Частоты электромагнитного излучения в мрт
Магнитно-резонансная томография (МРТ) – что это такое?
Магнитно-резонансная томография – современный метод исследования структуры, состояния и работы внутренних органов. В его основе лежит измерение электромагнитных волн, исходящих от тканей организма. Эти сигналы передаются на компьютер, который расшифровывает их и преобразует в изображение. Полученные данные анализирует и оценивает специалист, проводящий МРТ.
Современное оборудование позволяет получить трехмерное изображение внутренних органов, благодаря чему исследование имеет высокую информативность. МРТ помогает выявить большое число заболеваний, которые не диагностируются так точно при помощи других методов.
МРТ имеет большие преимущества перед инвазивными и рентгенографическими методами исследования, так как представляет собой безопасную и комфортную процедуру. Благодаря этому исследование применяется в диагностике заболеваний многих органов и систем:
- головного мозга;
- сосудов шеи и головного мозга;
- челюсти и височно-челюстного сочленения;
- суставов;
- спинного мозга;
- позвоночника;
- органов брюшной полости;
- органов таза;
- дыхательной системы;
- эндокринной системы;
- лимфатической системы;
- репродуктивной системы.
Одно из самых распространенных направлений применения магнитно-резонансной томографии – диагностика заболевания нервной системы. МРТ головного мозга позволяет выявить опухоли и определить стадию их развития, диагностировать проблемы с сосудами, рассеянный склероз и другие патологии.
Многих пациентов интересует – при МРТ мозга облучение происходит и опасно ли оно? Какую дозу радиации получает организм в процессе проведения исследования? Опасно ли МРТ для здоровья?
Уровень излучения на МРТ
В отличие от рентгена и компьютерной томографии (КТ) пациенты получают нулевую дозу радиации при проведении МРТ, так как это исследование основано не на ионизирующем излучении, а на электромагнитном воздействии.
Влияние магнитно-резонансного томографа сопоставимо с воздействием излучения сотового телефона или микроволновой печи. МРТ не вызывает нарушений в структуре, состоянии и работе тканей и органов, являясь при этом высокоточным методом диагностики.
Поэтому можно быть уверенными: при МРТ мозга облучения не происходит.
Магнитно-резонансная томография при онкопатологии
Пациентам с онкопатологией МРТ назначают с применением контрастного вещества – для повышения информативности исследования: это позволяет детально изучить опухоль и питающую ее сосудистую сеть. Благодаря высокоточной и диагностике назначается максимально эффективное лечение.
Отсутствие облучения обеспечивает возможность применения МРТ для онкобольных с подтвержденными диагнозами различных злокачественных опухолей, которым противопоказаны рентгенографические методы исследования. Рентген и компьютерная томография могут за счет ионизирующего облучения нанести вред тканям организма: вызвать изменения в ДНК и негативно повлиять на уже существующие патологические процессы. Электромагнитное воздействие при МРТ безопасно как для опухолей, так и для здоровых тканей и органов.
Как часто можно делать магнитно-резонансную томографию?
При отсутствии противопоказаний МРТ может назначаться – в зависимости от заболевания и особенностей его течения – так часто, как это необходимо для выработки эффективного плана лечения или его корректировки. Так как процедура является безопасной для организма, ее можно проводить с минимальным временным промежутком.
Частоту проведения МРТ может определить только врач. При наличии острой потребности или в соответствии с выработанным планом динамического наблюдения исследование осуществляется несколько раз в течение одного дня. Опасности для здоровья МРТ не представляет.
Томография – принцип действия
Действие магнитно-резонансного томографа строится на влиянии электромагнитного поля, возникающего в аппарате, на организм пациента. Обследуемый ложится на выдвижной стол, который медленно проходит внутри тоннеля-магнита. В нем создается магнитное поле, которое воздействует на атомы водорода в теле пациента, заставляя их выстраиваться параллельно возникшему полю. Радиочастотный импульс, издаваемый при этом томографом, вызывает в атомах водорода резонанс. Эта «обратная связь» регистрируется компьютером, который преобразует ответные колебания в изображение. Этот принцип действия томографа называется магнитно-ядерным резонансом.
МРТ проводится в течение 15-20 минут, за это время компьютер анализирует достаточное количество информации, полученной в результате взаимодействия магнитных полей томографа и организма пациента. В некоторых случаях диагностика проводится дольше – МРТ позвоночника и брюшной полости длится около часа.
Во время проведения МРТ пациент не испытывает каких-либо неприятных ощущений. Лежать необходимо неподвижно, так как от этого зависит качество полученных изображений и точность диагностики.
Чтобы не нарушить работу томографа, основанную на электромагнитном резонансе, перед обследованием нужно снять все металлические предметы и электронные аксессуары и приборы. На одежде не должно быть металлических деталей.
Предварительной подготовки к МРТ не требуется.
Противопоказания
МРТ, являясь безопасным и безболезненным методом диагностики, имеет ряд противопоказаний, которые связаны не только с предполагаемым негативным влиянием электромагнитных волн, но и с психологическим фактором и со случаями индивидуальных реакций на контрастные вещества.
МРТ противопоказана:
- во время беременности (из-за возможного отрицательного воздействия электромагнитных волн на плод);
- пациентам с металлическими имплантатами (кардиостимуляторами, слуховыми аппаратами, протезами суставов и др.);
- пациентам с аллергическими реакциями на йод, который входит в состав контрастного вещества;
- пациентам, страдающим клаустрофобией и другими психическими расстройствами.
Возможны ли осложнения?
Многочисленные исследования по поводу проведения МРТ не выявили негативных последствий этой диагностической процедуры для организма. Влияние электромагнитных волн, излучаемых томографом, сопоставимо с излучением от сотового телефона. Под воздействием последнего мы находимся значительно большее время.
Поэтому можно с уверенностью говорить, что при проведении исследования, в том числе – МРТ мозга побочные эффекты не возникают.
Преимущества проведения МРТ в МЕДСИ
- Оборудование нового поколения премиум-класса;
- Расшифровка исследования опытным врачом;
- Выполнение срочных исследований, в том числе при травмах;
- Проведение исследований для взрослых и детей;
- Проведение исследований под наркозом для пациентов, страдающих клаустрофобией;
- Безопасность исследования.
В 1973 году американский химик Пол Лотербур опубликовал в журнале Nature статью под названием «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса». Позднее британский физик Питер Мэнсфилд предложит более совершенную математическую модель получения изображения целого организма, а в 2003 году исследователи получат Нобелевскую премию за открытие метода МРТ в медицине.
Немалый вклад в создание современной магнитно-резонансной томографии внесет и американский ученый Реймонд Дамадьян, отец первого коммерческого аппарата МРТ и автор работы «Обнаружение опухоли с помощью ядерного магнитного резонанса», опубликованной в 1971 году.
Но справедливости ради стоит отметить, что задолго до западных исследователей, в 1960 году, советский ученый Владислав Иванов уже подробно изложил принципы МРТ, тем не менее авторское свидетельство он получил лишь в 1984 году… Давайте же оставим споры об авторстве, и рассмотрим наконец в общих чертах принцип работы магнитно-резонансного томографа.
В наших организмах очень много атомов водорода, а ядро каждого атома водорода — это один протон, который можно представить в виде маленького магнитика, существующего благодаря наличию у протона ненулевого спина. То что ядро атома водорода (протон) имеет спин, — это значит что оно как бы вращается вокруг своей оси. При этом известно, что у ядра водорода есть положительный электрический заряд, а вращающийся вместе с наружной поверхностью ядра заряд — это подобие маленького витка с током. Получается, что каждое ядро атома водорода — это миниатюрный источник магнитного поля.
Если теперь много ядер атомов водорода (протоны) поместить во внешнее магнитное поле, то они начнут пытаться сориентироваться по этому магнитному полю подобно стрелкам компасов. Однако в процессе такой переориентации ядра начнут прецессировать, (как прецессирует ось гироскопа при попытке его наклонить), потому что магнитный момент каждого ядра оказывается связан с механическим моментом ядра, с наличием у него упомянутого выше спина.
Допустим, ядро водорода поместили во внешнее магнитное поле с индукцией 1 Тл. Частота прецессии в этом случае составит 42,58 МГц (это так называемая ларморовская частота для данного ядра и для данной индукции магнитного поля). И если теперь оказать дополнительное воздействие на это ядро электромагнитной волной с частотой 42,58 МГц, возникнет явление ядерного магнитного резонанса, то есть амплитуда прецессии возрастет, поскольку вектор общей намагниченности ядра станет больше.
И таких ядер, способных прецессировать и попадать в резонанс, в наших телах миллиард миллиардов миллиардов. Но поскольку в режиме обычной повседневной жизни магнитные моменты всех ядер водорода и других веществ в нашем теле друг с другом взаимодействуют, то общий магнитный момент всего тела равен нулю.
Действуя радиоволнами на протоны, получают резонансное усиление колебаний (увеличение амплитуд прецессий) этих протонов, а по окончании внешнего воздействия протоны стремятся вернуться к своем исходным состояниям равновесия, и тогда уже они сами излучают фотоны радиоволн.
Таким образом в аппарате МРТ тело человека (или какое-нибудь другое исследуемое тело или предмет) превращается периодически то в набор радиоприемников, то в набор радиопередатчиков. Исследуя таким образом участок за участком тела, аппарат строит пространственную картину распределения атомов водорода в теле. И чем более высока напряженность магнитного поля томографа — тем больше атомов водорода, связанных с другими атомами, расположенными рядом, можно исследовать (тем выше разрешение магнитно-резонансного томографа).
Современные медицинские томографы в качестве источников внешнего магнитного поля содержат электромагниты на сверхпроводниках, охлаждаемые жидким гелием. В некоторых томографах открытого типа для этой цели используются постоянные неодимовые магниты.
Оптимальная индукция магнитного поля в аппарате МРТ составляет сегодня 1,5 Тл, она позволяет получать довольно качественные снимки многих частей тела. При индукции менее 1 Тл не получится сделать качественный снимок (достаточно высокого разрешения), например малого таза или брюшной полости, однако для получения обычных снимков МРТ головы и суставов подходят и такие слабые поля.
Для правильной пространственной ориентации, в магнитно-резонансном томографе кроме постоянного магнитного поля используются еще и градиентные катушки, создающие дополнительное градиентное возмущение в однородном магнитном поле. В результате наиболее сильный резонансный сигнал локализуется более точно в том или ином срезе. Мощность и параметры действия градиентных катушек — наиболее значимые показатели в МРТ — от них зависит разрешение и быстродействие томографа.
Электрик Инфо — электротехника и электроника в простом и доступном изложении.
Вред МРТ (магнитно-резонансной томографии, ЯМР)В 1946 г. Felix Block и Edward Purcell впервые продемонстрировали принцип ядерно-магнитного резонанса, и за это открытие в 1952 г. им совместно была присуждена Нобелевская премия по физике. Аппарат для проведения исследования состоит из главной магнитной системы, комплектов градиентных магнитных катушек и радиочастотных катушек, единого блока питания, фильтров и коммуникационного оборудования, приспособлений для укладки больного, а также компенсирующие устройства и принадлежности. Главное (статическое) магнитное поле генерируется одним из магнитов, постоянным, резистивным или сверхпроводящим. а) Применение ядерного-магнитного резонанса (ЯМР). Электромагнитные сигналы приходят от обследуемого объекта, образуясь на основе феномена ядерно-магнитного резонанса в статическом магнитном поле, градиентных и радиочастных магнитных полях. Компьютеры суммируют получаемую информацию и выдают изображение, спектр или локальные резонансные данные. Здесь находят применение различные способы построения изображения и протоколы обработки регистрируемых спектроскопических параметров. б) Клиника вредного влияния МРТ (магнитно-резонансной томографии, ЯМР). Вредное влияние на здоровье человека могут оказывать следующие факторы: — Статические магнитные поля. Статическое магнитное поле, создаваемое главным магнитом, задает резонансную радиочастоту для ядер тех тканей, которые представляют наибольший интерес для исследователя. Действие на все тело или только на область головы магнитных полей напряженностью до 2 тесла в течение 1 ч или менее не может оказать никакого вредного влияния. — Изменяющееся во времени. Изменяющееся во времени магнитное поле (dB/dt) возникает в момент перемены магнитных градиентов, используемых для определения локализации в пространстве получаемых ядерно-магнитных резонансных сигналов. Тысячи больных уже прошли через воздействие таких изменяющихся во времени магнитных полей ограниченной напряженности без отрицательных последствий. — Радиочастотное магнитное поле. Радиочастотные магнитные поля возникают при резонансной частоте колебания ядер в исследуемых тканях. Поглощение энергии, генерируемой с радиочастотой, в организме больного может вызвать общее нагревание и местное термическое поражение. Изменяющееся с радиочастотой поле за счет поглощения объектом энергии способно вызвать нагрев металлических имплантатов, обычных татуировок или перманентных косметических татуировок, которые наносят на веки для выделения контура глаз. Риск повреждения можно уменьшить, размещая соответствующие предупреждающие знаки. — Высокие уровни акустического шума. Сильный шум создают импульсы электрического тока, питающего обмотки градиентных магнитов. Такой шум способен раздражать, вызывать дискомфорт или, достигая определенного уровня, становиться опасным. Риск вредного воздействия может быть нивелирован, если выдерживать стандарт, который определяет интенсивность акустического шума. Последний должен быть ниже уровней, соответствующих профессиональным нормативам для воздействия до 1 ч в течение рабочего дня, или ниже допустимых средних повременных и пиковых шумовых нагрузок, принятых OSHA Американской конференции по промышленной гигиене. — Лазерная система. В рассматриваемом случае лазерная установка может использоваться для позиционирования больного. Описано свойство лазера вызывать стойкое повреждение органа зрения, однако ни об одном таком происшествии сообщений не поступало. — Риск электрического тока или механической травмы. Опасности такого рода устраняют соблюдением соответствующих принципов при проектировании и эксплуатации аппаратуры.
— Другие возможные факторы риска. Поле, окружающее магнит, может быть достаточно мощным, чтобы притягивать с огромной силой объекты, обладающие ферромагнитными свойствами. Так, попавшие внутрь него металлические инструменты способны травмировать человека. Эту потенциально опасную ситуацию помогут предотвратить расклеивание предупреждающих надписей, которые запрещают посторонним людям появляться в определенных зонах, и размещение принадлежностей для оказания экстренной помощи пациентам в местах, где магнитное поле незначительно. Поле, охватывающее больного, способно привести к фатальным последствиям за счет воздействия на находящиеся в рабочем состоянии устройства, такие как кардиальные водители ритма. Статическое магнитное поле может срывать или перемещать ферромагнитные материалы, имеющиеся в теле человека, например внутрикраниальные клеммы, накладываемые на аневризмы сосудов, осколки и протезы с ферромагнитными свойствами. Каждая из таких ситуаций чревата смертельными осложнениями. После недавнего случая со смертельным исходом при проведении ЯМР (ядерного магнитного резонанса) у больного, который в прошлом перенес клипирование интракраниальной аневризмы, FDA призвало врачей быть особенно внимательными при выполнении ЯМР (ядерного магнитного резонанса) у больных с такого рода имплантатами. Нет абсолютно никаких признаков, которые могли бы гарантировать, что наличие клемм не приведет к тяжелым последствиям. Врачи и больные должны знать о том, что взаимодействие между магнитным полем и наложенными клеммами опасно. Поскольку нет методов для определения магнитных свойств таких изделий, их производители не могут гарантировать, что клеммы не будут взаимодействовать с полями, неизбежно оказывающими свое влияние, когда проводится ЯМР (ядерный магнитный резонанс). — Действия МРТ (ЯМР) на плод и младенцев. С особой осторожностью выполняется обследование плода или младенцев, поскольку они чрезвычайно чувствительны к перегреву и нуждаются в постоянном контроле за сердечно-сосудистой и дыхательной системами. — Криогенные среды из жидкого гелия. Жидкий гелий и азот, призванные создавать низкотемпературные условия, находят применение в качестве криогенной среды для охлаждения суперпроводящей обмотки в соответствующем магните. Определенное количество этих газов испаряется во время нормальной работы аппаратуры, но если возникает необходимость в быстром охлаждении магнита, то интенсивность выкипания криогенного тела резко возрастает и газ внезапно вырывается в помещение, угрожая развитием асфиксии у персонала или пациента. — Клаустрофобия. Конфигурация аппарата для ЯМР и продолжительность обследования иногда приводят к развитию приступа клаустрофобии у некоторых больных. в) Противопоказания для МРТ (магнитно-резонансной томографии, ЯМР). Суть магнитно-резонансного исследования заключается в воздействии сильного статического, динамически изменяющегося и радиочастотного магнитных полей. Проблемы создаются при наличии каких-либо металлических объектов в организме человека. При выполнении исследования все тело оказывается в магнитном поле. Следовательно, чувствительные к нему органы не могут быть экранированы, подобно тому, как это легко осуществляется при работе с ионизирующей радиацией. Уборщицы, инженеры и все, кто находится поблизости от пациента, подвергаются тому же воздействию, поэтому только конкретные лица допускаются к работе с ЯМР-аппаратом. Наличие кардиального водителя ритма — это классическое противопоказание. Людям с пейсмекером запрещено даже входить в отделение, где проводятся ЯМР-исследования. Притяжение магнитов в состоянии вызвать смещение прибора непосредственно в подкожной клетчатке или его необратимое переключение с режима работы по требованию на фиксированный ритм. Внутрикардиально расположенные провода даже при неработающем водителе ритма иногда провоцируют аритмии. Некоторые устройства, работающие на электрическом питании или на основе влияния магнитного поля, например кохлеарные имплантаты, нейростимуляторы, имплантируемые инфузионные насосы и клапаны вентрикулярных шунтов, давление открытия в которых можно менять прямо через кожу, также являются противопоказанием для выполнения ЯМР-исследования. Съемные принадлежности, такие как магнитные приемники и зубные имплантаты, перед выполнением исследования необходимо удалять. Это же касается и тех глазных протезов, в которых постоянно присутствуют магниты, а также радиотерапевтических имплантатов, способных смещаться или размагничиваться. Фиксированные имплантируемые металлические элементы, среди которых ортопедические и спинальные пластины и штифты (за исключением закрепляемых по окружности головы), не мешают магнитно-резонансному исследованию. Однако процедуру необходимо сразу же прекратить, если больной начинает жаловаться на боль в месте расположения данного элемента. Вентрикулярные шунты, устанавливаемые для лечения гидроцефалии, и гемостатические скобки практически никогда не создают проблем. Магнитно-резонансное исследование откладывается на 6 нед после операции клиппирования маточных труб и введения внутрисосудистых спиралеобразных стентов. То же самое касается фильтров, которые приобретают все большую популярность у рентгенологов, занимающихся инвазивными рентгенологическими исследованиями, и требуют надежного закрепления внутри сосуда. Немагнитные зубные имплантаты безопасны, как и внутриматочные, и диафрагмальные контрацептивные средства. Иногда протезы полового члена и грудных желез могут служить противопоказанием для исследования. Присутствие искусственных клапанов сердца допускает проведение ЯМР-процедуры, хотя раньше утверждалось обратное. Металлические фрагменты, случайно попавшие в тело человека, например дробинки, пули или шрапнель, могут мешать проведению исследования, особенно если после ранения прошло мало времени. Shellock и соавт. составили исчерпывающий перечень металлических имплантатов, материалов, устройств и других объектов. Они также описали возможные перемещения этих элементов или образование опасных перегибов под действием статических магнитных полей. — Также рекомендуем «Вред ультразвука (УЗИ)» Оглавление темы «Токсикология.»:
|