 |
1. 2 Этапы развития метода МРТ. 2 основы метода магнитно-резонансной томографии. 2. 1 физические основы МРТ
|
|
|
|
1. 2 Этапы развития метода МРТ
Сейчас можно смело сказать, что магнитно-резонансная томография (МРТ) уже прочно вошла в клиническую практику, превратившись из экзотического метода с неясными показаниями к использованию (начало 80-х годов) в целую область радиологии. К середине 90-х годов накоплен огромный опыт обследования миллионов пациентов, и уже сложились определенные представления о целесообразности использования МРТ в той или другой области клинической медицины. Все основные производители медицинского диагностического оборудования осознали необходимость разработок собственных МР-томографов и в настоящее время на рынке, имеется большое число МР-систем различного класса.
Парк МР-томографов рос достаточно быстро. Если в 1982 г. во всем мире было всего 3 прибора, пригодных для клинических исследований, то в 1993 г. — около 6500, в 1994 г. — около 9000. Ежегодно вводится в строй около 1500 новых систем. В настоящее время в США, Японии и западноевропейских странах установлено около 10 МР-систем на каждый миллион жителей. Несмотря на относительно большое число систем, потребность в исследованиях постоянно растет.
Хотя МРТ по своим физическим принципам не имеет ничего общего с рентгенологическими методами исследования, однако, при ее развитии и внедрении в практику был использован опыт рентгеновской компьютерной томографии (РКТ), что в значительной мере облегчило работу с новой визуализирующей методикой. Кроме того, поскольку к моменту появления MPT KT уже прочно заняла свое место среди других методов диагностики, то внедрение МРТ (исходя как из диагностических, так и из финансовых соображений) во многом определялось тем, насколько она при той или иной патологии эффективна по сравнению с КТ или ультразвуковыми методами исследования (УЗИ).
|
|
|
Особенностью МРТ является то, что данный метод продолжает интенсивно развиваться. Приборы становятся экономичнее, удобнее в обращении, улучшается качество изображений, сокращается время исследования. Появляются новые методики МР-исследований, неизвестные в первые годы использования метода. Поэтому время от времени статус метода, показания и противопоказания к его использованию подвергаются пересмотру. Например, если в первые годы становления МРТ эта методика рассматривалась как дополняющая данные КТ, то сейчас в области нейродиагностики МРТ заняла лидирующее положение. При обследовании внутренних органов ситуация также меняется. В большинстве случаев диагностические возможности МРТ не уступают таковым КТ. Бурное развитие спиральной КТ может внести некоторые изменения в отношении показаний к томографическим исследованиям (например, есть мнение, что КТ-ангиография сократит использование МР-ангиографии). Поэтому в данной области еще имеется целый ряд нерешенных или спорных вопросов. В то же время уже можно с достаточной определенностью высказаться как об оптимальной конфигурации и технических характеристиках МР-томографов (в зависимости от предполагаемой области их использования), так и о показаниях к их применению и диагностической эффективности по сравнению с другими методами.
2 ОСНОВЫ МЕТОДА МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ
2. 1 Физические основы МРТ
Рассмотрим отдельные аспекты физических основ МРТ, имеющих отношение к МРТ органов малого таза. Как известно, явление ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) обусловлено магнитными моментами, присущими ядрам некоторых элементов (H-1 (протоны), Na-23, P-31, С-13 и др. ). Обычно при МРТ регистрируется картина распределения протонов, так как они являются основной составляющей органов и тканей и для их визуализации достаточно магнитного поля относительно невысокой напряженности. Метод основан на том, что некоторые атомные ядра (H-1 (протоны), Na-23, P-31, С-13 и др. ) обладают магнитным моментом-спином, которому соответствует магнитный диполь. Ядерный магнитный резонанс основан на взаимодействии этих магнитных диполей с внешним магнитным полем. Магнитное поле вызывает прецессию (вращение) спинов вдоль направления силовых линий поля с частотой, пропорциональной напряженности поля. Ядра атомов могут поглощать энергию электромагнитного радиочастотного (РЧ) поля при условии совпадения РЧ с частотой прецессии ядер. Это явление и носит название ЯМР.
|
|
|
На практике для возбуждения ядерных спинов используются короткие РЧ-импульсы определенной частоты и длительности. Сразу после РЧ-импульса ядра испускают часть поглощенной энергии в виде РЧ-излучения и можно наблюдать сигнал спада ядерной индукции. Его анализ позволяет получить информацию о структуре и расположении молекул, их динамике, характере химических связей и другие сведения.
В МРТ сигналы ядерной индукции используются для неинвазивного получения изображений внутренних структур человеческого организма. С этой целью на постоянное магнитное поле накладываются более слабые градиентные поля, частота резонанса ядер начинает зависеть от их пространственных координат, в результате чего возбуждение ядер происходит в ограниченном объеме (срезе), ориентацию и расположение которого выбирает исследователь. Для получения изображений в МРТ в период регистрации сигналов ядерной индукции накладываются градиентные поля и применяются специальные РЧ-импульсные последовательности, а затем с помощью математической обработки полученных сигналов реконструируется изображение.
Обычно требуется многократное возбуждение ядер, а между двумя последовательными возбуждениями требуется выждать некоторое время для релаксации ядер. Изображения внутренних структур на МР-томограммах представлены в оттенках черно-белой шкалы. Характер сигнала определяется рядом параметров, основными из которых являются:
• протонная плотность — количество протонов на единицу плотности;
|
|
|
• время спин-решеточной релаксации Т1;
• время спин-спиновой релаксации Т2;
• движение или диффузия исследуемых структур;
• химическая жесткость связи протонов в основных радикалах;
• температура исследуемого объекта.
Для МРТ разработаны различные импульсные последовательности («спин-эхо», «инверсия-восстановление», «градиентное эхо» и др. ), которые в зависимости от поставленной задачи, определяют вклад того или иного параметра в интенсивность изображения исследуемых структур, что позволяет получать оптимальный контраст между нормальными и измененными тканями.
В зависимости от последовательности прилагаемых полей получают изображения в 2-х основных режимах (T1 и Т2). Патологические очаги различного происхождения имеют различный вид в режимах МРТ. При удлинении времени релаксации Т1 интенсивность сигнала снижается и очаг выглядит более темным, а на Т2-взвешенных изображениях увеличение времени релаксации сопровождается повышением интенсивности сигнала, и очаг выглядит более светлым (табл. 1).
Таблица 1
|
|
|
