МРТ (или магнитно-резонансная томография) сканирование – это радиологический метод исследования, при котором используется энергия магнитного поля, радиоволны и компьютерная обработка формирующихся при сканировании изображений тела. МРТ сканер или МРТ томограф представляет собой большую трубу, в корпус которой вмонтирован большой цилиндрической формы магнит со специальными датчиками. Пациента размещают на специальном столе, который при активизации томографа постепенно перемещается через этот магнит. Во время работы томографа вокруг тела человека формируется сильное магнитное поле, которое за счет определения местоположения активных атомов водорода и изменения их пространственной ориентации, что позволяет регистрировать особенности строения органов и тканей. При активизации МРТ томографа происходит изменение направленности протонов атома водорода, а затем обратное восстановление, в результате чего выделяется определенная энергия. Датчики томографа регистрируют эти изменения и обрабатывают с помощью компьютерных технологий, отображая эти изменения путем преобразования в изображение.
Рис.1 Внешний вид и устройство магнитно-резонансного томографа
Как правило, формирующееся изображение при МРТ диагностике являются очень точными и позволяет выявить минимальные изменения в структуре тканей. В некоторых случаях, для улучшения точности диагностики для усиления сигнала, поступающего от тканей, используют специальные контрастные препараты, например гадолиний.
Когда и в каких клинических ситуациях используется МРТ?
МРТ сканирование это один из самых точных методов диагностики заболеваний органов и тканей. Особенно высока ее информативность при выявлении патологии мягких тканей и паренхиматозных органов. МРТ может быть использована для диагностики любой части тела, но наиболее часто магнитно-резонансная томография используется для определения различных заболеваний головного мозга, например опухолей или внутримозговых кровотечений и гематом, при травмах головного мозга. Кроме того, МРТ головного мозга может выявить аневризмы сосудов головного мозга , инсульт , опухоли мозга , опухоли и признаки воспаления любого отдела позвоночника и спинного мозга.
Рис.2 МРТ головного мозга
Нейрохирурги используют магнитно-резонансную томографию не только для определения анатомии структур мозговой ткани, но и для оценки целостности спинного мозга после травмы. МРТ позвоночника один из ключевых методов диагностики таких заболеваний, как остеохондроз позвоночника и грыжа межпозвоночного диска (грыжа Шморля). С помощью МРТ можно оценить структуру и функцию сердца и его клапанов, также выявить патологию аорты, например , расслоение аорты, или .
Рис.3 МРТ позвоночника при грыже межпозвоночного диска
Нередко магнитно-резонансную томографию используют для определения строения желез различной локализации (месторасположения) - гипофиза, поджелудочной железы, и при подозрении на патологию органов брюшной полости, малого таза, а также для получения точной информации о структуре костно-мышечных соединений и суставов, мягких тканей и костей. МРТ часто используется для более прицельной оценки строения органов и тканей перед планирующейся операцией.
Рис.4 МРТ коленного сустава
Какие риски и противопоказания при проведении МРТ диагностики существуют?
МРТ абсолютно безопасный метод исследования и обладает некоторыми преимуществами по сравнению с компьютерной томографией. Наиболее значимым преимуществом МРТ перед КТ является отсутствие рентгеновского излучения и радиации, свойственной компьютерной томографии. В настоящее время не выявлено никаких побочных эффектов при проведении МРТ диагностики.
Однако для использования магнитно-резонансной томографии существует ряд ограничений. Пациенты, знающие о наличии в их организме или теле любых металлических материалов или предметов, должны до проведения исследования сообщить об этом врачу-радиологу или любому сотруднику отделения магнитно-резонансной томографии. Металлические чипы, материалы, хирургические скрепки или клипсы, а также имплантированный материал (искусственный сустав, металлические пластины, вставленные для коррекции переломов костей или протезы) могут существенно исказить изображения, получаемые при помощи МРТ сканирования. Категорически запрещается проведение МРТ диагностики при наличии у пациентов имплантированных кардиостимуляторов
, металлических имплантов, протезов или металлических скрепок и клипс, помещенных в области глазницы или брюшной полости, что обусловлено риском возможности смещения металлических предметов при активации МРТ томографа. Сюда же можно отнести пациентов с искусственными клапанами сердца, имплантированным слуховым аппаратом, осколками пуль или снарядов, имплантированными насосами для постоянной химиотерапии
или инсулиновой помпой
.
Во время проведения магнитно-резонансной томографии пациент будет находиться в трубе томографа, в своеобразном замкнутом пространстве, поэтому пациентам, страдающим клаустрофобией (боязнью замкнутого пространства) обязательно перед МРТ проконсультироваться с психологом или психиатром. Возможно для того, чтобы избежать неблагоприятного воздействия замкнутого пространства на психику, такому пациенту могут назначить седативный препарат. Кроме того, для поддержания постоянного контакта между пациентом и врачом в корпус магнитно-резонансного томографа вмонтирован громкоговоритель или средство селекторной связи, позволяющей воссоздать ощущение, что пациент находится не один и за ним следит специалист.
Как пациенту необходимо готовится к МРТ исследованию и как оно выполняется?
Накануне МРТ исследования необходимо удалить с тела все металлические предметы и украшения. При активации МРТ томографа в самом аппарате возможно появление щелчков и шума, что может вызвать некоторое беспокойство пациента и помешать проведению диагностики, поэтому нередко перед исследованием пациенту назначают или рекомендуют принять успокоительные или седативные препараты, позволяющие пациенту расслабиться на период МРТ исследования. Важно, чтобы пациент по время исследования на определенный период времени находился неподвижным и сохранял ровное спокойное дыхание. В течение процедуры МРТ исследования между пациентом и врачом-радиологом будет поддерживаться постоянный визуальный и вербальный (слуховой) контакт. Как ранее было сказано, при диагностике патологии сердечно-сосудистой системы для улучшения изображения используются контрастные препараты на основе гадолиния, что может потребовать пункции и катетеризации периферической вены для их внутривенного введения. Время проведения МРТ томографии зависит от объема исследования, но чаще составляет от получаса до полутора часов.
Когда пациент получает результаты МРТ исследования?
После того, как МРТ томограф заканчивает сканирование зоны интереса, компьютер воспроизводит изображение и картину органа или ткани в виде последовательных срезов, которые в дальнейшем могут быть просмотрены и проанализированы врачом-радиологом. В настоящее время любое проведенное исследование архивируется в памяти компьютера или же записывается на компакт-диск и хранится в архиве. Обычно у опытного радиолога на интерпретацию данных МРТ сканирования уходит от получаса до 1 часа, реже, при более сложной патологии, это время может увеличиться до 2-х и более часов. По результатам оценки и анализа томограммы врач-радиолог вместе с врачом, направившим пациента на МРТ исследование, могут обсудить результаты исследования с пациентом или его родственниками. Магнитно-резонансную томографию можно выполнять в амбулаторном порядке, то есть при обращении в любое медицинское учреждение, располагающее установкой для проведения МРТ. Стоимость МРТ обычно рассчитывается коммерческими отделами медцентров предварительно с учетом планируемой программы обследования. Или же наоборот, сначала врач-радиолог выполняет исследование, оценивает качество снимков и направляет пациента в коммерческий отдел клиники для оплаты полной стоимости, соответствующей программе обследования, и после этого выдает снимки на руки. Стоимость проведения магнитно-резонансной томографии в Москве сильно варьирует и для получения оптимальной информации о цене лучше связываться с клиникой по телефону.
Какие современные тенденции используются в магнитно-резонансной томографии?
В последнее время внимание ученых сконцентрировано на создании новых, более современных и портативных МРТ томографов. Последние поколения выпускаемых аппаратов также имеют минимальный спектр шумов, возникающих при активации томографа. Кроме того, портативные томографы могут быть полезными в диагностике инфекций и опухолей мягких тканей рук, ног, локтевых и коленных суставов.
Принцип работы МРТ (видео)
Магнитно резонансная томография или сокращенно МРТ – это современный безопасный и эффективный метод диагностики, позволяющий специалистам точно определить заболевание, патологию, травму или другие нарушения в работе органов человеческого тела. Проще говоря, МРТ это сканирование, но с другим принципом действия в отличие от рентгенографии и КТ.
Магнитно резонансная томография имеет ряд преимуществ перед другими методами диагностики, а также показания и противопоказания к проведению. Предварительная расшифровка результатов исследования проводится специалистом-радиологом после процедуры. Более точное и конкретизированное объяснение результатов МРТ делается врачом с учетом данных анамнеза и клинической картины.
Принцип действия и преимущества перед другими методами диагностики
Принцип действия МРТ сканера основывается на особенностях действия магнитного поля и магнитных свойствах тканей тела. Благодаря взаимодействию ядерно-магнитного резонанса и ядер атомов водорода, во время обследования на экран компьютера выводится послойное изображение органов человеческого тела. Таким образом удается не только дифференцировать одни органы и ткани от других, но и зафиксировать наличие даже незначительных нарушений, опухолевых и воспалительных процессов.
Принцип работы МРТ позволяет точно оценить состояние мягких тканей, хрящей, мозга, органов, дисков позвоночника, связок – тех структур, которые в значительной степени состоят из жидкости. В то же время, МРТ в медицине меньше используется, если необходимо исследование костей или тканей легких, кишечника, желудка – структур, содержание воды в которых минимально.
Аппарат томографии закрытого типа
Благодаря тому, как работает МРТ, можно выделить ряд преимуществ данного вида исследования перед другими:
- В результате обследования удается получить детализированное изображение. Поэтому данная методика считается наиболее эффективной для раннего обнаружения опухолей и очагов воспаления, исследования нарушений ЦНС, опорно-двигательной системы, органов брюшной полости и малого таза, мозга, позвоночника, суставов, кровеносных сосудов.
- Магнитная томография позволяет провести диагностику в тех местах, где КТ не эффективно из-за перекрытия обследуемого участка костными тканями или вследствие нечувствительности КТ к изменениям плотности тканей.
- Во время процедуры не происходит ионизирующее облучение пациента.
- Можно получить не только изображение структуры тканей, но и МРТ показания их функционривания. Например, скорость кровотока, тока спинномозговой жидкости и мозговой активности фиксируются при помощи функциональной магнитно резонансной томографии.
- Возможность проведения контрастного МРТ. Контрастное вещество повышает диагностический потенциал процедуры.
- МРТ открытого типа позволяют проходить обследования пациентам с боязнью замкнутого пространства.
Еще одно преимущество — при постановке диагноза практически исключены ошибки. Если пациента волнует вопрос: «Может ли МРТ ошибаться?», то ответ получается немного неоднозначным. С одной стороны данная процедура является одним из самых точных методов диагностики. С другой стороны ошибки могут произойти на этапе расшифровки результатов и постановки диагноза врачом.
Классификация современных магнитных томографов
Большинство пациентов настороженно относятся к аппаратам магнитной томографии, так как не знают чего ожидать во время процедуры и боятся, что им станет плохо в замкнутом пространстве. Для других людей стандартное исследование недоступно из-за их веса (более 150 кг.), наличия психологических расстройств или детского возраста.
Однако, не все знают, что современные ученые-технологи уже давно решили и эти проблемы, разработав разные виды томографов:
- Сканер закрытого типа;
- Сканер МРТ открытого типа.
В большинстве медицинских учреждений установлены стандартные аппараты МРТ закрытого типа, то есть те, где пациент во время исследования находится в «туннеле». Такое оборудование считается наиболее надежным, так как напряженность магнитного поля в них достаточно высокая.
Но в некоторых клиниках устанавливают МРТ открытого типа. Такие аппараты считаются не такими надежными из-за низкой напряженности магнитного поля. Но с каждым годом технологии совершенствуются, и томограф открытого типа уже нельзя отнести к менее информативным или недостаточно мощным. Тем более, что такой аппарат имеет следующие преимущества:
- Конструкция томографа не предполагает наличия задвижного стола, что позволяет обследовать пациентов со значительной массой тела.
- Во время исследования пациент находится не в замкнутом пространстве. Это позволяет значительно снизить психологический дискомфорт, исключить приступы паники и клаустрофобии.
- При некоторых травмах специфическая фиксация конечностей делает невозможным помещение пациента в томограф закрытого типа. Поэтому открытые типы МРТ – единственный способ провести диагностику возможных травм внутренних органов, мозга.
Допустимость обследования пациента на открытом или закрытом томографе значительно расширяет возможности врачей в сложных или нестандартных случаях.
Показания к проведению процедуры
Для чего делают МРТ, и в каких ситуациях такой метод исследования будет эффективным? Как уже отмечалось, магнитная томография позволяет провести диагностику широкого ряда заболеваний и состояний. Все виды МРТ исследований и показания к их проведению можно классифицировать в зависимости от обследуемых органов/систем:
- : нарушение кровообращения в мозгу, подозрения на опухолевые поражения, наблюдение за состоянием мозга после хирургического вмешательства, мониторинг возможных рецидивов опухолевых процессов, подозрения на наличие очагов воспаления, эпилепсия, поражения вследствие артериальной гипертензии, травма головы.
- Височно-нижнечелюстные суставы: диагностика состояния дисков суставов, оценка эффективности хирургического лечения, неправильный прикус, подготовка к проведению ортодонтического лечения.
- Глаза: подозрения на наличие опухоли, травмы, воспалительные процессы, диагностика состояния слезных желез после травм.
- Область носа, рта: гайморит, подготовительные манипуляции перед проведением пластических операций.
- : различные дегенеративные изменения в структуре позвоночника (например, остеохондроз), защемление корешков нервов, врожденные патологии, травмы и оценка эффективности лечения после травм, подозрения на опухолевые процессы, остеопороз.
- Кости и суставы: кости, мягкие ткани, суставы – травмы (в том числе спортивные), возрастные изменения, воспалительные процессы, подозрения на наличие опухоли, травмы мышц, сухожилий, ревматоидный артрит.
- : патология внутренних органов.
- : аденома, рак простаты, оценка распространения опухолевых поражений, предоперационная подготовка, оценка состояния мочевого пузыря, мочеточников, прямой кишки, яичников, мошонки, миома матки, аномалии развития органов малого таза.
Также в случае надобности проводят обследование сосудов головного мозга, шеи, грудной области; артерий, вен, щитовидной железы. При подозрении на наличие опухолевых поражений или метастазов может быть обследовано все тело пациента.
Также показаниями к проведению МРТ могут стать инфаркт, порок или ишемическая болезнь сердца.
Противопоказания к проведению процедуры
Многих пациентов волнует, есть ли противопоказания к МРТ. Конечно же, такие ограничения для томографии существуют, как и для любой другой медицинской манипуляции.
Весь перечень противопоказаний к проведению МРТ можно разделить на абсолютные и относительные. К абсолютным относятся наличие металлического инородного тела, протеза или электромагнитного импланта, кардиостимулятора. Если проводится МРТ с контрастированием — почечная недостаточность и аллергия на контрастное вещество.
Наличие этих факторов делает проведение процедуры абсолютно невозможным. Под относительными противопоказаниями подразумеваются состояния или обстоятельства, которые со временем могут пройти/измениться, и проведение обследования становится возможным.
Относительные противопоказания:
- Первые 3 месяца .
- Психические проблемы, шизофрения, клаустрофобия, панические состояния.
- Тяжелые заболевания в стадии декомпенсации.
- Наличие у пациента татуировок, которые были выполнены с применением красителей на основе металлических соединений.
- Сильная боль, вследствие чего человек не может соблюдать полную неподвижность.
- Состояние опьянения – алкогольного или наркотического.
Является ли детский возраст пациента противопоказанием и можно ли делать МРТ детям, если да – с какого возраста? Специалисты на эти вопросы отвечают, что детский возраст не является помехой для проведения исследования. То есть делается МРТ даже новорожденным младенцам. Однако, с маленькими детьми существует другая проблема – их очень трудно заставить пребывать в неподвижном состоянии. Особенно долгое время, тем более в замкнутом пространстве. Есть несколько решений данной проблемы, например, предварительная беседа с ребенком или применение наркоза. МРТ исследование под наркозом делается и взрослым в тех случаях, когда процедуру провести крайне необходимо, но человек страдает клаустрофобией или приступами паники.
Подготовительные мероприятия
Общая подготовка к МРТ – важный этап исследования, который нельзя игнорировать. От того, насколько точно пациент будет следовать рекомендациям специалистов, зависит успешность процедуры и точность результатов.
Подготовка к исследованию начинается с обязательной консультации у терапевта. Врач уточнит данные анамнеза, проведет внешний осмотр, прояснит вопрос с противопоказаниями, подробно расскажет, как делают МРТ, даст направление на исследование конкретных проблемных зон.
Подготовка к МРТ также включает оценку собственного состояния. Пациент должен быть готов к тому, что будет находиться в замкнутом, шумном пространстве некоторое время. Если человек предполагает, что у него может начаться паника, он должен заранее заручиться поддержкой близкого человека. Родственник или супруг/а также помогут доехать домой после процедуры, если перед обследованием пациенту дадут седативные препараты для успокоения. МРТ под наркозом также требует присутствия близкого человека, который доставит пациента домой после исследования.
МРТ подготовка включает снятие (с себя и с одежды) всех металлических предметов – булавок, пирсинга, сережек и других украшений, съемных имплантов и протезов, шпилек, белья с металлическими вставками и т.д.
Перед процедурой нужно сходить в туалет, нельзя употреблять спиртное и наркотические вещества. Можно ли есть перед МРТ, принимать обычные лекарства? Да, если предстоит исследование головного мозга, суставов, глаз, носоглотки или позвоночника.
Некоторые виды томографического исследования требуют, чтобы была произведена специальная подготовка к МРТ.
Например, перед исследованием органов малого таза нужно помочиться за 3 часа до процедуры и больше этого не делать. За 60 минут перед сеансом выпить пол литра простой воды, так мочевой пузырь будет наполнен наполовину, что и требуется для правильной диагностики. Накануне вечером нужно полностью очистить кишечник с помощью клизмы или слабительного.
МРТ органов брюшной полости делается только натощак, поэтому вопрос о том, можно ли кушать перед процедурой, в данном случае не уместен. Исключения составляют ситуации, когда сеанс нельзя провести в утренние часы. В таком случае допустимо очень легко позавтракать. Очищение кишечника накануне, прием спазмолитиков за 30 минут перед сеансом – очень желательно.
Подготовка детей к исследованию на магнитном томографе
Физически детей к проведению процедуры готовят так же, как и взрослых. Если ребенок уже в таком возрасте, когда понимает, что от него хотят, и слушается родителей (6-7 лет), нужно рассказать ему, как подготовиться к МРТ самостоятельно. В случае необходимости – помочь.
Подготовка ребенка к МРТ головного мозга на аппарате открытого типа
Психологическая подготовка ребенка – необходимый предварительный этап. Нужно рассказать малышу, зачем делать МРТ, что его ждет во время этой процедуры, какие ощущения могут возникнуть, как подавить негативные мысли и страхи. Также нужно предупредить ребенка о том, сколько по времени делают МРТ и о том, что все это время он должен быть максимально неподвижным.
Если родители видят, что ребенок психологически не готов, ощущает сильный страх или есть другие сопутствующие факторы (сильная боль, эпилепсия, судорожные приступы), вероятно, придется применить глубокую седацию или поверхностный наркоз.
Как проходит сеанс магнитно резонансной томографии
Для того, чтобы во время сеанса обследования не произошло никаких неожиданностей и неприятных сюрпризов, пациенту нужно приблизительно представлять себе как делают МРТ. Стандартная процедура включает следующие этапы:
- Пациента просят раздеться и снять с тела все посторонние предметы, включая парик, съемные протезы и слуховой аппарат, украшения и т.д. На смену врач выдаст одноразовую накидку.
- Пациент принимает горизонтальное положение на специальном задвижном столе. Затем стол задвигается в тоннель аппарата. С современными томографами возможны вариации этого этапа. Например, в случае использования томографа открытого типа или аппарата предполагающего сидячее положение.
- Сколько по времени длится МРТ, зависит от вида исследования. В среднем – от 20 до 120 минут. Все это время пациент должен поддерживать абсолютную неподвижность исследуемой области тела.
- Во время сеанса томографии пациент слышит шум или гудение, возможно ощущение легкой вибрации. Чтобы облегчить нахождение в замкнутом пространстве лучше закрыть глаза и максимально расслабиться.
После окончания сеанса пациента могут попросить некоторое время подождать, чтобы удостоверится, что все прошло успешно, полученных данных достаточно и дополнительные манипуляции не требуются. После этого пациенту возвращают личные вещи и одежду – сеанс магнитно резонансной томографии окончен.
Отдельного внимания требует конкретизация того, как проходит процедура МРТ в случае применения наркоза или контрастных веществ.
Особенности проведения МРТ пациентам под наркозом
МРТ под наркозом может быть двух видов:
- Глубокая седация с применением современных лекарственных препаратов-транквилизаторов. Помогает значительно успокоить пациента, снять тревогу, купировать панические приступы.
- Наркоз, который делается с помощью внутривенной инъекции или ингаляции. Такой метод может потребовать дополнительной вентиляции легких и подключения аппаратов наблюдения за состоянием жизненных функций.
Обычно действие наркоза проходит уже через 30-60 минут после окончания сеанса исследования. Перед наркозом нельзя есть в течение 9, а детям до 6 лет – 6 часов. Пить можно только чистую воду и чай, маленькими порциями. Прием жидкости прекратить за 2 часа до процедуры.
После наркоза покидать клинику можно только с сопровождающим, самостоятельное управление транспортным средством категорически запрещено.
Магнитно резонансная томография с контрастом
Инжектор для введения контрастного вещества во время исследования
Что такое МРТ с контрастом? Это такая же процедура, как и стандартное МРТ, только для повышения информативности процедуры в вену пациента вводят безопасное нетоксичное вещество. В большинстве случаев это необходимо при диагностике опухолевых поражений. Таким образом удается провести наиболее развернутое исследование, детально изучить размеры опухоли, ее структуру и степень распространения.
Однако, опухоль – не единственная причина для проведения данного вида процедуры. Для обследования с контрастным усилением существует целый ряд показаний.
Противопоказания – беременность, лактация, аллергия (очень редкие случаи).
Никаких последствий и побочных реакций после сеанса томографии с контрастом пациент не испытывает.
Результаты магнитно резонансного исследования
То, что показывает МРТ, то есть результаты обследования, будут готовы в течение 1 или 2 дней. Если в организме все нормально, то результаты покажут, что все органы и ткани организма находятся на своих местах, имеют стандартные размеры, форму, структуру, плотность. Магнитно резонансная томография также покажет, что в теле нет злокачественных или доброкачественных новообразований, кровотечений, тромбов, воспалительных или инфекционных процессов.
Рентгенологи делают заключение по МРТ исследованию
Если же врач обнаружит какие-либо нарушения – это будет отображено в заключении и истории болезни.
Подведем итоги
МРТ – самый современный, один из наиболее точных и безопасных неинвазивных методов исследования человеческого организма. Сеанс магнитной томографии абсолютно безболезненный и подходит для обследования даже маленьких детей. То, что может показать МРТ, помогает врачу диагностировать любую проблему со здоровьем или подтвердить ее отсутствие.
Сегодня поговорим о том, что же такое МРТ , что скрывается за этим словом. Несколько лет назад все крупные медицинские диагностические центры получили в свое распоряжение совершенно новый прибор – магнито-резонансный сканер. Исследование, выполняемое с его помощью, получило название МРТ (магнито-резонансная томография ).
Оно позволяет получать высококачественные снимки внутренних органов и тканей, недоступные ни привычному рентгеновскому излучению, ни более новой компьютерной томографии. Фактически, снимки МРТ позволяют увидеть то, что ранее было доступно только патологоанатомам. В настоящее время МРТ в Москве или в любом другом городе теперь сделать весьма легко, в настоящее время данные аппараты появились во многих клиниках. Данный вид обследования хорош еще и тем, что позволяет на ранних стадиях определить, например причину головной боли. На своем опыте знаю, как меня два года мучали сильные головные боли, часто теряла сознание, а врачи ставили диагноз эпилепсия, но у меня то боли становились все чаще и сильнее, и только когда попала на обследование в нейрохирургическую клинику и мне сделали мрт в таком громадном аппарате,(который я шутя называла "камера на колесиках"), мне поставили точный диагноз - опухоль головного мозга и начали правильно лечить.
Принцип работы магнито-резонансного сканера (МРТ)
В отличие от других популярных подходов, при магнито-резонансном построении изображения (МРПИ) нет необходимости использовать небезопасные рентгеновские лучи или радиоактивные элементы. В основе работы аппарата МРТ лежит явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и обработка полученных данных компьютерными программами. Из курса физики известно, что протоны атомов обладают положительным зарядом, другими словами, проявляют магнитные свойства и имеют северный и южный полюса. Мощное внешнее магнитное поле заставляет их упорядочивать свое пространственное расположение согласно линиям напряженности поля.
Затем на ориентированные частицы оказывается направленное электромагнитное воздействие на частоте радиоизлучения протонов. Эта дополнительная энергия сообщает протонам импульс вращения (спин). После этого внешнее воздействие снимается, а высокочастотное излучение исходит от самих индуцированных положительно заряженных частиц и регистрируется чувствительными датчиками сканера МРТ . После компьютерной обработки данных создается подробное изображение тканей и органов.
Человеческое тело состоит более чем на 90% из воды, поэтому стимулирующее действие оказывается на протоны атомов водорода. Так как каждому элементу соответствует определенная естественная частота излучения, то из всего спектра атомом поглощается только определенная энергия, являющаяся резонансной. Зная ее, легко можно воздействовать на нужный элемент периодической таблицы. В настоящее время активно развиваются механизмы воздействия не только на водород, но и на фосфор, натрий, а также некоторые другие элементы. Это позволяет не только увидеть внутренние органы, но и «заглянуть» в саму клетку без физического вмешательства.
При обследовании регистрирующие датчики размещаются вокруг исследуемого органа, благодаря чему удается получать не просто фотографию, а построенное компьютером объемное изображение. Такие МРТ-снимки позволяют очень точно диагностировать причину заболевания, вплоть до измерения силы кровотока.
МРТ сканирование относится к одному из наиболее безопасных, ведь возбужденные протоны, излучив сообщенную энергию в радиочастотном диапазоне, восстанавливают свое первоначальное состояние. Это дает возможность без последствий проводить даже МРТ мозга.
Удачи вам! До скорых встреч на страницах портала
Здоровья Вам и вашим близким! админ портала Alla
Метод МРТ (магнитно-резонансная томография), в настоящее время является единственным методом лучевой медицинской диагностики, имеющий уникальные возможности получения всех данных об организме пациента, с высокоточными сведениями о метаболизме, анатомии и физиологии тканей и органов.
В период обследования на аппарате МРТ, создается серия снимков органов и тканей человека в различной проекции, которые после оценки и обработки медицинским специалистом дают возможность сделать достаточно точный вывод.
Принцип работы МРТ
МРТ – это способ получения послойного изображения тканей и органов человеческого организма при помощи феномена ЯМР (магнитно-ядерный резонанс).
Магнитно-ядерный резонанс, считается физическим явлением, основанным на свойствах протонов (атомных ядер). В электромагнитном поле, с помощью радиочастотного импульса, происходит излучение энергии в виде сигнала, который в дальнейшем регистрируется и преобразуется в компьютерной системе.
Метод ЯМР позволяет изучать человеческий организм благодаря насыщенности водородом тканей организма и особенностям их магнитных свойств. На основе векторного направления параметров протона, обычно имеющие две фазы расположенные противоположно, и их привязанности к магнитному моменту, можно установить, в какой проекции находится определенный атом водорода.
Если в магнитное внешнее поле поместить протон, то магнитный момент (спин), будет иметь противоположное направление к магнитному моменту поля. При воздействии электромагнитным излучением, имеющим определенную частоту, на исследуемый участок организма, часть протонов меняют свое месторасположение, но вскоре возвращаются в исходное положение. В данный период компьютерная система сбора данных томографа, проводит регистрацию “расслабившихся” ранее возбужденных протонов.
Подготовка к МРТ
Следует подчеркнуть, что магнитное поле аппарата МРТ, сильнее земного магнитного поля в 10000 раз. В связи с этим, при проведении диагностики соблюдаются все требования безопасности и строго учитываются противопоказания.
Обследование требует заполнение анкеты, где указывают краткую информацию о себе, состоянии здоровья и возможные ограничения.
Перед процедурой на аппарате МРТ, с себя снимают предметы одежды, которые содержат металл. Причем, в некоторых видах декоративных косметических средствах (например, тушь), содержатся примеси металлов, что определенно помешает созданию точной и правильной картины исследования. Поэтому косметика перед процедурой тщательно удаляется.
Технология проведения МРТ
В специальной комнате для исследования пациент располагается внутри трубы МРТ. Участок диагностики определяет врач назначивший процедуру.
Время исследования – примерно двадцать минут. В данном периоде пациент должен находиться неподвижно, от чего будет зависеть качество снимков.
За пациентом врач наблюдает через специальное окошко или при помощи видеокамеры. При необходимости, нажатием кнопки можно подать сигнал и поговорить с врачом через переговорное устройство.
Существуют случаи, когда для получения точного результата, внутривенным способом вводится контрастное вещество. Побочные эффекты в данной процедуре отсутствуют.
В течение тридцати минут пациент получает готовое заключение и снимки.
В настоящее время практически каждому человеку известно о пользе диагностики заболеваний с помощью рентгенографии и компьютерной томографии. Порой без них невозможно вылечить человека, то есть установить точный диагноз.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — метод получения изображений внутренних органов человека, основанный на явлении ядерно-магнитного резонанса (ЯМР).
Физика метода
Человеческое тело содержит большое количество протонов — ядер атома водорода: в составе воды, в каждой молекуле органического вещества — белках, жирах, углеводах, мелких молекулах... Протон же - один из немногих атомов, у которого есть собственный магнитный момент или вектор направления. При отсутствии внешнего мощного магнитного поля магнитные моменты протонов ориентированы случайным образом, то есть стрелки векторов направлены в разные стороны.
Если же поместить атом в сильное постоянное магнитном поле все меняется. Магнитный момент ядер водорода ориентируется либо сонаправленно направлению магнитного поля, либо в противоположном направлении. Во втором случае энергия состояния будет чуть выше. Если же теперь воздействовать на этим атомы электромагнитым излучением резонансной частоте (к счастью для нас, это частота радиоволн, абсолютно безопасная для человека), то часть протонов поменяют свой магнитный момент на противоположный. А после отключения внешнего магнитного поля они вернутся в исходное положение, выделяя энергию в виде электромагнитного излучения, которое и регистрируется томографом.
Ориентация магнитных моментов ядер а ) в отсутствии б ) при наличии внешнего магнитного поля
Эффект ЯМР можно представить не только на протонах, но и на любых изотопах, имеющих ненулевой спин (то есть вращающихся в определенном направлении), чья встречаемость в природе (или в организме человека) достаточно велика. К таким изотопам можно отнести 2 Н, 31 Р, 23 Na, 14 N, 13 C, 19 F и некоторые другие.
История МРТ
В 1937 году Изидор Раби , профессор Колумбийского университета изучил интересное явление, при котором атомные ядра образцов, помещённые в сильное магнитное поле, поглощали радиочастотную энергию. За это открытие он получил Нобелевскую премию по физике в 1944 году.
Позже две группы физиков из США, одна под руководством Феликса Блоха , другая — Эдварда М. Парселла , впервые получили сигналы ядерного магнитного резонанса от твёрдых тел. За это оба в 1952 также удостоились Нобелевской премии физике.
В 1989 Норман Фостер Рамсей получил Нобелевскую премию по химии за теорию химического сдвига, которую сформулировал в 1949 году. Суть теории в том, что ядро атома можно опознать по изменению резонансной частоты, а любую молекулярную систему может описать её спектр поглощения. Эта теория стала основой магнитно-резонансной спектроскопии. В период с 1950 по 1970 годы ЯМР использовался для химического и физического молекулярного анализа в спектроскопии.
В 1971 году физик Раймонд Дамадьян (США) открыл возможность применения ЯМР для обнаружение опухолей. Он продемонстрировал на крысах, что сигнал водорода от злокачественных тканей сильнее, чем от здоровых. Дамадьян и его команда потратили 7 лет на разработку и создание первого МР-сканера для медицинского отображения человеческого тела.
Доктор Дамадьян при попытке получить собственное МРТ изображение
В 1972 году химик Пол Кристиан Лотербур (США) сформулировал принципы отображения ядерного магнитного резонанса, предложив использовать переменные градиенты магнитного поля для получения двумерного изображения.
В 1975 г. Ричард Эрнст (Швейцария) предложил использовать в магнитно-резонансной томографии фазовое и частотное кодирование и Фурье-преобразования, метод, который используется в МРТ и в настоящее время. В 1991 году Ричард Эрнст удостоился Нобелевской премии по химии за достижения в области импульсной томографии.
В 1976 Питер Мэнсфилд (Великобритания) предложил эхо-планарное отображение (EPI) — самую скоростную методику, основанную на сверхбыстром переключении градиентов магнитного поля. Благодаря этому время получения изображения уменьшилось с нескольких часов до нескольких десятков минут. Именно Питер Мэнсфилд вместе с Полом Лотенбуром в 2003 году получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине за изобретение метода магнитно-резонансной томографии. Кстати, любопытно, что с Лотенбуром над созданием метода МРТ работал правнук Альфреда Нобеля, Микаэль Нобель.
Итак, 3 июля 1977 , спустя почти 5 часов после начала первого теста, наконец, получили первое изображение среза человеческого тела на первом прототипе магнитного резонансного сканера.
Первое МРТ-изображение среза человеческого тела. Получено 3 июля 1977 года
Устройство томографа
МР-томограф состоит из следующих блоков: магнит, градиентные, шиммирующие и радиочастотные катушки, охлаждающая система, система приема, передачи и обработки данных, система экранирования (см. рис.)
Схема МР - томографа
Магнит — самая, собственно, важная и дорогая часть томографа, создающая сильное устойчивое магнитное поле. Магниты в МР-томографе бывают самые разные: постоянные, резистивные, сверхпроводящие и гибридные.
В томографе с постоянным магнитом поле создается между двумя полюсами, сделанными из ферромагнитных материалов (ферромагнетик — вещество, обладающее магнитными свойствами в отсутствии внешнего магнитного поля). Плюс такого томографа в том, что он не требует дополнительной электроэнергии или охлаждения. Однако создаваемое таким типом томографов поле не превышает по своей индукции 0,35 Тл (Тесла, Тл — единица измерения силы магнитного поля. Надо сказать, что и 0,35 Тл — это мощное магнитное поле, в 10000 раз мощнее магнитного поля Земли). Недостатки постоянных томографов — высокая стоимость непосредственно самого магнита и поддерживающих структур, а также проблемы с однородностью магнитного поля.
В резистивных магнитах поле создается пропусканием сильного электрического тока по проводу, намотанному на железный сердечник. Сила поля таких МРТ примерно чуть больше — 0,6 Тл. Но эти томографы нуждаются в хорошем охлаждении и в постоянном электропитании для поддержания однородности магнитного поля.
В гибридных системах для создания магнитного поля используются и проводящие ток катушки, и постоянно намагниченный материал.
Для создания полей свыше 0,5 Тл обычно необходимы сверхпроводящие магниты, которые очень надежны и дают однородные и стабильные во времени поля. В таком магните поле создается током в проводе из сверхпроводящего материала, не имеющего электрического сопротивления при температурах вблизи абсолютного нуля (-273,15°C). Сверхпроводник пропускает электрический ток без потерь. В МРТ обычно используется провод из ниобий-титанового сплава длиной в несколько километров, вложенный в медную матрицу. Охлаждается эта система жидким гелием. Более 90% производящихся сегодня МР-томографов составляют модели со сверхпроводящими магнитами.
Внутри магнита расположены градиентные катушки, предназначенные для создания небольших изменений главного магнитного поля. Приложенные в трех взаимно перпендикулярных направлениях, градиентные поля позволяют точно локализовать зону интереса в трехмерном пространстве.
Шиммирующая катушка — это катушка с малым током, создающая вспомогательные магнитные поля для компенсации неоднородности главного магнитного поля томографа из-за дефектов основного магнита или присутствия намагниченных объектов в поле исследований.
Радиочастотная (РЧ ) катушка представляет собой одну или несколько петель проводника, создающих магнитное поле, необходимое для поворота спинов на 90° или 180° и регистрирующих сигнал от спинов внутри тела.
Еще недавно клинической практике верхний предел напряженности магнитного поля составляет 2 Тл, однако сегодня на рынок выходят уже семитесловые томографы.
Типы МРТ
По виду конструкции МР-томографы могут быть открытые и закрытые. Первые МРТ-сканеры конструировались как длинные и узкие туннели. МРТ открытой конструкции имеют горизонтальные или вертикальные противостоящие магниты и имеют больше пространства вокруг пациента. Существуют системы для исследования пациентов в вертикальном положении.
МРТ-сканер с вертикальным положением пациента
МРТ-сканер открытого типа
МРТ -сканер закрытого типа
Диффузионно-тензорная МРТ. Этот метод определяет направление и тензор (силу) диффузии молекул воды в тканях: клетках, сосудах, нервных волокнах. Метод не требует использования контрастного вещества и поэтому абсолютно безопасен. На основе полученных в ходе томографии данных строят карты диффузии. Данный метод хорошо подходит для исследования ЦНС, позволяет хорошо визуализировать проводящие структуры мозга. Тензорную МРТ иногда называют трактографией.
Изображение проводящих путей мозга, получено с помощью диффузионно-тензорной МРТ
МР-ангиография. Метод визуализации кровеносных сосудов, основан на отличии сигнала движущихся протонов в крови от сигнала протонов окружающих неподвижных тканей.
МР-ангиография сосудов головы
Функциональная МРТ. Метод основан на регистрации кровообращения активно работающих участков мозга. Этому методу на портале будет посвящен отдельный материал.
МР-спектроскопия. Метод позволяет определить наличие определённых метаболитов (лактата, креатинина, N-ацетиласпартата и многих других) в тканях, органах и полостях, что позволяет делать выводы о наличии заболевания, его динамике.
Применение МРТ
МРТ позволяет увидеть любые внутренние органы человека, не нанося ему вреда. Высокая разрешающая способность, безопасность делают МРТ весьма популярным и перспективным методом исследования в клинической практике, несмотря на довольно высокую стоимость.
Помимо исследования больших объектов — человека, животных, для исследователей есть и другие способы использования магнитного резонанса. Например, МР-микроскопия. Для химиков, физиков и биологов МР-микроскопия возможно самый мощный инструмент изучения веществ на молекулярном уровне. Можно локализовать в 3D объеме магнитные ядра, позволяющие получать изображения и наблюдать объекты с разрешением, достигающим 10 -6 м.
ЯМР-микроскопия сегодня уже применяется для обнаружения микродефектов в различных объектах. Для химиков метод позволяет идентифицировать составы сложных смесей.
Источники:
1. Хорнак Дж. П. Основы МРТ. 2005
2. Марусина М.Я., Казначеева А.О. Современные виды томографии. Учебное пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. - 132 с.
3. McRobbie D. W. et al. MRI from Picture to Proton. - Cambridge university press, 2006.
4. http://www.fonar.com/nobel.htm
5. Александр Грек. Мозги на просвет: Цветные мысли. Популярная механика // 2008 — № 2(64) — стр. 54-58
6. http://www.bakuprightmri.com
7. http://mri-center.ru/mrt-otkritogo-tipa
8. Окользин А. В. Магнитно-резонансная спектроскопия по водороду в характеристике опухолей головного мозга //Онкология. - 2007. - Т. 8.
Дарья Прокудина