Общие вопросы лучевой диагностики магнитно-резонансная томография

1.

- RAY
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ
МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ

2.

ЛУЧЕВЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ
ИОНИЗИРУЮЩИЕ
• Рентгенологический метод
• Компьютерная томография
(РКТ)
• Радионуклидный
метод
(сцинтиграфия,
позитронно-эмиссионная
томография)
НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ
• Ультразвуковое
исследование (УЗИ)
• Магнитно-резонансная
томография (МРТ)

3.

МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ
Магнитно-резонансная томография (МРТ) – метод лучевой
диагностики, основанный на использовании магнитного поля
и радиоволн для получения послойных и объемных
изображений
органов
и
тканей,
восстановленных
математическими методами.

4.

ЯДЕРНО-МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС
Метод основан на феномене ядерно-магнитного резонанса, который
известен с 1946 г., когда Феликс Блох и Уильям Э. Перселл
показали возможность существования этого явления. Суть его
состоит в том, что ядра некоторых атомов, находясь в магнитном
поле, под действием внешнего электромагнитного поля способны
поглощать энергию, а затем испускать ее в виде радиосигнала.

5.

ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
Не все ядра могут реагировать на магнитное поле – только те,
которые имеют нечетное число протонов или нейтронов
1H, 13C, 14N, 17O, 39K, 19F, 23Na, 31P
На практике используется только сигнал от ядер атомов водорода
(протонов).
водород в большом количестве содержится
в любом организме;
водород имеется в составе других молекул
70%

6.

ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
Элементарные частицы обладают свойством вращения («спинирования»)
вокруг своей оси. Элементарные частицы, имеющие заряд, вращаясь,
индуцируют вокруг себя магнитное поле.
В отсутствие внешнего магнитного поля «магнитные стрелки» (диполи)
беспорядочно ориентированы в пространстве. Если поместить
исследуемый объект, в нашем случае – пациента, в постоянное
магнитное поле, в тоннель магнита томографа, то ориентация диполей
упорядочится.

7.

ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
При помещении вращающегося протона в магнитное поле возникает его
дополнительное вращение (прецессирование) по круговой конической
поверхности наподобие оси вращающегося волчка.
Частота прецессии протона (т.н. резонансная, или ларморовая частота)
определяется величиной приложенного магнитного поля: в магнитном
поле напряженностью 1 Тл резонансная частота протона равна 42,57
МГц. Именно на этой частоте при воздействии электромагнитного поля
данной напряженности возникает явление ядерно-магнитного резонанса.

8.

ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
На ядро, которое находится в прецессии в приложенном магнитном поле,
действует дополнительное радиочастотное поле в виде импульса,
который поворачивает протон на 90о или 180о. Когда радиочастотный
импульс заканчивается, протон возвращается в исходное положение
(релаксация протона), что сопровождается излучением порции энергии.
Каждый элемент объема исследуемого объекта (каждый воксель) за счет
релаксации распределенных в нем протонов возбуждает электрический
ток («МР-сигналы») в приемной катушке. Затем эти сигналы передаются
в компьютер, где происходит их математическая обработка и построение
изображения.

9.

ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
Характер изображений, получаемых при МРТ, определяется 3
факторами:
Плотностью протонов (чем больше ядер водорода в объеме ткани, тем
сильнее МР-сигнал);
Продолжительность продольной релаксации – Т1;
Продолжительность поперечной релаксации – Т2
Т1 (продольная, спин-решетчатая релаксация) – тип релаксации, при
котором спины ядер начинают прецессировать на все меньшие углы и
переходят из состояния горизонтальной или поперечной прецессии в
вертикальную.
Т2 (поперечная, спин-спиновая релаксация) – тип релаксации, когда
после воздействия радиочастотного сигнала происходит «расфазировка»,
т.е. ядра начинают прецессировать не в фазе друг с другом. Во время Т2релаксации интенсивность МР-сигнала соответственно уменьшается.

10.

ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП МРТ
Магнитно-резонансная томография – метод, фундаментально
отличный от других методов лучевой визуализации. В МРТ самым
важным фактором в формировании изображения является
скорость восстановления ядер после воздействия радиоволн
(скорость релаксации).

11.

УСТРОЙСТВО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО
ТОМОГРАФА
1 - тоннель магнита; 2 - стол пациента; 3 - пульт управления столом; 4 - встроенные
в стол радиочастотные катушки для исследования позвоночника; 5 - основные
радиочастотные катушки для исследования головного мозга; 6 - наушники для связи
с пациентом - блок аварийной сигнализации;- переговорное устройство;- систему
видеонаблюдения за пациентом

12.

УСТРОЙСТВО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО
ТОМОГРАФА
Магнит – является наиболее важный компонент МРТ, он создает
мощное постоянное (статическое) поле. Магнит полый, в нем
имеется тоннель, в котором располагается пациент.
В зависимости от напряженности статического магнитного поля
выделяют следующие категории МР-томографов:
- Ниже 0,1 Тл – сверхнизкопольный
- 0,1-0,5 Тл – низкопольный
- 0,5 – 1 Тл – средненопольный
- 1-2 Тл - высокопольный
- Выше 1,5 Тл – сверхвысокопольный
Обычно процедурный кабинет, где находится высокопольный МРтомограф, заключен в металлическую сетчатую клетку (клетка
Фарадея), поверх которой нанесен отделочный материал.

13.

УСТРОЙСТВО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО
ТОМОГРАФА
МР-томограф открытого типа

14.

МЕТОДИКИ МР-ИССЛЕДОВАНИЯ
В МРТ радиочастотные импульсы могут подаваться в различных
комбинациях (т.н. импульсных последовательностях). Это необходимо,
чтобы получить различную контрастность на одном и том же
изображении, что в свою очередь позволяет лучше увидеть те или иные
патологические изменения.
Стандартные методики: Т1-взвешенные, Т2-взвешенные, протонвзвешенные изображения.
Специальные методики: МР-ангиография, МРмиелография, МРхолангиопанкреатография,
методика
жироподавления,
функциональная МРТ, МР-диффузия, МР-перфузия и др.

15.

СТАНДАРТНЫЕ МЕТОДИКИ МР-ИССЛЕДОВАНИЯ
Т1-взвешенное
изображение
–
основана
на
регистрации
продолжительности спин-решетчатой релаксации и служит в основном
для дифференциации жировой ткани и жидкости.
Чем короче Т1, тем сильнее МР-сигнал и светлее данная область
изображения на дисплее.
Т2-взвешенное изображение – основано на спин-спиновой релаксации.
Чем короче Т2, тем слабее сигнал и, следовательно, ниже яркость
свечения.

16.

СТАНДАРТНЫЕ МЕТОДИКИ МР-ИССЛЕДОВАНИЯ
Ткань
Т1-ВИ
Т2-ВИ
Вода, ЦСЖ
Темный
Белый
Воздух
Темный
Темный
Кортикальный слой
кости
Темный
Темный
Красный костный мозг
Светло-серый
Темно-серый
Жировая ткань
Белый
Темный
Белое мозговое
вещество
Светло-серый
Темно-серый
Серое мозговое
вещество
Темно-серый
Светло-серый
Сосуды
Темный
Темный
Мышцы
Темно-серый
Темно-серый

17.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ МР-ИССЛЕДОВАНИЯ
МР-ангиография
позволяет
визуализировать кровеносные сосуды даже
без применения контрастного вещества.

18.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ МР-ИССЛЕДОВАНИЯ
Диффузионно-взвешенная МРТ – отражает
диффузию воду в биологических тканях. Она
основана на анализе перехода тока жидкости из
изотропного (линейный) в анизотропный
(вихревой) и позволяет количественно оценить
движение воды через мембрану клеток.
Методика проста и не требует введения
контрастных веществ.

19.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ МР-ИССЛЕДОВАНИЯ
МР-трактография – это разновидность
диффузионной
МРТ;
исследование
проводящих путей головного и спинного
мозга. Например, для доброкачественных
опухолей характерно оттеснение трактов, для
глиом низкой степени злокачественности инфильтрация (тракты могут быть не
изменены), для глиом высокой степени
злокачественности и метастазов - разрушение.

20.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ МР-ИССЛЕДОВАНИЯ
Функциональная МРТ – основана на
регистрации насыщения гемоглобина крови
кислородом. При активизации функции
нервных клеток увеличивается поглощением
ими кислорода, что находит отображение на
МРТ. Цветовое картирование фМРТ позволяет
получить изображение функциональных зон
головного мозга, например двигательной или
речевой.

21.

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ К МРТ
Абсолютные противопоказания:
наличие металлических инородных тел, ферромагнитных
имплантатов
(кардиостимуляторы,
имплантированные
инсулиновые помпы, слуховые аппараты).
Относительные противопоказания:
I триместр беременности;
клаустрофобия (боязнь замкнутого пространства);
некупированный судорожный синдром;
двигательная активность пациента.

22.

ПРЕИМУЩЕСТВА МРТ
Различные импульсные последовательности обеспечивают
получение высококонтрастного изображения мягких тканей,
сосудов, паренхиматозных органов в любой плоскости с
заданной толщиной среза до 1 мм.
Отсутствие лучевой нагрузки

23.

НЕДОСТАТКИ МРТ
Высокая чувствительность к двигательным артефактам.
Ограничение исследований у пациентов, находящихся на
аппаратном поддержании жизненно важных функций
(кардиостимуляторы, дозаторы лекарственных веществ,
аппаратов ИВЛ и др.).
Плохая визуализация костных структур и легких из-за
низкого содержания воды.

24.

КОНТРАСТНЫЕ ВЕЩЕСТВА ДЛЯ МРТИССЛЕДОВАНИЙ
Используют контрастные вещества на основе
гадолиния.
Препараты гадолиния являются парамагнитными
веществами, они сокращают время Т1- и Т2релаксации протонов, ускоряют выравнивание спин
ядер по внешнему магнитному полю, что усиливает
МР-сигнал и, соответственно, контраст изображения.