Что такое МРТ

Как магниты помогают создавать изображения
Классификация магнитно-резонансных томографов по напряженности магнитного поля
Преимущества высокопольных систем
Преимущества МРТ
Абсолютные противопоказания

Что такое магнитно-резонансная томография

Магнитно-резонансная томография (МРТ, MRT, MRI) — томографический метод исследования внутренних органов и тканей с использованием физического явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР, NMR метод основан на измерении электромагнитного отклика ядер атомов водорода на возбуждение их определённой комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряженности.

Метод ядерного магнитного резонанса, за развитие которого Феликс Блох и Эдвард Пёрселл получили Нобелевскую премию по физике в 1952 году, был открыт в 1946г.

Годом основания магнитно-резонансной томографии принято считать 1973, когда профессор химии ПолЛотербур опубликовал в журнале Nature статью «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса». Позже Питер Мэнсфилд усовершенствовал математические алгоритмы получения изображения.

Годом основания магнитно-резонансной томографии принято считать 1973 г., когда профессор химии Пол Лотербур опубликовал в журнале Nature статью «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса». Позже Питер Мэнсфилд усовершенствовал математические алгоритмы получения изображения.

За изобретение метода МРТ в 2003 Питер Мэнсфилд и Пол Лотербур получили Нобелевскую премию в области медицины. В создание магнитно-резонансной томографии известный вклад внёс также Реймонд Дамадьян, один из первых исследователей принципов МРТ, держатель патента на МРТ и создатель первого коммерческого МР-сканера.

port2

Рэймонд Дамадьян (Raymond Damadian), один из изобретателей магнитно-резонансной томографии, которому Нобелевский комитет отказался дать премию за 2003 год, получил награду другого шведского научного общества.

Владислав Александрович Иванов

Владислав Александрович Иванов

 

Метод магнитно-резонансной томографии и первый томограф придумал лейтенант Советской Армии 24-летний Владислав Александрович Иванов за 13 лет до американцев. Наибольший интерес представляет заявка Иванова «Способ исследования внутреннего строения материальных тел» за номером 659411/26, зарегистрированная в Госкомитете СССР по делам изобретений и открытий 21 марта 1960 года. В ней были сформулированы принципы метода, приведена схема прибора, который теперь называется магнитно-резонансный томограф.

Магнитно-резонансная томография (МРТ)– метод получения послойных диагностических изображений различных анатомических областей, основанный на использовании физического квантового феномена ядерно-магнитного резонанса.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) использует особенности поглощения и испускания энергии в радиочастотном диапазоне электромагнитного спектра биологическим объектом (человеком).

port4

Как магниты помогают создавать изображения

Человеческое тело на 2/3 состоит из воды. Вода является источником нашего существования. Вода состоит из 2 атомов водорода и 1 атома кислорода. Атом водорода фактически наиболее распространенный элемент в нашем теле. Эта первая из причин использования ядер водорода в качестве источника для формирования изображения.

Атом водорода имеет ядро, называемое протоном, и 1 «луну» называемую электроном. Этот протон электрически заряжен и вращается вокруг собственной оси. В квантовой физике существует понятие «гиромагнитного отношения», не углубляясь далее, достаточно знать, что оно различно для ядер разных элементов. Так случилось, что гиромагнитное отношение для ядра водорода (протона) является самым большим. Эта вторая причина.

На протон водорода можно взглянуть, как на крошечный магнит с северным и южным полюсами. При помещении человека в магнитное поле с протонами водорода происходят интересные изменения. Они выстраиваются вдоль силовых линий магнитного поля двумя способами – параллельно и антипараллельно. Протонов с параллельной ориентацией больше чем антипараллельных, так как все в природе стремится находиться в состоянии с низкой энергией. Хотя это различие и не большое, но суммарная намагниченность в теле будет ориентирована по направлению магнитного поля. Оси вращения протонов начинают колебаться (прецессировать) с частотой, зависящей от напряженности магнитного поля, говоря обыденным языком «силы магнита».

Во время воздействия на тело человека радиочастотного импульса в безопасном диапазоне, его энергия передается протонам и заставляет последних изменять свое состояние, что в конечном итоге приводит к изменению направления суммарной намагниченности в теле относительно силовых линий магнита. Чтобы управлять направлением суммарной намагниченности радиочастотный импульс должен иметь частоту, соответствующую частоте вращения протонов, именно поэтому метод был назван магнитно-резонансным. Если воздействовать радиочастотным импульсом другой частоты – ничего не произойдет.

После прекращения действия возбуждающего радиочастотного импульса протоны освобождаются от полученной энергии, которая выделяется также в виде радиочастотного импульса, который фиксируется приемным устройством. Чем выше суммарная намагниченность, т.е. чем больше поле магнита, тем сильнее уровень сигнала. Производя сдвиг магнитного поля относительно участков тела, можно локализовать происхождение ответного сигнала от исследуемых участков. Впоследствии из всего массива сигналов, зафиксированных приемным устройством с помощью компьютерной программы, создается клиническое изображение исследуемого участка.

Очевидно, все намного сложнее, но по сути все сводится именно к этому.

На сегодняшний момент это единственный метод медицинской диагностики, позволяющий получить полный объем данных о пациенте, включая высокоточные сведения об анатомии, функции и метаболизме органов и тканей.

МРТ безвредна (не связана с ионизирующими излучениями и введением радиоактивных веществ), обладает диагностической ценностью до 100%, дает возможность получить изображения органов в любых плоскостях и трехмерных реконструкциях.

Классификация магнитно-резонансных томографов по напряженности магнитного поля

  • низкопольные (от 0,1 до 0,5 Тл),
  • среднепольные (от 0,5 до 1,0 Тл),
  • высокопольные (от 1,0 до 2,0 Тл),
  • сверхвысокопольные (свыше 2,0 Тл).

Национальные службы радиологической безопасности разрешают использовать в клинических условиях томографы с полем до 2,0-2,5 Тл.

Поля выше этого предела считают потенциально опасными, поэтому их применение допускают только в исследовательских центрах.

Преимущества высокопольных систем.

  • высокая разрешающая способность;
  • высокое соотношение сигнал-шум (т.е. высокое качество изображения);
  • высокий тканевой контраст;
  • возможность использования быстрых импульсных и 3d-последовательностей (значительное сокращение времени исследования);
  • низкое количество артефактов (искажений) на изображениях.

В Европе с 2000 г. не рекомендовано использовать аппараты с мощностью поля менее 0,5 Т в виду низкой диагностической ценности изображения.

Преимущества МРТ

  1. Принципиальное преимущество МРТ – превосходное контрастное разрешение.
  2. Неинвазивность.
  3. Отсутствие ионизирующего излучения и других побочных эффектов.
  4. Возможность строить изображения в любых мыслимых плоскостях.

Абсолютные противопоказания

  1. Установленный кардиостимулятор (изменения магнитного поля могут имитировать сердечный ритм).
  2. Ферромагнитные или электронные имплантаты среднего уха.
  3. Большие металлические имплантаты,  ферромагнитные осколки.
  4. Кровоостанавливающие клипсы сосудов головного мозга (риск развития       внутримозгового или субарахноидального кровотечения)

Диагностическая ценность метода МРТ.

Исследование головного мозга
Исследование шейного, грудного, пояснично-крестцового отдела позвоночника
Исследование брюшной полости и забрюшинного пространства
Исследование органов малого таза и мягких тканей
Исследование суставов
Проведение МРТ с введением контрастных веществ
Противопоказания к введению контрастного вещества
Основные показания для проведения МРТ с введением контраста

Метод МРТ как один из пяти самостоятельных методов лучевой диагностики вышел за рамки экспериментальных исследований в начале 80-х годов прошлого столетия.

Безопасность, создание однородных магнитных полей, развитие вычислительной техники вывели его на первое место в медицинской визуализации по возможности получать не  только анатомические (как при рентгеновской компьютерной томографии), но и «функциональное» изображение.

Контрастность тканей при МРТ отражает в первую очередь особенности химического строения веществ и зависит от множества факторов, таких как химические связи между молекулами, молекулярное движение и т.д.

Это позволяет дифференцировать «измененные» и «здоровые» ткани, дает возможность наблюдать функциональные изменения некоторых структур.

Области применения магнитно-резонансной томографии:

  • нейрохирургия
  • неврология
  • травматология
  • онкология
  • хирургия
  • гастроэнтерология
  • нефрология
  • гинекология

Теперь рассмотрим, какие исследования пациент может сделать на высокопольном томографе, сколько времени занимает каждое исследование и при какой патологии проведение МРТ поможет лечащему врачу выставить правильный диагноз.

Не будем забывать, что при проведении исследования очень важно соблюдение всех стандартов, то есть набор определенных программ с обязательным соблюдением всех последовательностей и при необходимости выставление дополнительных программ.

Каждый высококвалифицированный врач МРТ имеет четкое представление о наборе программ для каждого исследования. И он же на месте, во время обследования пациента, вносит коррективы, будь то постановка дополнительных программ или решение вопроса о введении контрастного препарата для проведения дифференциальной диагностики образований.

Качество диагностики существенно страдает, когда при исследовании происходит сокращение программ или не выставляются необходимые дополнительные программы. Результат такого обследования может быть катастрофическим, когда в заключение пациенту выдается на руки ошибочная трактовка патологии.

Поэтому для решения вопроса о проведении точной и качественной диагностики присутствие врача во время исследования обязательно.

  1. Исследование головного мозга

Время исследования – 15 минут

МРТ головного мозга позволяет диагностировать врожденные и приобретенные заболевания головного мозга; незаменима при визуализации аномалий развития, включая зону краниовертебрального перехода, новообразований, сосудистых заболеваний и их последствий; травматических повреждений ГМ и их последствий, воспалительных заболеваний ГМ и их последствий, демиелизирующих заболеваний мозга с определением периода обострения и ремиссии.

Сравнение  информативности методов лучевой диагностики

при исследовании головного мозга

Голова МРТ КТ Рентген УЗИ
ГМ ++++ ++ - -
Гипофиз ++++ ++ + -
Мягкие ткани ++++ ++ - -
Кости черепа - + ++ -
Сосуды ++++ ++ - -
Орбиты ++++ ++ - -
  1. Исследование шейного, грудного, пояснично-крестцового отдела позвоночника

Время исследования каждого отдела позвоночника – 15 минут

МРТ-исследование позволяет оценить форму и структуру тел позвонков, состояние межпозвоночных дисков, связочного аппарата, межпозвоночных суставов, позвоночного канала, спинного мозга. Незаменима для визуализации дистрофических изменений позвоночника (остеохондроз, деформирующий спондилез, деформирующий спондилоартроз) и их осложнения (протрузии, грыжи дисков, стенозы позвоночного канала), травматические, воспалительные и опухолевые заболевания спинного мозга, позвонков, позвоночного канала.

Сравнение  информативности методов лучевой диагностики при исследовании позвоночника и спинного мозга

Спина МРТ КТ Рентген УЗИ
Позвоночник ++ +++ + -
Спинной мозг ++++ - - -

 

  1. Исследование брюшной полости и забрюшинного пространства
    Время исследования – 30 минут

Исследование паренхиматозных органов брюшной полости и забрюшинного пространства проводится в двух, трех проекциях с дополнительной программой жироподавления и оценкой положения, формы, размеров. МРТ необходима  для визуализации очаговых изменений печени, поджелудочной железы, надпочечников, почек; диагностики врожденных и приобретенных заболеваний паренхиматозных органов, новообразований, травматических повреждений, выявления наличия внутрибрюшных и забрюшинных лимфатических узлов, выявление причины низкого уровня блока при механической желтухе.

В отличие от УЗИ, где воздух является препятствием для исследования, МРТ можно использовать для диагностики патологии ЖКТ при повышенной пневматизации кишечника (инфильтраты брюшной полости, канцероматоз и др.).

Сравнение  информативности  методов лучевой диагностики при исследовании брюшной полости и забрюшинного пространства

Брюшная полость МРТ КТ Рентген УЗИ
Печень +++ + - ++
Желчный пузырь +++ - - ++
Селезенка +++ + - ++
Поджелудочная железа ++ ++ - ++
Надпочечники +++ ++ - +
Почки +++ + + ++
Сосудистая система +++ + - ++
Лимфатическая система +++ ++ - ++
  1. Исследование органов малого таза и мягких тканей
    Время исследования – 30 минут

Исследование внутренних половых органов и смежных областей проводится в двух, трех проекциях с дополнительной программой жироподавления с оценкой формы, размеров и структуры матки, шейки матки, маточных труб, яичников; предстательной железы, семенных пузырьков, мочевого пузыря; состояния околоорганных клетчаточных пространств. На уровне исследования оцениваются костные структуры, наличие лимфоузлов. МРТ незаменима для диагностики аномалий, новообразований, дисгормональных нарушений, воспалительных изменений (острых и хронических).

Сравнение  информативности методов лучевой диагностики при исследовании органов малого таза и мягких тканей

Малый таз МРТ КТ Рентген УЗИ
Мочевой пузырь +++ + - ++
Предстательная железа +++ + - ++
Семенные пузырьки ++++ ++ - +
Матка, придатки +++ + + ++
Сосудистая система ++++ ++ - +
Лимфатическая система +++ +++ - -
Мягкие ткани ++++ ++ - +
Наружные половые органы ++++ - - ++

 

  1. Исследование суставов:
    Время исследования – 20 — 30 минут

Проводится стандартное исследование суставов в трех проекциях с дополнительной программой жироподавления для диагностики новообразований, травматических, воспалительных и дистрофических заболеваний суставов.

Сравнение  информативности методов лучевой диагностики при исследовании суставов

 

Конечности МРТ КТ Рент УЗИ
Кости - ++ +++ -
Мягкие ткани ++++ ++ - -
Сосудистая система +++ + - +++
Суставы ++++ + - -

Проведение МРТ с введением контрастных веществ

Применение контраста при исследовании  помогает не только уточнить и детализировать выявленные патологические изменения, но и в ряде случаев выявить патологию, которая не определялась при стандартном исследовании.

Препараты: основа всех контрастных веществ, применяемых при МРТ – это препараты на основе соли гадолиния (Gd). Препараты не токсичны, случаи возникновения аллергических реакций очень редки.

  1. Omniscan
  2. Magnevist
  3. Gadovist
  4. Primovist
  5. Multihance

Противопоказания к введению контрастного вещества:

— гиперчувствительность к компонентам препарата;

— возраст новорожденного до 4 недель;

— тяжелые нарушения функции почек (клиренс креатинина менее 300 мл/мин);

— периоперационный период пересадки печени;

— период беременности и кормления грудью (не рекомендуется).

Основные показания для проведения МРТ с введением контраста:

- наличие или подозрение на наличие опухолевого процесса;

— необходимость проведения дифференциальной диагностики опухоли;

— поиск метастазов, оценка лимфоузлов;

— контроль после операции по удалению опухолевого процесса;

— определение активности рассеянного склероза;

— аденома гипофиза.

Существуют и другие показания к проведению контрастной МРТ. Внутривенное контрастирование назначается врачом МРТ с целью дифференциальной диагностики обнаруженных образований и уточнения зоны распространения патологического процесса.

МРТ не может разрешить все диагностические проблемы. Но уже сейчас можно сказать об этом исследовании самое главное: МРТ наиболее информативна и безопасна во многих сложных случаях.

Чтобы заключение врача МРТ было максимально полным и точным, врач нуждается в предварительной информации. Эти сведения сузят круг задач и вопросов, на которые он должен ответить.

Чтобы помочь врачу МРТ быть максимально полезным пациенту, стоит придерживаться простых и понятных правил:

  1. Сначала пациенту нужно пройти первичный осмотр лечащего врача, консультации назначенных им специалистов, анализы и т.д. Лечащий врач оценит полученную на этом этапе информацию, «сузит» круг дальнейшего поиска.
  1. Если пациенту назначена МРТ, это еще не говорит о каких-то глобальных проблемах в здоровье. Возможно, МРТ – один из немногих способов получить информацию о состоянии пациента, его заболевании, либо просто исключить его.
  1. Пациенту нужно строго и точно выполнять требования и рекомендации специалистов МРТ. Они выработаны длительным опытом напряженной, не самой легкой работы множества людей, объединенных единственной целью – помочь ему.

Магнитно-резонансный томограф – очень точный и совершенный прибор. Томограммы, полученные с его помощью, содержат огромный объем информации. Вот только найти и оценить эту информацию томограф не сможет. Это – работа человека, врача-рентгенолога, от которого может зависеть дальнейшее лечение, а вполне возможно – жизнь и здоровье. Врач-рентгенолог назначит отображающие последовательности, которые нужно будет использовать для получения МР-изображений, а также расшифрует и опишет изображения.

Поэтому очень важно, чтобы все результаты обследования на магнитно-резонансном томографе оценивал врач высокой квалификации, прошедший неоднократно циклы усовершенствования врачей рентгенологов и врачей МРТ, имеющий большой опыт работы, имеющий возможность проведения консилиумов с другими высококвалифицированными специалистами.