MXYo e-t/T2
T2 всегда меньше чем T1. Скорость смещения по фазе различна для каждой ткани. Дефазирование в жировой ткани происходит быстрее по сравнению с водой. Еще одно замечание относительно T2 релаксации: она протекает гораздо быстрее T1 релаксации. T2 релаксация происходит за десятки миллисекунд, в то время как T1 релаксация может достигать секунд.
- Для иллюстрации в таблице 1 приведены значения времен T1 и T2 для различных тканей.
- Таблица 1
| Серое вещество | 921 | 101 |
| Белое вещество | 787 | 92 |
| Опухоли | 1073 | 121 |
| Отек | 1090 | 113 |
| Фиброзная ткань | 868 | 49 |
| Жировая ткань | 259 | 84 |
| Опухоли | 976 | 80 |
| Карцинома | 923 | 94 |
| Нормальная ткань | 493 | 43 |
| Опухоли | 905 | 84 |
| Цирроз печени | 438 | 45 |
| Нормальная ткань | 868 | 47 |
| Опухоли | 1083 | 87 |
| Карцинома | 1046 | 82 |
| Отек | 1488 | 67 |
Устройство магнитно-резонансного томографа
 Рис. 10. Схема МРТ |
Схема магнитнорезонансного томографа показана на рис. 10. В состав МРТ входят магнит, градиентные катушки и радиочастотные катушки.
Постоянный магнит МРТ сканеры используют мощные магниты. От величины напряженности поля зависит качество и скорость получения изображения. В современных МР-томографах используются либо постоянные, либо сверхпроводящие магниты.
Постоянные магниты дёшевы и просты в эксплуатации, но не позволяют создавать магнитные поля с напряженностью большей 0.7 Тл. Большинство магнитно-резонансных томографов это модели со сверхпроводящими магнитами (0.5 – 1.5 Тл). Томографы со сверхсильным полем (выше 3.0 Тл) очень дороги в эксплуатации.
На МР-томографах с полем ниже 1 Тл нельзя качественно сделать томографию внутренних органов, так как мощность таких аппаратов слишком низкая, чтобы получать снимки высокого разрешения. На томографах с напряженностью магнитного поля > T2.
Контраст изображения сильно зависит от этих процессов и от того, насколько полно каждый из них проявляется при выбранных временных параметрах сканирования TR и TE. Рассмотрим получение контрастного изображения на примере сканирования мозга.
T1 контраст
| CSF (Цереброспинальная жидкость, ликвор, спинномозговая жидкость) — прозрачная бесцветная жидкость, заполняющая полости желудочков мозга, субарахноидальное пространство головного мозга и спинномозговой канал, периваскулярные и перицеллюлярные пространства в ткани мозга. |
Выберем следующие параметры сканирования: TR = 600 мс и TE = 10 мс. То есть T1 релаксация протекает за 600 мс, а T2 релаксация – только за 5 мс (TE/2). Как видно из рис.
15а через 5 мс смещение фаз невелико и оно не сильно отличается у разных тканей. Контраст изображения, поэтому, очень слабо зависит от T2 релаксации.
Что касается Т1 релаксации, то через 600 мс жир практически полностью релаксировал, но для CSF необходимо еще некоторое время
(рис. 15б). Это означает, что вклад от CSF в общий сигнал будет незначительным. Контраст изображения становится зависимым от процесса релаксации Т1. Изображение «взвешено по T1» потому, что контраст больше зависит от процесса релаксации Т1. В результирующем изображении CSF будет темной, жировая ткань будет яркой, а интенсивность серого вещества будет чем-то средним между ними.
T2 контраст
Теперь зададим следующие параметры: TR = 3000 мс и TE = 120 мс, то есть T2 релаксации протекать за 60 мс. Как следует из рис. 16б, практически все ткани подверглись полной T1 релаксации. Здесь TE является доминирующим фактором для контраста изображения. Изображение «взвешено по T2». На изображении CSF будет яркой, в то время как другие ткани будут обладать различными оттенками серого.
Контраст протонной плотности
Существует еще один тип контраста изображения, называемый протонной плотностью (PD). Зададим следующие параметры: TR = 2000 мс и TE 10 мс. Таким образом, как и в первом случае T2 релаксация вносит незначительный вклад в контраст изображения.
С TR = 2000 мс, суммарная намагниченность большинства тканей восстановится вдоль Z-оси. Контраст изображения в PD изображениях не зависит ни от T2, ни от T1 релаксации.
Полученный сигнал полностью зависит от количества протонов в ткани: небольшое количество протонов означает низкий сигнал и темное изображение, в то время как большое их количество производит сильный сигнал и яркое изображение.
 Рис. 17. |
Все изображения имеют сочетания T1 и T2 контрастов. Контраст зависит только от того, за сколько времени позволено протекать T2 релаксации. В спин-эхо (SE) последовательностях наиболее важны для контраста изображения времена TR и TE. На рис.
17 схематически показано, как TR и TE связаны в терминах контраста изображения в SE последовательности. Короткое TR и короткое TE дают контраст, взвешенный по T1. Длинное TR и короткое TE дают контраст PD.
Длинное TR и длинное TE приводят к контрасту, взвешенному по T2.
Рис. 18. Изображения с разными контрастами: взвешенный по T1, протонная плотность и взвешенный по T2. Отметьте различия в интенсивности сигнала тканей. CSF темная на T1, серая на PD и яркая на T2.
| Рис. 19. Магниторезонансный томограф |
МРТ хорошо отображает мягкие ткани, тогда как КТ лучше визуализирует костные структуры. Нервы, мышцы, связки и сухожилия наблюдаются гораздо более четко в МРТ, чем в КТ. Кроме того, магнитно-резонансный метод незаменим при обследовании головного и спинного мозга.
В головном мозге МРТ может различать белое и серое вещества.
Благодаря высокой точности и четкости полученных изображений магнитно-резонансная томография успешно используется в диагностике воспалительных, инфекционных, онкологических заболеваний, при исследовании суставов, всех отделов позвоночника, молочных желез, сердца, органов брюшной полости, малого таза, сосудов. Современные методики МРТ делают возможным исследовать функцию органов – измерять скорость кровотока, тока спинномозговой жидкости, наблюдать структуру и активацию различных участков коры головного мозга.
Что такое МРТ? Как проходит МРТ? — МРТ Юг в Таганроге Медицинский центр
Магнитно-резонансная томография — это современный вид медицинского исследования, который позволяет получить изображение различных частей организма: мягких тканей, суставов, хрящей, межпозвоночных дисков.
Благодаря МРТ-диагностике мы получаем трехмерную визуальную модель различных органов и тканей, в том числе можем следить за функционированием сердца, наблюдать активность различных участков головного мозга, следить за циркуляцией жидкостей в кровеносной системе и спинном мозге.
Томограммы, полученные в ходе магнитно-резонансной диагностики, содержат множество информации об устройстве тканей и органов в различных анатомических зонах. В ходе исследования врач получает информацию о структуре органов, их размерах, конфигурации и ряде других параметров.
С помощью МРТ можно выявить значительное число заболеваний, в том числе на ранних стадиях их развития. Различные воспалительные процессы, болезни позвоночника, болезни суставов, опухоли, нарушения в нервной и кровеносной системах – информацию обо всех этих отклонениях возможно получить благодаря МРТ.
На изображении, полученном в ходе магнитно-резонансной томографии, патологически измененные участки тканей и органов внешне отличаются от здоровых. Это происходит из-за того, что здоровые клетки имеют один уровень сигнала, тогда как органы и ткани, пораженные болезненным процессом, выдают другой сигнал, измененный, в той или иной степени.
Для ряда диагностических исследований предпочтительнее использование высокопольных аппаратов МРТ с напряжением 1,5 Тл, которые позволяют получать срезы тканей размером 1-2 мм.
При помощи специального программного обеспечения срезы, полученные во время исследования, преобразуются в трехмерное изображение.
За счет высокой скорости съемки можно получить движущееся изображение, подобно видеозаписи высокого разрешения.
Насыщенность клеток нашего организма водородом и особенности его магнитных свойств позволяют применять томографический метод исследования, используя эффект резонансного поглощения протонами водорода электромагнитных волн.
Магнитно-резонансный томограф делает снимки срезов человеческого тела, толщиной в сотые доли миллиметров, что позволяет оценивать состояние организма очень детально от клетки к клетке.
Разрешающая способность томографа напрямую зависит от мощности магнитного поля, которая измеряется в Тесла.
Изображение, соответственно, получаются детальнее, информативность диагностики возрастает.
Многолетний опыт применения МРТ диагностики в клинической практике врачей разных специальностей позволяет говорить о преимуществах магнитно-резонансной томографии перед другими интроскопическими методами исследований.
Диагностическая эффективность магнитно-резонансной томографии выше, чем, например, при рентгеновской компьютерной томографии.
Доказательством этому служат более качественные и информативные изображения, полученные методом МРТ:
- Трёхмерность изображения позволяет исследовать срезы в любой плоскости
- Детальная визуализация суставов, мышц, хрящей, мягких тканей, связок, головного и спинного мозга и иных областей значительно увеличивает информативность исследования
- Высокая разрешающая способность обеспечивает экспертное качество изображения с минимальным искажением полученной информации
Исследования, проводимые с помощью МР-томографа, полностью безвредны для пациента благодаря отсутствию ионизирующего излучения и лучевой нагрузки.
Магнитное поле, которое воздействует на организм человека при проведении МРТ, не оказывает на него никакого вредного эффекта.
Отсутствие подобного излучения является большим преимуществом, и позволяет проводить многократные исследования в короткие промежуток времени, не причиняя вреда организму.
Диагностический потенциал МРТ-исследования можно повысить с помощью контраста. При этом еще одним преимуществом магнитно-резонансной томографии перед другими методами является отсутствие отрицательных эффектов при введения контрастных препаратов.
Из-за сильного магнитного поля томографа, имеются некоторые противопоказания к проведению МР-диагностики, которые принято разделять на абсолютные и относительные.
Абсолютным для всех методик МРТ является запрет на наличие в организме металлических инородных тел, в том числе немедицинских, например, металлических шовных материалов, скоб, клипс и пр.
; искусственных суставов, клапанов; пуль, осколков; электрокардиостимуляторов, водителей сердечного ритма, имплантатов в ушах, в сосудах, наличие искусственного глаза, пирсинга, спиральной эмболы, стоматологических массивных протезов, мостов и др.
К числу относительных противопоказаний относят судорожный синдром, боязнь замкнутого пространства (клаустрофобия), тяжелое физическое состояние пациента, наличие татуировок, выполненных красками с содержанием соединений металла.
С осторожностью стоит относится к проведению МРТ на ранних сроках беременности (первый триместр). МРТ с использованием контрастирующего вещества противопоказан при беременности на любом сроке. Во время менструации МРТ органов малого таза не проводится. Подходящее время для исследования – 7-12 дни цикла.
Специальная подготовка к магнитно-резонансному исследованию не требуется. Однако есть ряд особенностей, о которых следует помнить при проведении диагностики органов малого таза, брюшной полости и забрюшинного пространства.
За сутки перед такими исследованиями рекомендуется не употреблять продукты, вызывающие повышенное газообразование, а также газированные напитки и кисломолочные продукты.
Поскольку процедуру МРТ нежелательно проходить с заполненным желудком, в день исследования лучше ограничиться лишь легким завтраком.
Важно помнить, что исследование проводится натощак, поэтому последний прием пищи разрешен не менее, чем за 5-6 часов до начала диагностики.
В случае замедленной, затруднённой или систематически недостаточной дефекации необходимо заранее провести подготовку и опорожнение кишечника. Исследование органов малого таза требует умеренно-наполненный мочевой пузырь.
Особенностью исследования органов малого таза у женщин является то, что диагностика не проводится в период менструации. Оптимальный период диагностики – 7-12 день цикла.
Процесс МРТ исследования состоит из следующих последовательных действий.
До начала исследования пациент должен исключить наличие у себя всех металлосодержащих предметов и аксессуаров: часы, украшения, зажигалка, мобильный телефон и пр. Все эти вещи способны негативным образом воздействовать на магнитное поле томографа, искажая данные диагностики.
Когда пациент оказывается готов к проведению исследования, его помещают в тоннелеобразный рабочий элемент томографа.
В нашем центре установлен высокопольный томограф закрытого типа с замкнутой системой охлаждения жидким гелием. Во время сканирования пациент находится внутри аппарата, диаметр которого 60 см.
В томографе хорошее освещение и вентилирование, которые обеспечивают комфортное проведение процедуры.
Длительность процедуры в зависимости от области исследования от 15 до 40 минут. Необходимо, чтобы пациент не двигался во время работы аппарата, поскольку это может ухудшить качество снимков. В связи с этим в особых случаях может быть проведено предварительное обезболивание.
Во время исследования доступ в помещение с томографом закрыт, специалист наблюдает за показаниями прибора из специально-изолированного кабинета. Пациент находится под постоянным наблюдением персонала, в его руках сигнальная груша (тревожная кнопка), которую он может нажать, если почувствует себя плохо. В этом случае работа томографа останавливается.
Работа аппарата сопровождается довольно громкими звуками, спровоцированными электромагнитными вибрациями внутри томографа. Для снижения уровня шума диагностируемому выдаются специальные наушники.
В случае неоднозначности результатов томографии, специалист может рекомендовать диагностику с введением контраста, повышающем точность исследования.
Благодаря своему химическому составу введенное контрастное вещество накапливается только в поврежденных тканях, что позволяет лучше визуализировать патологические отклонения, в том числе доброкачественные опухоли и некоторые виды рака.
Кроме того, удается проследить «путь» контраста по кровеносным сосудам и оценить работу кровеносной системы в области исследования. Применение контраста улучшает визуализацию воспалений, опухолей или роста кровеносных сосудов, позволяет повысить точность диагностики при инфекционных заболеваниях головного мозга, позвоночника, мягких тканей и костей.
Контрастные вещества, которые используются при МРТ, содержат гадолиний и качественно отличаются от тех препаратов, которые применяются при других методах исследования, поскольку в их основе нет веществ, содержащих йода.
Человеческий организм значительно реже негативно реагирует на гадолиний, чем на йодсодержащие контрасты. Контраст вводится пациенту внутривенно.
Длительность процедуры введения контраста занимает в среднем около минуты и не вызывает болевых ощущений.
Важно отметить, что контраст с гадолинием имеет некоторые противопоказания. Так, не рекомендуется введение контрастного вещества при наличии нарушений функций почек или печени. Беременность также является противопоказанием для применения контраста.
При этом применение контраста во время лактации не противопоказано, поскольку в организм попадает незначительное число гадолиния, кроме того, он быстро выводится из организма.
Все же, специалисты не рекомендуют кормить грудью ребенка в течение суток после применения контрастного вещества.
Магнитно-резонансная томография
Что такое МРТ? Магнитно-резонансная томография (МРТ) – является сложным новейшим, высокоинформативным, объективным методом диагностики, который позволяет вовремя определить патологические изменения органов или систем организма человека в целом. МРТ основана на таком явлении, как ядерно-магнитный резонанс. Суть метода в том, что сигналы, которые генерирует ядра атомов водорода в теле человека, при влиянии на них радиочастотными импульсами в магнитном поле принимаются как специальные эхо-сигналы, которые потом используются, чтобы создавать изображения внутренних органов в абсолютно любой плоскости. При помощи современного магнитно-резонансного томографа за короткий промежуток времени вы получите полную всестороннюю информацию о состоянии головного мозга, позвоночника и других органов. МРТ головного мозга помогает определить, есть ли аномалии развития, воспалительные, онкологические или возможные посттравматические изменения в головном мозге. МРТ позвоночника позволяет диагностировать, есть ли аномалии в развитии позвоночного столба спинного мозга, его оболочек, какие произошли дегенеративные изменения (самые распространенные остеохондроз и грыжи межпозвоночных дисков), всевозможные воспалительные процессы в позвоночном столбе и изменения структур спинномозгового канала. Если перед Вами уже стал вопрос, где сделать МРТ, то правильнее всего доверить себя профессиональным рукам специалистов и высококачественному оборудованию. А на вопрос где сделать МРТ в Москве есть четкий ответ, приезжайте в Научный центр неврологии, где мы всегда готовы помочь решить вопросы с вашим здоровьем.
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ МРТ (ИССЛЕДОВАНИЕ ГОЛОВЫ):
- диагностика и динамическое наблюдение за заболеваниями головного мозга
- диагностика опухолей головного мозга
- диагностика ишемического инсульта в ранней стадии
- МР ангиография сосудов виллизиева круга
- диагностика сосудистых мальформаций
- диагностика патологии гипофиза
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ МРТ (ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЗВОНОЧНИКА И СПИННОГО МОЗГА):
- весь спектр патологии спинного мозга и корешков
- воспалительные и опухолевые заболевания позвонков и окружающих тканей
- грыжи межпозвонковых дисков
АБСОЛЮТНЫЕ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
- Искусственный водитель ритма и другие нейростимуляторы.
- Металлические клипсы на мозговых сосудах.
- Имплантированные дозаторы лекарственных средств.
- Проведение ИВЛ
- Любой ферромагнитный материал. Вне- и накостная фиксация.
ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
- Наличие металлических имплантатов, искусственных суставов зубов, украшений (пирсинг, татуаж), золотых нитей и другого шовного и скрепляющего неферромагнитного материала
- Клаустрофобия
- Беременность (первый триместр)
- Крайне тяжелое состояние больного
- Невозможность для пациента сохранять неподвижность во время обследования, одышка
Большинство относительных противопоказаний можно избежать при индивидуальном подходе: так, пациенты с клаустрофобией могут обследоваться на томографах открытого типа, где отсутствует туннель как на томографах закрытого типа; при непроизвольных движениях пациента исследование проводится с участием врача-анестезиолога и т.д.
ОБОРУДОВАНИЕ ГРУППЫ МРТ:
- магнитно-резонансный томограф мощностью 3,0 Т «Magnetom Verio», «Siemens» (Германия) (вес пациента до 130 кг, диаметр трубы — 70 см)
- магнитно-резонансный томограф открытого типа мощностью 1 Т «Panorama», «Philips» (Голландия) (вес пациента до 130 кг)
- магнитно-резонансный томограф мощностью 1,5 Т «Magnetom Symphony, Maestro Class», «Siemens» (Германия) (вес пациента до 130 кг, диаметр трубы — 60 см)
- магнитно-резонансный томограф мощностью 1,5 Т «Magnetom Avanto» «Siemens» (Германия) (вес пациента до 130 кг)
Основы МРТ
ЯМРТ или МРТ ?
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это метод отображения, используемый, главным образом, в медицинских установках, для получения высококачественных изображений органов человеческого тела.
МРТ основана на принципах ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), методе спектроскопии, используемом учеными для получения данных о химических и физических свойствах молекул.
Метод был назван магнитно-резонансной томографией, а не ядерно-магнитной резонансной томографией (ЯМРТ) из-за негативных ассоциаций со словом «ядерный» в конце 1970-х годов.
МРТ получила начало, как метод томографического отображения, дающий изображения ЯМР-сигнала из тонких срезов, проходящих через человеческое тело. МРТ развивалась от метода томографического отображения к методу объемного отображения. Этот обучающий пакет представляет всестороннее рассмотрение основных принципов МРТ.
Перед началом изучения научных аспектов МРТ, будет полезным остановиться на краткой истории МРТ. В 1946 году Блох и Парселл независимо открыли явление магнитного резонанса и в 1952 году оба были удостоены Нобелевской премии, В период с 1950 по 1970 годы, ЯМР развивался и использовался для химического и физического молекулярного анализа. В 1972 году была представлена компьютерная томография (КТ), основанная на рентгеновском излучении. Эта дата была важной вехой в истории МРТ, так как она показала, что больницы были готовы охотно тратить большие суммы денег на визуализирующую медицинскую технику. В 1973 году Лаутербур продемонстрировал отображение с использованием ЯМР и метода обратного проецирования, используемого в КТ. В 1975 году Эрнст предложил магнитно-резонансную томографию с использованием фазового и частотного кодирования, метод, который используется в МРТ в настоящее время. Эдельштейн с сотрудниками, используя этот метод, продемонстрировали отображение человеческого тела в 1980 году. Для получения одного изображения требовалось приблизительно 5 минут. К 1986 году время отображения было снижено до 5 секунд без какой-либо значимой потери качества. В том же году был создан ЯМР-микроскоп, который позволял добиваться разрешения 10 mм на образцах размером в 1 см. В 1988 году Думоулин усовершенствовал МРТ-ангиографию, которая делала возможным отображение текущей крови без применения контрастирующих агентов. В 1989 году был представлен метод планарной томографии, который позволял захватывать изображения с видеочастотами (30 мс). Многие клиницисты считали, что этот метод найдет применение в динамической МР-томографии суставов, но вместо этого, он был использован для отображения участков мозга, ответственных за мыслительную и двигательную деятельность. В 1991 году за достижения в области импульсных ЯМР и МРТ Ричард Эрнст был удостоен Нобелевской премии по химии. В 1994 году исследователи Нью-йоркского государственного университета в Стоуни Брок и Принстонского университета продемонстрировали отображение гиперполяризированного газа 129Xe для исследования процессов дыхания. МРТ является молодой, но развивающейся наукой.
Томографическое отображение
Этот электронный обучающий пакет дает возможность понять принципы работы МРТ как на микроскопическом, так и на макроскопическом уровнях, а также саму систему формирования изображения. Давайте начнем с иллюстрированного введения в некоторые основы МРТ.
Магнитный резонанс является методом томографического отображения, служащим для получения послойных ЯМР-изображений человеческого тела. Каждый срез имеет толщину (Thk). Этот способ получения изображения, в некотором отношении, похож на удаление всего, что находится над срезом и под ним. Срез состоит из отдельных элементов объема или вокселов (volume element). Объем каждого воксела составляет, примерно, 3 мм3. Магнитно-резонансное изображение состоит из отдельных элементов плоскости, называемых пикселами (picture element). Интенсивность пиксела пропорциональна интенсивности ЯМР-сигнала состоящей из соответствующих элементов объема или вокселов отображаемого объекта.
Магнитно-резонансная томография основывается на поглощении и испускании энергии в радиочастотном диапазоне электромагнитного спектра. Из спектра затухания человеческого тела понятно , почему используются рентгеновские лучи, но почему же потребовалось так много времени для создания методики отображения при помощью радиоволн, особенно, если принять во внимание такую озабоченность здоровьем, связанную с ионизирующей радиацией, такой как рентгеновские лучи? Многим ученым говорили, что невозможно увидеть объект, меньше, чем длина волны излучения, используемого для получения изображения. МРТ преодолевает это ограничение за счет получения изображений, основанных на пространственных вариациях фазы и частоты радиочастотной энергии, поглощенной и испущенной отображаемым объектом.
Микроскопические свойства, участвующие в формировании МРТ
В основном, человеческое тело состоит из жира и воды. Жир и вода состоят из множества атомов водорода, что делает человеческое тело состоящим на 63% из атомов водорода. Ядро атома водорода испускает ЯМР-сигнал.
По этим причинам магнитно-резонансное изображение преимущественно отображает ЯМР-сигнал от ядер водорода. Каждый воксел изображения человеческого тела содержит одну или более тканей. Например, имеется воксел с одной тканью. Увеличение воксела дает возможность увидеть клетки. Внутри каждой клетки находятся молекулы воды. Вот некоторые молекулы воды. Каждая молекула воды состоит из одного кислородного и двух водородных атомов. Если увеличить один из атомов водорода , то за электронным облаком мы увидим ядро содержащее единственный протон. Протон обладает свойством, называемое спином, которое:
- можно представить как слабое магнитное поле, и
- заставляет ядро испускать ЯМР-сигнал.
Не все ядра обладают спином. Перечень ядер будет представлен в Главе 3 по физике спина.
Прейти к: [следующей главе | началу главы | титульному листу ]
Copyright © 1996-99 J.P. Hornak. All Rights Reserved.
Как работает и что показывает МРТ-томограф?
21Сентября
Магнитно-резонансная томография на сегодняшний день считается наиболее результативным способом диагностики различных заболеваний внутренних органов, позвоночника, головного и спинного мозга, суставов и сосудов.
С помощью МРТ-томографа можно определить патологические изменения внутри тела человека, в том числе на самых ранних стадиях. Полученные в процессе исследования снимки с высоким разрешением дают возможность врачу увидеть даже незначительные отклонения от нормы, происходящие в организме, и поставить точный диагноз, что чрезвычайно важно, например, при онкологических заболеваниях.
Принцип работы МРТ-томографа
Современные магнитно-резонансные томографы оснащены мощным тоннелеобразным магнитом. Пациента укладывают на подвижную кушетку, которая плавно погружает его внутрь прибора.
Созданное магнитное поле воздействует на элементарные частицы тела человека. Под влиянием радиоизлучения положение этих элементарных частиц меняется.
Поглощая энергию, протоны в организме пациента начинают вращаться, а по окончании радиационного воздействия – излучать поглощенную энергию в зависимости от типа тканей.
Улавливаемые специальными датчиками сигналы обрабатывают посредством компьютера и получают качественные трехмерные изображения исследуемой части тела. При этом возможно выведение на монитор некоторых двухмерных проекций из полученного снимка, сформировав изображения в плоскостях. Для последующего более наглядного анализа из этих снимков можно сделать серию слайдов.
Что показывает МРТ?
МРТ дает возможность диагностировать целый ряд заболеваний, в числе которых спинномозговые грыжи, доброкачественные и злокачественные опухоли, рассеянный склероз, аневризмы, инсульты, кровоизлияния, инфекционные процессы, изменения сосудов головного мозга и многие другие серьезные недуги.
МРТ-томограф может дать четкую визуализацию внутренних тканей и органов (исключая полые). В результате исследуемый участок тела предстает перед врачом в виде множества снимков срезов, размещенных на одном большом листе.
В зависимости от заданных параметров можно получить определенную ширину среза – к примеру, каждые 1,5 см. На снимке хорошо различим тип ткани. Взглянув на изображение, врач сразу может определить, с какой тканью имеет дело: жировой, костной, мышечной.
Если в организме пациента имеют место какие-либо патологические изменения, их можно обнаружить на снимках.
Обследование с помощью МРТ-томографа – абсолютно безболезненная процедура. Пациент не ощущает воздействия ни магнитного поля, ни радиоволн. На сегодня случаев негативного влияния МРТ на организм человека не зафиксировано.
Иногда для получения более наглядных изображений используют контрастное вещество, которое вводят через вену руки. Каких-либо аллергических реакций, связанных с применением контраста, у пациентов, как правило, не возникает.
Вся процедура занимает не более одного часа.
Мрт и кт — комплексные методы диагностики
Клиническая больница ГКБ №71 — Отделение функциональной диагностики — МРТ, КТ
Чтобы провести полную диагностику различных органов человека не всегда достаточно сдать анализы. Иногда стоит провести комплексное обследование, включая МРТ и КТ.
МРТ и КТ — это методы диагностики, которые предоставляют полную картину состояния всего организма. Вопрос о назначении КТ либо МРТ решает врач в соответствии с задачами диагностики и в зависимости от исследуемого органа или системы.
Мрт и кт — в чём отличия?
Что такое КТ
КТ (Компьютерная томография) – это один из современных методов диагностики различных заболеваний, при котором отсутствует контакт с поверхностью кожи пациента. В основе метода КТ лежит действие рентгеновских лучей. Аппарат вращается вокруг человека и делает несколько снимков, которые затем обрабатываются на компьютере и расшифровываются врачом.
Компьютерная томография (КТ) проводится для диагностики органов брюшной полости и почек, дыхательной и костной систем человека. Чаще всего КТ используют, чтобы определить точное расположение травм.
Что такое МРТ
МРТ (Магнитно-резонансная томография) — это диагностика внутренних органов и тканей человека с помощью ядерного магнитного резонанса. Прибор даёт возможность получить качественное изображение исследуемого участка тела, а также все изменения, которые происходили в нём.
Магнитно-резонансную томографию (МРТ) проводят с целью выявления патологий в органах малого таза, заболеваний кровеносной и пищеварительной системы человека.
Также МРТ назначают при инсультах.
Противопоказания для МРТ и КТ
Для проведения КТ существует несколько противопоказаний:
- беременность – действие рентгеновских лучей негативно влияет на плод,
- область исследования находится в гипсе,
- частое проведение похожих процедур,
- период лактации,
- почечная недостаточность.
Перед прохождением МРТ следует обратить внимание на ряд противопоказаний, при наличии которых диагностика невозможна.
- Это различные электронные устройства и металлические имплантаты в исследуемых участках организма.
- Лишний вес. Большие размеры пациента не позволят поместиться внутри аппарата МРТ.
Какие органы и ткани лучше видны на МРТ и КТ?
Компьютерная томография (КТ)
- кости,
- КТ используют при исследовании больных с травмами головы, грудной клетки, брюшной полости, а также инсультов,
- КТ используется при патологии легочной ткани.
Магнитно-резонансная томография (МРТ)
- МРТ используют для исследования мягких тканей (хрящи, мышцы, связки, головной и спинной мозг, сосуды),
- головной мозг,
- с помощью МРТ исследуют сосуды головного мозга и шеи.
Преимущества
Метод диагностики МРТ (магнитно-резонансной томографии) имеет следующие положительные аспекты:
- Полученные результаты исследования МРТ характеризуются высокой точностью,
- МРТ — самый точный метод диагностики заболеваний нервной системы,
- МРТ с высокой точностью определяет наличие грыж в позвоночнике,
- МРТ не представляет опасности для беременных женщин и детей,
- Нет ограничений в количестве проводимых МРТ процедур,
- В ходе процедуры МРТ болевые ощущения отсутствуют,
- Информация по результатам обследования МРТ предоставляется в виде трёхмерного изображения,
- Информацию можно сохранить на любой электронный носитель либо компьютер,
- Допущение ошибок в результатах МРТ исследования невозможно,
- Рентгеновское облучение отсутствует.
Проведение КТ (компьютерной томографии) характеризуется следующими положительными моментами:
- Результат исследования КТ – трёхмерный снимок,
- Снимки костей получаются с высокой точностью,
- Процедура КТ абсолютно безболезненна,
- Длительность процедуры КТ составляет примерно пару минут,
- Полученная информация в результате КТ исследования проста и понятна для восприятия,
- Доза облучения гораздо меньше, чем на рентген аппарате,
- Нет ограничений в прохождении процедуры у людей, в организме которых присутствуют металлические либо электрические устройства,
- КТ предоставляет точную информацию о наличии внутренних кровотечений и опухолей у пациента,
- Стоимость процедуры компьютерной томографии (КТ) гораздо меньше, чем МРТ.
Недостатки исследований
У каждого метода диагностики есть положительные и отрицательные моменты.
Минусы магнитно-резонансной томографии (МРТ):
- Отсутствует возможность проводить комплексное исследование полых органов. К ним относятся – желчный пузырь, мочевой пузырь, лёгкие.
- Есть ограничения на проведение процедуры МРТ пациентам с металлическими предметами в организме,
- Для получения точных снимков в ходе процедуры следует находиться в неподвижном и спокойном состоянии.
Минусы компьютерной томографии (КТ):
- КТ — опасное рентгеновское облучение,
- Данная процедура предоставляет информацию только о строении органов и тканей, но не об их функционировании,
- Этот вид диагностики противопоказан беременным и кормящим женщинам, детям.
Отличие МРТ от КТ
Компьютерная томография (КТ) лучше всего воспринимает костные структуры. Поэтому КТ хорошо использовать для определения костных травм и различных повреждений.
На МРТ хорошо видны мягкие ткани: мышцы, сосуды, хрящи, спинной и головной мозг. Поэтому МРТ лучше использовать для выявления опухолей и патологий в неврологии и нейрохирургии, эндокринологии.
- Под воздействием рентгеновского излучения на компьютерном томографе (КТ) получается серия снимков исследуемого объекта.
- Магнитно-резонансный томограф (МРТ) действует на основе магнитного поля, в которое помещают пациента.
- МРТ помогает получить более точные результаты в следующих случаях:
- обнаружена ответная реакция организма на вводимое контрастное вещество при проведении компьютерной томографии,
- следует проверить состояние головного мозга, состояние мягких тканей,
- опорно-двигательные заболевания у детей,
- необходимо проверить состояние гипофиза, состояние нервных клеток в головном мозге,
- при повреждениях хрящей, суставов,
- при подозрениях на онкологические заболевания.
КТ эффективно проводить при:
- любые механические повреждения, травмы головы,
- поражения костей, их деформация при различных воздействиях,
- исследование сосудов, сердца,
- подозрения на развитие гнойных заболеваний – синусит, отит,
- патологии в брюшной полости,
- проблемы с органами дыхания,
- подозрения на рак, изменения в грудной клетке и её органах.
МРТ является безвредным методом диагностики и не облучает организм, как при компьютерной томографии. Является хорошей заменой, если обнаружена непереносимость организма к контрастному веществу, которое вводится для проведения КТ.
КТ оказывает более интенсивное влияние на организм.
Сравнить две эти процедуры невозможно, так как они совершенно разные. Их основные отличия состоят в противопоказаниях, показаниях, а также методу воздействия. Поэтому врач сам принимает решение в пользу выбора того или иного метода исследования.
Как часто можно делать КТ и МРТ?
Количество проводимых процедур должно зависеть только от их действительной необходимости. МРТ абсолютно безопасна, и её разрешается проводить неограниченное число раз. Ситуация с КТ немного отличается. Если есть показания для регулярного проведения данной процедуры, следовательно, нужно ограничить дозу получаемого облучения, чтобы уменьшить вред для организма.
С какого возраста можно проводить мрт и кт?
Возрастные ограничения для выполнения компьютерной томографии либо магнитно-резонансной томографии отсутствуют. Эти методы диагностики можно использовать, в том числе и для грудных детей при необходимости.
Как проходит процедура КТ и МРТ?
Эти процедуры абсолютно безболезненны. Единственное условие, во время процедуры пациент должен находиться в неподвижном положении в течение получаса. Во время процедуры пациенту разрешается разговаривать, лишь в некоторые моменты следует молчать и лежать без движения. На протяжении всей процедуры врач общается с пациентом, задаёт ему вопросы, контролирует его самочувствие.
Правила подготовки к процедурам КТ и МРТ
Для выполнения процедуры обязательным является направление от врача. Так как врач должен знать Ваш диагноз, чтобы выполнить правильную процедуру. При прохождении повторных исследований, рекомендуется взять с собой прошлые результаты.
Рекомендуется приходить в удобной, не стесняющей одежде, что во время процедуры Вам было комфортно.
Накануне прохождения данных процедур рекомендуется выпить достаточное количество жидкости. Так как при обследовании с использованием контрастного вещества, его выведение из организма будет происходить гораздо быстрее.
Получить подробную информацию о проведении МРТ либо КТ Вы можете по телефону +7 (495) 443-66-71 либо напишете нам на e-mail pmu@gb71.ru
Магнитно-резонансная томография
Вас направили на магнитно-резонансную томографию (МРТ). Это сложный, но безопасный и эффективный метод диагностики, не связанный с ионизирующим излучением и введением каких-либо радиоактивных веществ.
Основой для изображений МРТ является магнитное поле и радиочастотные импульсы. Во время исследования пациент помещается в тоннель томографа. Обычно диаметр тоннеля составляет 70-80 см. Тоннель открыт с двух сторон.
Вентиляция и освещение продуманы для максимального комфорта пациента во время исследования.
МРТ позволяет получать отчетливые изображения внутренних органов, помогает установить диагноз и назначить правильное лечение. Направление на МРТ не обязательно означает, что у Вас имеется какое-либо заболевание — возможно, Ваш врач желает уточнить состояние Вашего здоровья.
История метода МРТ
МР-томография основана на феномене ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Данное явление было открыто в 1946 г. исследователями из Стендфордского и Гарвардского университетов.
ЯМР — это возможность поглощать или испускать энергию радиочастотных импульсов ядрами некоторых веществ (чаще всего — водорода), находящихся в магнитном поле, при совпадении частоты импульсов с частотой вращения ядер. В 1952 г. Ф.
Блох и Е. Пурсель за это открытие получили нобелевские премии.
В 1973 г. Пол Лаутербур получил первое изображение МРТ. Это было изображение двух трубочек, наполненных жидкостью. В 2003 г. Пол Лаутербур и Питер Мэнсфилд получили нобелевскую премию за создание метода МРТ. Питер Мэнсфилд показал, как радиосигнал, полученный от МР-спектрометра, может быть преобразован в изображение.
Первый МР-томограф в СССР был установлен в 1984 г. в институте клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова. В 1992 г. в кардиологическом научном центре установили первый в России высокопольный МР-томограф с напряженностью поля 1,5 Тл.
На сегодняшний день отдел томографии РКНПК оснащен современными МР-томографами с напряженностью поля 3 Тл и 1,5 Тл.
Возможности и преимущества метода МРТ
МРТ — один из самых эффективных методов диагностики заболеваний головного и спинного мозга, позвоночника, суставов, органов брюшной полости (за исключением желудка и кишечника) и малого таза, а также сердца и сосудов. МРТ чаще всего применяется как метод уточняющей диагностики.
Главными преимуществами МРТ являются высокий мяготканный контраст (что позволяет получать качественные изображения различных мягких тканей без введения контрастного препарата), а также отсутствие лучевой нагрузки.
Как правило, МРТ не применяют для исследований легких, желудка и кишечника, костей.
Противопоказания к МРТ
Абсолютными противопоказаниями к МРТ является наличие кардиостимулятора (искусственного водителя ритма, кардиовертера, пейсмейкера) либо других имплантированных программируемых устройств, а также наличие металла около головного мозга или глаза.
В остальных случаях, как правило, исследование проводить можно. Тем не менее, перед началом исследования обязательно сообщите врачу или медсестре следующие сведения о себе:
- Имеются ли у Вас искусственные водители ритма, протезы клапанов сердца, искусственные суставы, скобки, фильтры и любые другие устройства медицинского назначения из металла, находящиеся внутри Вашего тела?
- Выполнялись ли Вам ранее операции на головном мозге, сердце или других органах?
- Имеются ли у Вас в теле какие-либо немедицинские металлические объекты (осколки, стружки)?
- Страдаете ли Вы эпилепсией, судорожными припадками, были ли у Вас случаи потери сознания?
- Если Вы беременны, скажите об этом врачу перед обследованием.
Подготовка
Вы или Ваш врач согласовывают заранее дату и время исследования. Обычно не требуется какой-либо специальной подготовки к исследованию, нет ограничений в приеме пищи.
Исключение составляют исследования МРТ брюшной полости с выполнением МР-холангиографии (необходимо выполнять на голодный желудок — не есть минимум 4 часа перед исследованием) и МРТ органов малого таза (лучше выполнять с наполненным мочевым пузырем — перед исследованием нужно выпить несколько стаканов жидкости). Перед МРТ органов брюшной полости, а также любыми исследованиями с внутривенным введением контрастного препарата нежелателен обильный прием пищи, хотя легкий завтрак или обед не помешают.
Как проходит обследование
Перед исследованием, пожалуйста, снимите с себя и оставьте в указанном месте все предметы и части одежды, содержащие металл (крючки, пуговицы, кнопки, молнии, пряжки и т.д.).
Выньте из карманов все металлические предметы (ключи, монеты и пр.), магнитные носители (кассеты, дискеты, кредитные карточки). Снимите металлические украшения, часы. Если на Вас есть косметика с частицами металла, смойте ее.
Металлические зубы обычно существенно не влияют на качество изображений.
Медсестра или врач пригласят Вас в зал для МР-исследований. Вас попросят лечь на стол и поместят внутрь большой трубы (туннель магнита). Во время всего исследования врач будет наблюдать за Вами с помощью видеокамеры. Если возникнет необходимость, Вы сможете связаться с ним с помощью специального переговорного устройства.
Возможно, в процессе исследования возникнет необходимость во введении контрастного средства. Это нужно для того, чтобы лучше «высветить» интересующие врача области. Контрастные препараты для МРТ — это соединения на основе гадолиния, которые вводятся внутривенно в объеме 5-20 мл. Обычно эта процедура не сопровождается какими-либо неприятными ощущениями или побочными реакциями.
Ваша главная задача — сохранять неподвижность в течение всего исследования (его продолжительность обычно составляет 20-30 мин). От этого зависит качество получаемых изображений.
Во время исследования будет слышен ритмичный громкий звук разного тона и уровня. Это связано с нормальным функционированием прибора.
После окончания исследования, полученные результаты можно будет забрать на следующий день, либо они будут переданы Вашему лечащему врачу или специалисту, направившему Вас нас обследование. При срочной необходимости и по согласованию с врачом возможно получение результатов в течение 1 часа после исследования.