Магнитно-резонансная томография (МРТ) – современная неинвазивная методика, позволяющая визуализировать внутренние структуры организма. Основана на эффекте ядерного магнитного резонанса – реакции атомных ядер на воздействие электромагнитными волнами в магнитном поле. Дает возможность получить трехмерное изображение любых тканей человеческого тела. Широко применяется в различных сферах медицины: гастроэнтерологии, пульмонологии, кардиологии, неврологии, отоларингологии, маммологии, гинекологии и т. д. Благодаря высокой информативности, безопасности и приемлемой цене МРТ в Москве занимает ведущие позиции в списке методик, используемых для диагностики заболеваний и патологических состояний различных органов и систем.
История исследования
Датой создания МРТ традиционно считают 1973 год, когда американский физик и радиолог П. Лотербур опубликовал статью, посвященную этой тематике. Однако история МРТ началась намного раньше. В 40-х годах ХХ американцы Ф. Блох и Р. Пурселл независимо друг от друга описали явление ядерно-магнитного резонанса. В начале 50-х оба ученых получили Нобелевскую премию за свои открытия в области физики. В 1960 году советский военный подал заявку на патент, в котором описывался аналог МРТ-аппарата, однако заявка была отклонена «за нереализуемостью».
После публикации статьи Лотербура МРТ начала бурно развиваться. Чуть позже П. Мэнсфилд провел работу по усовершенствованию алгоритмов получения изображения. В 1977 году американский ученый Р. Дамадьян создал первый прибор для МРТ-исследований и провел его испытания. В американских клиниках первые аппараты МРТ появились в 80-х годах прошлого века. К началу 90-х годов в мире насчитывалось уже около 6 тысяч таких приборов.
В настоящее время МРТ является медицинской методикой, без которой невозможно представить современную диагностику болезней органов брюшной полости, суставов, головного мозга, сосудов, позвоночника, спинного мозга, почек, забрюшинного пространства, женских половых органов и других анатомических структур. МРТ позволяет выявлять даже незначительные изменения, характерные для ранних стадий заболеваний, оценивать структуру органов, измерять скорость кровотока, определять активность различных отделов головного мозга, осуществлять точную локализацию патологических очагов и т. п.
Принципы визуализации
В основе МРТ лежит явление ядерного магнитного резонанса. Ядра химических элементов представляют собой своеобразные магниты, которые быстро вращаются вокруг своей оси. При попадании во внешнее магнитное поле оси вращения ядер определенным образом сдвигаются, ядра начинают вращаться в соответствии с направлением силовых линий этого поля. Это явление называется процессией. При облучении радиоволнами определенной частоты (совпадающей с частотой процессии) ядра поглощают энергию радиоволн.
При прекращении облучения ядра переходят в свое нормальное состояние, поглощенная энергия высвобождается, создавая электромагнитные колебания, регистрируемые при помощи специального прибора. Аппарат МРТ регистрирует энергию, высвобождаемую ядрами атомов водорода. Это позволяет выявлять любые изменения концентрации воды в тканях организма и, таким образом, получать изображения практически любых органов. Определенные ограничения при проведении МРТ возникают при попытке визуализировать ткани с незначительным содержанием воды (кости, бронхоальвеолярные структуры) – в подобных случаях изображения получаются недостаточно информативными.
Виды МРТ
С учетом исследуемой области можно выделить следующие разновидности МРТ:
- МРТ головы (головного мозга, гипофиза и околоносовых пазух).
- МРТ органов грудной клетки (легких и сердца).
- МРТ брюшной полости и забрюшинного пространства (поджелудочной железы, печени, желчевыводящих путей, почек, надпочечников и других органов, расположенных в данной области).
- МРТ органов малого таза (мочевыводящих путей, предстательной железы и женских половых органов).
- МРТ опорно-двигательного аппарата (позвоночника, костей и суставов).
- МРТ мягких тканей , в том числе – молочных желез, мягких тканей шеи (слюнных желез, щитовидной железы, гортани, лимфоузлов и других структур), мышц и жировой клетчатки различных областей человеческого тела.
- МРТ сосудов (сосудов головного мозга, сосудов конечностей, мезентериальных сосудов и лимфатической системы).
- МРТ всего тела . Обычно используется на этапе диагностического поиска при подозрении на метастатическое поражение различных органов и систем.
МРТ может проводиться как без использования, так и с использованием контрастного вещества. Кроме того, существуют специальные методики, позволяющие оценивать температуру тканей, движение внутриклеточной жидкости, функциональную активность участков головного мозга, отвечающих за речь, движения, зрение, память.
Показания
МРТ в Москве обычно применяют на заключительном этапе диагностики, после проведения рентгенографии и других диагностических исследований первой линии. МРТ используют для уточнения диагноза, дифференциальной диагностики, точной оценки тяжести и распространенности патологических изменений, подготовки плана консервативной терапии, определения необходимости и объема хирургического вмешательства, а также динамического наблюдения в процессе лечения и в отдаленном периоде.
МРТ головы назначают для изучения костей, поверхностных мягких тканей и внутричерепных структур. Методику применяют для выявления патологических изменений головного мозга, гипофиза, внутричерепных сосудов и нервов, ЛОР-органов, околоносовых пазух и мягких тканей головы. МРТ используется в процессе диагностики врожденных аномалий, воспалительных процессов, первичных и вторичных онкологических поражений, травматических повреждений, заболеваний внутреннего уха, патологии глаз и пр. Процедура может проводиться с контрастированием и без контрастирования.
МРТ органов грудной клетки применяют в ходе исследования структуры сердца, легких, трахеи, крупных сосудов и бронхов, плевральной полости, пищевода, вилочковой железы и лимфоузлов средостения. Показанием к МРТ являются поражения миокарда и перикарда, сосудистые расстройства, воспалительные процессы, кисты и опухоли органов грудной клетки и средостения. МРТ может проводиться с использованием или без использования контрастного препарата. Малоинформативна при исследовании альвеолярной ткани.
МРТ брюшной полости и забрюшинного пространства назначают для изучения структуры поджелудочной железы, печени, желчевыводящих путей, кишечника, селезенки, почек, надпочечников, мезентериальных сосудов, лимфоузлов и других структур. Показанием к проведению МРТ являются аномалии развития, воспалительные заболевания, травматические повреждения, желчнокаменная болезнь , мочекаменная болезнь , первичные опухоли, метастатические новообразования, другие заболевания и патологические состояния.
МРТ малого таза применяют при исследовании прямой кишки, мочеточников, мочевого пузыря, лимфоузлов, внутритазовой клетчатки, предстательной железы у мужчин, яичников, матки и маточных труб у женщин. Показанием к проведению исследования являются пороки развития, травматические повреждения, воспалительные заболевания, объемные процессы, камни в мочевом пузыре и мочеточниках. МРТ не предусматривает лучевой нагрузки на организм, поэтому может использоваться для диагностики болезней репродуктивной системы даже в период гестации.
МРТ опорно-двигательного аппарата назначают при изучении костных и хрящевых структур, мышц, связок, суставных капсул и синовиальных оболочек различных анатомических зон, в том числе – суставов, костей, определенного отдела позвоночного столба или всего позвоночника. МРТ позволяет диагностировать широкий спектр аномалий развития, травматических повреждений, дегенеративно-дистрофических заболеваний, а также доброкачественных и злокачественных поражений костей и суставов.
МРТ сосудов применяют при изучении сосудов головного мозга, периферических сосудов, сосудов, участвующих в кровоснабжении внутренних органов, а также лимфатической системы. МРТ показана при пороках развития, травматических повреждениях, острых и хронических нарушениях мозгового кровообращения, аневризмах, лимфедеме , тромбозе и атеросклеротическом поражении сосудов конечностей и внутренних органов.
Противопоказания
В качестве абсолютных противопоказаний к проведению МРТ в Москве рассматривают кардиостимуляторы и другие имплантированные электронные устройства, крупные металлические импланты и аппараты Илизарова. В список относительных противопоказаний к МРТ включают протезы сердечных клапанов, неметаллические импланты среднего уха, кохлеарные импланты, инсулиновые насосы и татуировки с использованием ферромагнитных красителей. Кроме того, относительными противопоказаниями к проведению МРТ являются первый триместр беременности, клаустрофобия , декомпенсированные болезни сердца, общее тяжелое состояние, двигательное возбуждение и неспособность больного выполнять указания врача, обусловленные нарушениями сознания или психическими расстройствами .
МРТ с контрастированием противопоказано при аллергии на контрастное вещество, хронической почечной недостаточности и анемии. МРТ с использованием контрастного вещества не назначают в период гестации. В период лактации пациентку просят заранее сцедить молоко и воздерживаться от кормления в течение 2 дней после проведения исследования (до окончания вывода контраста из организма). Наличие титановых имплантов не является противопоказанием для любых видов МРТ, поскольку титан не обладает ферромагнитными свойствами. Методику также можно использовать при наличии внутриматочной спирали.
Подготовка к МРТ
Большинство исследований не требуют специальной подготовки. В течение нескольких дней до проведения МРТ малого таза следует воздержаться от употребления газообразующих продуктов. Для уменьшения количества газа в кишечнике можно использовать активированный уголь и другие аналогичные препараты. Некоторым пациентам показана клизма или прием слабительных средств (по указанию врача). Незадолго до начала исследования необходимо опорожнить мочевой пузырь.
При проведении любых видов МРТ нужно предоставить врачу результаты других исследований (рентгенографии, УЗИ, КТ, лабораторных анализов). Перед началом МРТ следует снять с себя одежду с металлическими элементами и все металлические предметы: заколки, драгоценности, часы, зубные протезы и пр. При наличии металлических имплантов и вживленных электронных устройств необходимо сообщить специалисту об их виде и расположении.
Методика проведения
Пациента укладывают на специальный стол, задвигающийся в тоннель томографа. При МРТ с контрастированием в вену предварительно вводят контрастное вещество. На протяжении всего исследования больной может контактировать с врачом при помощи микрофона, установленного внутри томографа. При проведении процедуры аппарат МРТ создает незначительный шум. По окончании исследования пациента просят подождать, пока врач изучит полученные данные, поскольку в некоторых случаях для создания более полной картины могут потребоваться дополнительные снимки. Затем специалист готовит заключение и передает его лечащему врачу или выдает на руки больному.
Стоимость магнитно-резонансной томографии в Москве
Цена диагностической процедуры зависит от исследуемой области, необходимости контрастирования и применения специальных дополнительных методик, технических характеристик оборудования и некоторых других факторов. Наиболее существенное влияние на цену магнитно-резонансной томографии в Москве оказывает необходимость введения контраста – при использовании контрастного препарата суммарные расходы пациента могут увеличиваться почти вдвое. Стоимость сканирования также может колебаться в зависимости от организационно-правового статуса клиники (частная или государственная), уровня и репутации медицинского учреждения, квалификации специалиста.
МРТ (магнитно-резонансную томографию) используют во многих областях медицины.
Этот метод диагностики является относительно безопасным и информативным способом исследования различной патологии. Рассмотрим, что представляет собой это исследование и когда его используют.
Что такое МРТ диагностика?
МРТ диагностика – это неинвазивный (без внутреннего вмешательства) метод исследования, который позволяет получить информацию о состоянии и структуре внутренних органов человека.
Способ диагностики основан на измерении электромагнитных полей от разных органов и тканей в организме человека. Эту информацию анализирует компьютер и выдает результат, который оценивает специалист.
Благодаря современной аппаратуре можно получить трёхмерную модель внутренних структур. Такой метод нашел широкое применение в современной медицине, особенно в случаях, когда инвазивные методы обследования противопоказаны пациенту.
Когда назначается врачом МРТ?
Диагностика не связана с ионизирующим излучением и относительно безопасна для пациента.
В некоторых случаях применяют МРТ с использованием контрастных средств для получения четкого детального изображения. В таких случаях возможен риск развития аллергических реакций.
Исследование можно выполнить по собственному желанию или на него направляет специалист при подозрении на опухоль, аневризму, травму, болезни позвоночника и другие проблемы в зависимости от жалоб пациента.
Какие заболевания можно обнаружить с помощью МРТ?
МРТ головного мозга, фото
Существует несколько разновидностей исследования, которые позволяют доктору уточнить диагноз:
Дает возможность определить опухоли, состояние зрительного и слухового нервов, а также выявить проблемы с сосудами и наличие аневризм.
2. МРТ позвоночника. Используют для выявления причины непонятных болей, а также после травм.
Диагностика не только дает информацию о состояние межпозвоночных дисков, наличии грыж и опухолей этой зоны, но и позволяет исследовать скорость тока спинномозговой жидкости и узнать о проблемах с кровоснабжением в этом районе.
3. МРТ суставов. Позволяет диагностировать застарелые травмы и деформации суставов, выявить особенности сращения переломов, уточнить структуру кости и наличие опухолей.
4. МРТ брюшной полости. Дает возможность визуализировать паренхиматозные органы, расположение и размеры лимфоузлов, состояние сосудов.
Используют для диагностики опухолевого процесса, уточняю его распространенность и проводят контроль после противоопухолевого лечения.
Этот способ неинформативен в диагностике заболеваний кишечника, а также при мочекаменной болезни и некоторых других патологиях из-за того, что отдельные структуры не визуализируются при таком исследовании.
Преимущества МРТ диагностики в медицине
анализ головного мозга
МРТ в медицине преимущественно используют для диагностики патологии мягких тканей. Метод нашел широкое применение в онкологии, диагностике патологии позвоночника и головного мозга, ангиологии и других областях медицины.
Ключевыми достоинствами являются:
- отсутствие лучевой нагрузки в отличие от КТ;
- высокоинформативный метод диагностики опухолей на ранних этапах;
- можно получить качественное изображение без использования контраста;
- позволяет уточнить не только структуру, но и некоторые функциональные параметры (скорость тока спинномозговой жидкости, активацию коры головного мозга, скорость кровотока и др.).
Важно! Это метод практически не применяют в диагностике патологии легких, желудка, костей и кишечника.
Как проходит процедура МРТ обследование?
процедура МРТ обследования, фото 2
В большинстве случаев специальной подготовки к проведению диагностики не требуется за исключением проведения МРТ брюшной полости.
Перед началом процедуры пациента просят снять с себя все металлические предметы (пуговицы, украшения и др.), поскольку они могут повлиять на качество и результаты исследования.
Пациента приглашают в комнату для МРТ-исследований, где он ложится в специальную трубу. Есть приборы, где пациент может стоять во время исследования, но они уступают по качеству изображения.
В течение всего исследования специалист наблюдает за пациентом при помощи видеоаппаратуры. При необходимости можно разговаривать с доктором при помощи переговорного устройства.
Основным требованием является максимальная неподвижность пациента - это важно для получения максимально качественного изображения.. Длится весь процесс относительно недолго 20-30 минут.
Если нужно, то перед исследованием пациенту вводят контраст, чтобы точнее рассмотреть нужные области.
Во время исследования пациента может беспокоить шум прибора, который является нормальным для работы аппарата. Чтобы шум не доставлял дискомфорта можно использовать специальные наушники.
Проблемой может стать узкое, замкнутое пространство, пугающее людей страдающим клаустрофобией. У новорожденных и детей при проведении исследования часто используют кратковременную анестезию, ведь маленьким пациентам сложно оставаться неподвижными так долго.
Несмотря на относительную безопасность исследования существует ряд противопоказаний для его проведения:
- Наличие кардиостимулятора у пациента.
- Некоторые виды имплантатов в среднем ухе.
- Металлические пластины, осколки или аппарат Илизарова.
- Первый триместр беременности, поскольку нет доказанных данных о влиянии магнитных полей на формирование плода.
- Психически неустойчивые пациенты.
- Пациенты в коме или с сопутствующими тяжелыми заболеваниями в стадии декомпенсации.
- Наличие татуировок, в состав которых входят красители на основе металлических соединений.
- Некоторые другие.
Если при МРТ применяют контраст, то в список противопоказаний добавляется аллергия на контраст, беременность и тяжелая почечная недостаточность.
Использование МРТ существенно расширило возможности медицины. Этот эффективный и относительно безопасный способ используют и у взрослых, и у детей.
Для получения качественного результата нужно выполнять все рекомендации доктора во время исследования.
Результаты должны быть проанализированы специалистом с учетом анамнеза и данных других клинических исследований.
Современная медицинская диагностика базируется на двух видах исследований: прикладных (биологических, химических и т.п.) и визуализационных. Если первый вид исследований появился с незапамятных времен, когда человек определял наличие болезни, как говорится, «по запаху и на язык», то визуализация внутренних органов без повреждения организма стала возможной только с открытием свойства радиоактивных материалов производить проникающее излучение, известное сейчас как «рентгеновское».
Открытия физиков в мире элементарных частиц подарили медицине еще один способ получения изображений всех тканей и органов человеческого тела без прямого внедрения. Магнитно-резонансная томография (МРТ) является одним из самых передовых и продолжающих развиваться видов получения информации о состоянии живых организмов.
В диагностике заболеваний позвоночника МРТ является ведущим типом визуализации, т.к. конструкция позвоночного столба включает множество элементов из мягких тканей (межпозвоночные диски, связки, сумки фасеточных суставов), для которых магнитно-резонансная томография является наилучшим способом «неразрушающего контроля».
Что такое МРТ?
В основе визуализационного метода исследований, названного «Магнитно-резонансная томография», лежит одно из открытий квантовой физики и физики элементарных частиц, что ядра определенных элементов способны излучать излишки энергии, поглощенной под воздействием ориентированных магнитных полей и радиочастотных излучений.
Явление «ядерного магнитного резонанса», на котором базируется магнитно-резонансное исследование предметов (живых и неодушевленных), было открыто в 1922 году в ходе эксперимента по определению «спиновой квантизации» в электронах. Именно тогда ученые-физики поняли, что понятие квантовой физики «спин» (момент импульса частицы) имеет физическое выражение.
В ходе исследований по воздействию радиочастотных (РЧ) излучений на частицы, находящиеся в сильном магнитном поле, в 1937 году было выявлено, что ядра образцов поглощают РЧ-энергию определенной частоты и излучают после отключения внешнего импульса. Такое действие могут производить только частицы, ядра которых обладают электрическим зарядом и спином. Такие свойства присущи элементам, в ядре которых присутствует один «лишний» протон (т.е. количество протонов превышает количество электронов). Современная МР томография использует в исследованиях свойства нескольких «органических» элементов, самым популярным из которых является водород Н(1).
Находясь в сильном однородном магнитном поле ядро водорода, состоящее из одного протона, под воздействием радиоимпульса, излученного на определенной частоте (Ларморовская частота резонанса), способно «возбудиться»: энергия поглощенного РЧ-импульса переводит атом водорода на более высокий энергетический уровень. Но это нестабильное состояние неспособно сохраняться без внешнего воздействия, и когда импульсы прекращаются, происходит возврат к стабильному состоянию (релаксация). В процессе этого «остывания» ядро излучает электромагнитную волну, которую можно зафиксировать. Дальнейшее – дело сложных математических пространственных вычислений, в ходе которых сигнал определенного атома превращается в «пиксель» с определенными координатами.
Что заставляет ядро водорода поглощать энергию РЧ-импульса? Именно взаимодействие собственного магнитного поля ядра и наведенного вокруг «объекта исследований», большого, постоянного и ориентированного в определенном направлении магнитного поля, созданного сильными электромагнитами. Каждое ядро атома водорода является единичной магнитной системой, обладающей уникальной направленностью магнитного момента. Магнитные моменты всех протонов принудительно ориентируются в том направлении, в каком направлен вектор магнитной индукции внешнего поля. Энергия РЧ-импульса, излученного на частоте, совпадающей с частотой вращения протонов, поглощается, изменяя положение оси, ориентированной вдоль общего направления магнитного поля (поворачивается на 90 (Т1) и 180 градусов (Т2)). Возврат в нормальное, т.е. «невозбужденное», состояние с разворотом оси вращения в первоначальном направлении сопровождается излучением электромагнитной волны с той же частотой, на которой произошло поглощение энергии. В положениях Т1 и Т2 ядра водорода «запасают» разное количество энергии, и соответственно мощность излучения различается (первое состояние дает меньший импульс, нежели второе).
Это самое простое объяснение сути ядерно-магнитного резонанса в единичной системе, какой является атом водорода, но в плотном веществе для получения результатов требуется более сложное приложение магнитных полей. Для этого введены дополнительные магнитные поля, названные «градиентные». С их помощью можно менять направленность общего магнитного поля в трех измерениях, что позволяет получать изображения в любой проекции (плоскости) и формировать трехмерные изображения с помощью компьютерной обработки (как в компьютерной рентгеновской томографии).
По справедливости томографию следовало бы называть «ядерно-магнитной», т.к. используется именно излучение ядер атомов. Но после аварии, повлекшей разрушение атомного реактора на Чернобыльской АЭС и заражение прилежащих территорий радиоактивными выбросами, любое название, содержащее слово «ядерный», воспринимается со значительной долей нездорового скептицизма. Сокращение было принято для сохранения спокойствия населения, не знакомого с квантовой физикой.
История изобретения, устройство и принцип действия
Современные магнитно-резонансные томографы выпускаются в нескольких технически продвинутых странах, из которых на долю США приходится до 40% общего объема производства. Это не случайно, т.к. большинство основных технологических открытий, касающихся МР томографии, было сделано в американских научных центрах:
- 1937 год – профессор Колумбийского университета (Нью-Йорк, США) Исидор Раби провел первый эксперимент по исследованию ядерно-магнитного резонанса в молекулярных лучах;
- 1945 год – в двух университетах (Стэнфорде и Гарварде) проводились фундаментальные исследования ЯМР в твердых объектах (Ф. Блох и Э. Парселл);
- 1949 год – Э.Ф. Рамсей (Колумбийский университет) сформулировал теорию химического сдвига, легшую в основание МР спектроскопии, обеспечившей химические лаборатории самой точной аналитической аппаратурой;
- 1971-1977 годы – физик Раймонд Ваган Дамадиан с группой коллег (Бруклинский медицинский центр) создал первый МР-сканер и получил изображение внутренних органов живых объектов (и в том числе человека). В ходе исследований медики выявили, что изображения опухолей сильно отличаются от здоровых тканей. На проектирование и проведение работ потребовалось около 7 лет;
- 1972 год – химик Пол Лаутербур (Госуниверситет г. Нью-Йорк) получил первое двумерное изображение, используя собственные разработки по применению переменных градиентных магнитных полей.
В 1975 году швейцарский физикохимик Рихард Эрнст предложил методы увеличения чувствительности МРТ (использование преобразований Фурье, фазовое и частотное кодирование), значительно увеличившие качество двумерных изображений.
В 1977 году Р. Дамадиан представил научному миру первое изображение среза грудной клетки человека, сделанное на первом МР-сканере. В дальнейшем техника только совершенствовалась. Особенно большой вклад в развитие МРТ внесло развитие компьютерной техники и программирования, позволившее программно управлять сложным комплексом электромагнитного оборудования и обрабатывать полученное излучение для получения пространственного изображения или двумерных «срезов» в любой плоскости.
На текущий момент существует 4 типа МР-томографов:
- На постоянных магнитах (небольшие, переносные, со слабым магнитным полем до 0,35 Тл). Позволяют производить «полевые» исследования во время операций. Наибольшее применение получают постоянные неодимовые магниты.
- На резистивных электромагнитах (до 0,6 Тл). Достаточно громоздкие стационарные аппараты с мощной системой охлаждения.
- Гибридные системы (на постоянных и резистивных магнитах);
- На сверхпроводящих электромагнитах (мощные стационарные системы с криогенной системой охлаждения).
Самое высокое качество изображения, четкое и контрастное, ученые получают на криогенных МР-томографах с сильными магнитными полями до 9,4 Тл (в среднем – 1,5 -3 Тл). Но практика показывает, что для получения качественного изображения требуется не столько мощное поле, но в большей мере быстрая обработка сигналов и хорошая контрастность. С развитием программного обеспечения мощность магнитов стандартных медицинских МР-сканеров снижена до 1-1,5 Тл. Самые мощные томографы изготавливаются для научных медицинских исследований.
Стандартный МР-томограф состоит из нескольких блоков:
- Система из нескольких магнитов:
- большой торовидный магнит, создающий постоянное поле;
- градиентные магнитные катушки, с помощью которых производится изменение направления вектора магнитной индукции («смещаются полюсы») в трех измерениях. Для смещения градиента изобретены катушки разных форм и размеров (8-образные, седловидные, парные (Гельмготца), Максвелла, Голея). Контролируемая компьютером работа одиночных и парных катушек способна направить моменты ядер в любую сторону или даже развернуть относительно первоначально заданного большим магнитом направления;
- шиммирующие катушки, необходимые для стабилизации общего поля. Малые магнитные поля этих катушек компенсируют посторонние наводки или возможную неоднородность поля, созданного большим и градиентными магнитами;
- РЧ-катушка. Радиочастотные катушки создают магнитное поле, пульсирующее с частотой резонанса. Разработаны и применяются три вида катушек: передающие, принимающие и комбинированные (передающе-принимающие). РЧ-излучатель одновременно является и детектором, т.к. при наведении на катушку внешнего излучения, созданного «релаксирующими» протонами, в ее контуре возникают индукционные токи, фиксируемые как РЧ-сигналы. Конструкции детекторов – катушек делятся на два типа: поверхностные и объемные, т.е. окружающие объект. Формы зависят от способов улавливания сигналов, при которых учитываются мощность и направленность излучений. Например, объемная катушка «птичья клетка» служит для получения более качественных изображений головы и конечностей. На томографе установлено несколько парных и одиночных РЧ-катушек для всех видов и направлений РЧ-сигналов.
Самое мощное поле создается сверхпроводящими магнитами. Большой кольцевой магнит, создающий постоянное поле, погружен в герметичный сосуд, наполненный сжиженным гелием (t= -269 о С). Этот сосуд замкнут в другом, большем герметичном сосуде. В пространстве между двумя стенками создан вакуум, что не позволяет гелию нагреться ни на долю градуса (количество вложенных вакуумных сосудов может быть больше двух). Чем меньше сопротивление в проводе катушки, тем выше мощность магнитного поля. Именно этим свойством обосновано применение сверхпроводников, сопротивление в которых близко к 0 Ом.
Система управления томографом состоит из устройств:
- компьютер;
- программатор градиентных импульсов (формирует направление магнитного поля с помощью изменения амплитуды и вида градиентных полей);
- градиентный усилитель (управляет мощностью градиентных импульсов через изменение выходной мощности катушек);
- источник и программатор РЧ-импульсов формируют амплитуду резонансного излучения;
- РЧ-усилитель изменяет мощность импульсов до необходимого уровня.
Компьютер управляет блоками формирования полей и импульсов, принимает данные из детекторов и обрабатывает, трансформируя поток аналоговых сигналов в цифровую «картину», которую выводят на монитор и печать.
МР-сканер (т.е. магнитная система) в обязательном порядке окружается системой экранирования от внешних «наводок» электромагнитного и радиоизлучения, которые могут исходить от источников радиосигналов и любых металлических предметов, попавших в сильное магнитное поле. Металлическая сетка или сплошное листовое покрытие стен комнаты создают электрически проводящий экран типа «клетка Фарадея».
МРТ в медицинской диагностике
Магнитно-резонансная томография полностью отличается от рентгеновского просвечивания, т.к. это буквально не «аналоговый» (т.е. фотографический) способ получения изображения, а построение образа с помощью оцифрованных данных. То есть картинка, которую человек видит на экране, является продуктом дешифровки множества микроскопически малых сигналов, которые улавливает детектор томографа (РЧ-катушка). Каждый из этих электромагнитных импульсов обладает определенной мощностью и пространственными координатами внутри тела. Обработка и построение изображения на основании полученных импульсов «релаксации протонов» производится мощным компьютером по специальным программам.
В МРТ используется набор последовательностей РЧ-импульсов, которые создают определенные режимы «возбуждения» протонов водорода в тканях организма с уникальной интенсивностью поглощения и соответствующего возврата энергии. Фактически последовательности являются компьютерными программами, согласно которым производится излучение РЧ-сигналов с определенной амплитудой и мощностью и управление градиентами магнитных полей.
Водород является самым распространенным элементом в теле, т.к. не только присутствует во всех органических молекулах, но и, как компонент воды, содержится в большинстве тканей. Именно поэтому (а также потому, что в ядре только один протон, что позволяет легче вызвать резонанс) томография лучше отображает мягкие ткани, в которых концентрация воды значительно выше. На МРТ-изображении кости, содержащие крайне мало свободных молекул воды, выглядят как непроглядно черные области.
Многочисленные эксперименты показали, насколько различным может быть время релаксации протона, если атом, в котором находится эта элементарная частица, находится в определенном виде ткани. Причем если эта ткань здорова, время «отклика» будет значительно отличаться. Именно по времени релаксации, т.е. скорости возврата РЧ-импульса, компьютером определяется яркость объекта.
В медицинской диагностике с помощью МРТ обследуют не только плотные ткани, но и жидкости: МР-ангиография позволяет определять места образования тромбов, выявлять турбулентности и направление тока крови, измерять просвет сосудов. В исследованиях жидкой среды помогают специальные вещества, изменяющие время отклика протонов в составе жидкости. Контрастные вещества содержат соединения элемента «гадолиний», у которого имеются уникальные магнитные свойства ядер атомов, за которые его называют «парамагнетик».
Также с помощью МРТ измеряется внутренняя температура в любой точке тела. Бесконтактная термометрия основана на измерении резонансных частот тканей (температура измеряется на основании отклонений частоты релаксации в ядах водорода в атомах воды).
В основе построения изображений лежит фиксация трех базовых параметров, которыми обладают протоны:
- время релаксации Т1 (спин-решеточная, поворот оси вращения протона на 90 о);
- время релаксации Т2 (спин-спиновая, поворот оси вращения протона на 180 о);
- протонная плотность (концентрация атомов в ткани).
Другими двумя условиями, влияющими на контрастность и яркость изображения, являются время повторения последовательности и время появления эхо-сигнала.
Используя в последовательностях РЧ-импульсы с определенной мощностью и амплитудой и измеряя время отклика Т1 и Т2, исследователи получают изображения одних и тех же точек тела (тканей) с разной контрастностью и яркостью. Например, короткое время Т1 дает мощный РЧ-сигнал релаксации, что при построении образа выглядит ярким пятном. По комбинации световых характеристик ткани в разных последовательностях выявляются увеличение концентрации воды, жира или конкретное изменение характеристик ткани, говорящее о наличии опухоли или уплотнения.
Для полноты информации о магнитно-резонансной томографии нужно сказать, что управление магнитными полями и радиочастотными импульсами не обходится без «казусов», необычно выглядящих изображений. Их называют «артефактами». Это любая точка, область или черта, присутствующие на изображении, но отсутствующие в организме в виде изменения ткани. Причиной появления таких артефактов могут быть:
- случайные наводки от неизвестных металлических предметов, попавших в магнитное поле;
- неисправности аппаратуры;
- физиологические особенности организма («фантомы», пятна, вызванные движением внутренних органов при дыхании или сердцебиении);
- неверные действия оператора.
Для устранения «артефактов» проводится внеочередная калибровка и тестирование аппаратуры, пациент и помещение проверяются на наличие инородных предметов, производится повторное обследование в нескольких режимах.
Использование МРТ в диагностике заболеваний позвоночника
Позвоночник – самая подвижная часть опорно-двигательного аппарата. Именно мягкие ткани обеспечивают и подвижность, и целостность позвоночной системы. Если подсчитать все известные и распространенные заболевания позвоночника, на долю повреждений мягких тканей придется до 90% от всех учтенных болезней. А если включить неврологические болезни спинного мозга и спинномозговых нервов и различные виды опухолей, то статистика возрастет до 95-97%. Иначе говоря, болезни, повреждающие костные ткани позвонков, встречаются более чем редко по сравнению с болезнями мягких тканей: межпозвоночных дисков, суставных сумок, связок и мышц спины.
Если сравнивать симптомы различных нарушений целостности мягких тканей, сходство будет исключительным:
- боли (локальные и распространенные в определенной области);
- «корешковый синдром» (нарушения целостности спинномозговых нервов и связанные с ними искажения сенсорных сигналов и ответных реакций);
- различные по силе параличи (плегии), парезы и потери чувствительности.
Именно поэтому результаты магнитно-резонансной томографии имеют высокий статус «решающего слова» в визуализационной диагностике заболеваний позвоночника. Иной раз качественный снимок пораженного участка – это единственный способ окончательно утвердить диагноз, сделанный на основании предварительного осмотра, неврологических тестов и анализов.
Показанием для проведения обследования в МРТ считается наличие воспалительных процессов в области позвоночного столба, сопровождающихся активной иммунной реакцией (повышение температуры тела, отекание тканей, покраснение кожного покрова). Анализы подтверждают наличие иммунной реакции, но не способны указать точное положение места инфицирования и воспаления. МР томограмма с точностью до 1 мм устанавливает координаты очага, ареал распространения воспалительного процесса. МР ангиограммы укажут границы тромбирования сосудов и отека тканей. В исследовании хронических заболеваний (остеохондроз во всех стадиях, спондилоартроз и т.п.) МРТ показывает исключительную полезность.
Также прямым показанием для применения МРТ являются симптомы, указывающие на возможное образование абсцессов в эпидуральной области: сильные локализованные боли, «корешковый синдром», прогрессирующая потеря чувствительности и парализация конечностей и внутренних органов.
Инфекционные заболевания, способные повредить все типы тканей (туберкулез, остеомиелит), требуют комплексного исследования с помощью МРТ и компьютерной томографии (КТ). На МР томограммах выявляются поражения нервных тканей, хрящевых межпозвоночных дисков, суставных сумок. КТ дополняет общую картину данными о разрушениях костных тканей тел позвонков и отростков.
Повреждения спинного мозга и близких к ним тканей (кровеносных сосудов, оболочек мозга, внутренней надкостницы спинномозгового канала) требуют многосторонних и кропотливых исследований на МРТ, т.к. большая часть нарушений нервных тканей связана с образованием опухолей (доброкачественных и раковых), изредка – абсцессов (эпидуральных и субдуральных). Исследования магнитно-резонансной томографии первоначально были нацелены на выявление именно опухолевых образований в ЦНС. Многолетние наблюдения и систематизация накопленного опыта позволяют исследователям определять появляющиеся новообразования на первой стадии, «в зачаточном состоянии».
Развитие сканерной техники направлено на повышение детализации, контрастности и яркости изображения объектов любого размера, а также на максимально быстрое получение данных после излучения РЧ-импульса. Современный МР-томограф способен «показывать» происходящие процессы в реальном времени: сердцебиение, движение жидкостей, дыхание, сокращение мышц, образование тромба. Малые открытые МР-сканеры на постоянных магнитах позволяют производить операции с минимальным уровнем повреждений поверхностных тканей (интервенционная МРТ).
Компьютерное программирование позволяет построить по данным, полученным со сканера, объемное изображение на экране монитора или с помощью лазерной техники.
Развивается направление МРТ исследований позвоночника в вертикальном положении. Подвижная установка оборудована столом, меняющим положение на 90 о, что позволяет снять в реальном времени изменения в позвоночном столбе при увеличении вертикальных нагрузок. Особенно ценны такие данные при изучении травм (переломов разных типов) и спондилолистеза.
По отзывам проходивших обследование, они не испытывают никаких болезненных ощущений. Самое большое впечатление на них производит шум, который создает аппаратура: «сильный стук в стенках тоннеля, как будто поблизости работает перфоратор». Это вращается подвижная деталь постоянного магнита.
Противопоказания
Однозначным препятствием проведению МРТ обследования является наличие в теле пациента имплантатов и устройств, содержащих металлы, в любой степени обладающие свойствами ферромагнетиков. Для информации: только чистый титан, применяющийся для создания вертебральных систем фиксации, не обладает магнитными свойствами.
Наличие в теле пациента кардиостимулятора, кохлеарного имплантата с электронным оборудованием и металлическими деталями сразу вызовет в магнитном поле возмущения, которые на томограмме создадут «артефакт». Кроме того, электронный аппарат выйдет из строя, причинив владельцу максимальный ущерб. К такому же результату приведет наличие в теле искусственных суставов, штифтов, скоб или даже осколков металла, оставшихся после ранения. Некоторые химические соединения, входящие в состав красок для татуажа, также обладают ферромагнитными свойствами (в частности, микроскопические частицы способны нагреваться в сильном магнитном поле, что приводит к ожогам глубоких слоев эпидермиса).
Во время обследования от пациента требуется максимальная неподвижность во время достаточно продолжительного времени. Препятствием к проведению МРТ может быть психическая нестабильность, определенные фобии (клаустрофобия, например), которые вызовут у обследуемого шоковое состояние, истерику, непроизвольную подвижность.
Для повышения качества изображения могут применяться контрастные вещества (соединения гадолиния), свойства которых еще не до конца изучены. Например, как они могут подействовать на развитие плода во время первых трех месяцев беременности. Поэтому не рекомендуется проводить обследования беременных женщин, требующие применения контрастных веществ. Кроме того, у людей, имеющих индивидуальную физиологическую непереносимость, эти препараты могут вызвать непредвиденную анафилактическую реакцию.
Совершенствование техники, использующей явление ядерно-магнитного резонанса, дает медикам, химикам и биологам мощный инструмент для исследования текущих процессов в живом организме и поиска патологий на самых ранних стадиях развития.
Статьи по теме
Эффективное лечение заболеваний головного мозга основано на точной и информативной
диагностике. Симптоматика таких заболеваний, как правило, мало информативна - это могут быть
головные боли, нарушения зрения, тошнота и головокружения и тому подбные признаки. Для того,
чтобы врач мог своевременно назначить необходимое лечение, нужно подробное исследование
головного мозга. В этом случае МРТ головного мозга - это один из самых надежных методов
получения исчерпывающих данных для врача.
Иногда симптомам можно не придавать большого значения и думать, что все пройдет само. Или пойти на МРТ самостоятельно, хотя на самом деле это вовсе не требовалось. Зачастую это деньги, выброшенные на ветер. Только врач сможет определить необходимость проведения МРТ и назначить тот вид диагностики, который действительно вам нужен.
Симптомы, на которые нужно обратить внимание:
Если у вас есть что-либо из перечисленного, обратитесь к врачу, чтобы он назначил вам необходимое МРТ обследование.
С помощью магнитно-резонансной томографии диагностируются такие заболевания как: опухоли и кисты, внутримозговые аневризмы, острые ишемические инсульты и т. д. Зачастую там где УЗИ и КТ-диагностика являются малоинформативными методами, МРТ - это единственный способ получить необходимый уровень детализации и качества снимков.
Запрещается проведение МРТ при наличии в организме: кардиостимуляторов, металлических или ферромагнитных имплантов среднего уха.
Возможность проведения МРТ определяется врачом индивидуально при наличии:
Не проводится МРТ при тяжелых заболеваниях, например, декомпенсации сердечной недостаточности.
МРТ аппарат позволяет провести исследование пациентам с массой тела до 130 кг.
В зависимости от обследуемого органа, есть разные рекомендации по подготовке к проведению МРТ обследования. Обычно до процедуры возможен умеренный прием пищи (за исключением МРТ органов брюшной полости, почек и надпочечников, органов малого таза, исследования с контрастированием). О подготовке к конкретному виду обследование вы можете прочесть по каждому виду МРТ.
Процедура проходит следующим образом:
- Вы лежите на столе томографа и в течение всего исследования сохраняет неподвижность.
- Процедура не вызывает никаких неприятных ощущений, продолжается от 10-15 до 40-50 минут, в зависимости от исследуемой области.
- В ходе обследования слышен шум работающего томографа, возможно прослушивание музыки вместо типичных шумов МР-сканера.
- В руке у вас находится сигнальное устройство, обеспечивающее постоянную связь медперсоналом. Некоторые исследования проводятся с контролем пульса и ЭКГ, с синхронизацией по дыханию, применением специальных поверхностных датчиков, фиксирующих эти показатели.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) – это технология диагностического исследования человеческого организма при помощи магнитного ядерного резонанса.
При использовании магнитно-резонансной томографии мы можем наблюдать за состоянием мягких тканей, суставов, хрящей, межпозвоночных дисков. Также мы имеем возможность наблюдать трехмерную визуальную трансляцию функционирования сердца, активности в различных участках головного мозга в онлайн-режиме, следить за циркуляцией жидкостей в спинном мозге, кровеносной системе.
Эта уникальная технология позволяет оценить последствия травм, на ранних стадиях диагностировать заболевания онкологического характера, нарушения работы локомоторной системы, заболевания ЦНС, мочеполовой системы и многое другое.
В данное время МРТ – это единственный способ трехмерной визуализации сердечной мышцы, головного и спинного мозга, всех остальных органов с высокой степенью разрешения.
Что показывает МРТ
Механизм действия магнитно-резонансного томографа базируется на анализе электромагнитных колебаний, производимых протонами водорода в клетках человеческого организма. Аппарат делает снимки срезов человеческого тела, толщиной в несколько миллиметров. Это позволяет пофрагментно анализировать состояние организма. Чем мощнее магнит томографа, тем тоньше срез можно получить с его помощью, и тем детальней будет изображение органов. Также при помощи компьютера срезы комбинируется в трехмерную картинку. При высокой скорости съемки мы получаем движущуюся картинку, наподобие видеозаписи высокого разрешения.
МРТ и компьютерная томография (КТ)
При магнитно-резонансной томографии используются те же принципы пространственного кодирования информации, что и в компьютерной томографии. Основными отличиями МРТ от КТ являются:
- возможность воспроизведения органов в трех проекциях: сагиттальной, фронтальной, аксиальной;
- отсутствие ионизирующего излучения, которое провоцирует возникновение свободных радикалов с последующим разрушением клеток человеческого организма;
- возможность выявления ишемической болезни мозга на довольно ранних стадиях по сравнению с КТ;
- способность демонстрировать участки, заслоняемые близлежащими костными образованиями;
- способность отображать серое и белое вещество мозга, различия в плотности мозговой ткани, поражения тканей мозга при различных заболеваниях.
Ход процедуры
Процедура МРТ совершенно безболезненна. В силу безопасности данного метода исследования, частота его использования ограничивается только потребностями пациента.
Перед исследованием пациент переодевается в халат, снимает с себя все металлосодержащие вещи и аксессуары – украшения, заколки, часы и другие. Все эти вещи способны взаимодействовать с магнитным полем томографа, искажая полученные данные, создавая возможность повреждения тонкой аппаратуры.
Пациенту предлагается лечь на скамью, которая автоматически втягивается в тоннелеобразный рабочий элемент томографа. Работа прибора сопровождается ритмичным пощелкиванием, иногда довольно громким. В таких случаях диагностируемому предлагают специальные наушники. Крайне важно сохранять полную неподвижность для обеспечения четкости изображения.
Во время исследования доступ в помещение с томографом закрыт, а врач в специальном изолированном помещении наблюдает за показаниями монитора и пациентом. С пациентом он общается при помощи радиосвязи. Если пациента одолевают приступы паники во время исследования, либо возникают проблемы другого рода, он может нажать тревожную кнопку. Исследование одной области тела занимает примерно 15-20 минут.
Поскольку МРТ имеет определенные границы возможностей, рекомендуется брать с собой результаты прошлых исследований. Это позволит врачу восполнить возможные пробелы в исследовании.
Если результаты МРТ-исследования неоднозначны, врач может назначить исследование с введением контраста, который повышает точность диагностирования. Процедура совершенно безболезненна.
Контраст вводится внутривенно, исходя из расчета массы тела пациента. В качестве контраста используются препараты на основе редкоземельного элемента гадолиния (магневист, омнискан, гадовист), что значительно повышает цену процедуры.
Результаты МРТ
Спустя полчаса после завершения исследования врач передает вам заключение по его результатам и снимки. Заключение распечатывается на бумажном носителе, также выдается DVD-диск с итогами диагностики и специальной программой, позволяющей просматривать результаты на компьютере.
Показания
Для головного мозга это:
- травмы головного мозга;
- воспаления оболочек мозга;
- деменция неизвестного происхождения;
- врожденные дефекты мозга;
- патология сосудов головного мозга и другие.
Для позвоночника это:
- остеохондроз различных отделов;
- подозрение на грыжу межпозвоночного диска;
- сосудистые заболевания позвоночника различной этиологии;
- врожденные аномалии позвоночника;
- послеоперационный контроль;
- рассеянный склероз и другие подобные болезни;
- подозрение на опухоли ;
- травмы позвоночника;
- воспалительные заболевания спинного мозга (острый миелит).
Магнитно-резонансная ангиография головного мозга
МРТ исследование сосудов головного мозга бывает 3 видов:
- времяпролетное – динамика кровотока определяется по интенсивности прохождения крови через определенный срез сосуда;
- фазово-контрастное – реализуется с применением контраста;
- 4-мерное – позволяет разделить артериальную и венозную кровь.
Показаниями к МРА являются болезни сосудов головного мозга: аневризма и ее расслоение, васкулит, атеросклероз, стеноз и другие.
Противопоказания к проведению МРТ
К их числу относятся: наличие металлического суставного протеза, сердечного клапана искусственного происхождения, кардиостимулятора, электронных имплантов, зубных имплантов, осколков металла в теле.
Также противопоказана процедура женщинам в положении (в первые 18 недель), людям с татуировками, выполненными краской с содержанием соединений металла, пациентам, подверженным приступам боязни замкнутого пространства.
Подготовка к МРТ
Нельзя сказать, что для этого исследования необходима особая подготовка. В случае исследования малого таза необходимо заблаговременно выпить специальный раствор, чтобы наполнить мочевой пузырь.
Перед исследованием следует потреблять пищу и жидкости в обычном для себя режиме. Если вы принимаете лекарства, можно не прерывать курс.
Важно также настроить себя в психологическом плане и не впадать в панику от замкнутого пространства.
МРТ при беременности и для детей
Поскольку воздействие данного вида исследования на здоровье матери и плода в должной мере не изучено, при беременности МРТ применяется только в крайних случаях и только с 18 недели беременности. Использование контрастного МРТ для женщин в "интересном" положении запрещается.
Основной трудностью при проведении МРТ-исследования детского организма является неусидчивость малышей. Обычно эту процедуру назначают с 5 лет, когда ребенка можно уговорить полежать неподвижно. В случае экстренной необходимости процедура проводится для детей младше 5 лет с использованием легкого снотворного (или наркоза).
Альтернатива МРТ
К ним относятся:
- тепловидение;
- дуплексный скан;
- спектроскопия;
- эхоэнцефалография;
- ультразвуковая допплерография;
- электроэнцефалография;
- компьютерная томография.
Каждый из приведенных методов исследования позволяет проанализировать определенные аспекты функционирования головного мозга. Решение о том, какой вид исследования необходим, принимает врач после общения с вами.
Стоимость МРТ в клиниках Москвы
На видео - подробный рассказ о том, что такое МРТ:
