Что такое adc на мрт
В создании ДВИ участвуют молекулы, чувствительные к диффузионному измерению. Благодаря этому может быть измерено движение молекул за определенный период времени — b. Использование сильных градиентных импульсов позволяет маркировать каждую молекулу воды в системе и ее положение по отношению к используемому градиенту.
Существенную роль в получении ДВИ играет принцип диффузионной контрастности, в основе которого диффузия молекул воды вдоль градиента поля уменьшает МР-сигнал.
Эта зависимость является экспоненциальной: сигнал = Sо exp (–bD), где D — коэффициент диффузии ткани (здоровая ткань около 10 мм2/с); b — коэффициент диффузионного взвешивания (b-значение, с/мм2).
Чем больше b-значение, тем сильнее диффузионное взвешивание. Область сниженной диффузии показывает отно- сительную гиперинтенсивность сигнала. В клиническом применении интересны области, в которых диффузия уменьшена по отношению к окружающей области, например, в клеточных мембранах. Благодаря сниженной диффузии уменьшение сигнала здесь несколько меньше и соответствующие зоны на изображении представлены более светлыми. Интенсивность сигнала на изображениях зависит от направления диффузион- ного взвешивания. Создаются три проекции одного и того же сечения (при b-значениях > 0). Подобное диффузионное обследование помогает отличить изотропную патологию от анизотропной структуры окружающей ткани.
Создаются следующие типы изобра- жений: ортогональные изображения, ИКД-карты (ADC — Apparent Diffusion Coefficient), следящие изображения (контрастность показывает средний ко- эффициент диффузии во всех направлениях), сравнительные Т2-ВИ в том же положении сечения (b = 0).
Все рассчитанные изображения соз- даются непосредственно после измере- ния. Для каждого положения сечения и b-значения (не равного 0) получают изображения в направлениях диффузионного взвешивания (в направлениях выбора сечений, считывания и фазового кодирования).
Все ДВИ обозначены интенсивно- стью и направлением диффузионного взвешивания. Интенсивность сигнала в ДВИ зависит не только от скорости диффузии, но и от значений времени релаксации Т1-, Т2-ВИ и протонной плотности. Относительный вклад этих факторов зависит от параметров после- довательности (ТE, TR, времени диффузии, напряженности диффузионно- го градиента и т. п.). В связи с этим с целью отделения влияния диффузии от других параметров рассчитываются карты кажущегося коэффициента диффузии.
На ИКД-изображениях, а чаще на- зываемых также ADC-картах, значение серого характеризует (с помощью пикселов) распределение коэффициентов диффузии в обследуемой зоне. Чем меньше степень выраженности диффузии, тем темнее пикселы.
Определяемый ИКД зависит от процессов диффузии в имеющихся раз- личных структурах, внутриклеточных и межуточных пространствах. ИКД- изображения не содержат ни Т1-, ни Т2- составляющих, и считается, что таким образом это исключает наличие артефактов.
ДВИ получают после подачи сильных биполярных импульсов на фоне последовательности спин-эха или градиент- эха с различными параметрами, которые представляют собой фактор b, измеряемый в с/мм2, и силу градиентов диффузии. А новые МР-томографы с более мощными и быстрыми градиентными подсистемами и новыми катушками способствуют повышению соотношения сигнал/шум на получаемых изображениях при использовании значений b в диапазоне от 500 до 1000 с/мм2, что значительно повышает качество изображения.
Клиническое применение:
- Раннее выявление ишемического инсульта
- Дифференциация между ранним и поздним инсультом
- Дифференциация между эпидермоидной и арахноидальной кистой
- Дифференциация между абсцессом и опухолями с некрозом
- Выявление кортикальных поражений головного мозга
- Дифференциация между герпесом и диффузной глиомой
- Стадирование глиом и менингиом
- Оценки демиелинизации
Диффузионно-взвешенные изображения (ДВИ, DWI) – метод визуализации Броуновского «беспорядочного» движения молекул воды в тканях [1].
Отношение гистологического строения ткани и скорости диффузии достаточно сложны, но сводятся к тому, что плотность расположения клеток и уменьшение объема внеклеточного пространства ведут к уменьшению диффузии. Диффузионно-взвешенные изображения особенно полезны в диагностике опухолей и ишемии головного мозга.
Терминология
Существует небольшая путаница в том, как врачи и радиологи понимают ограничение диффузии, причем и те, и другие иногда на самом деле не понимают, о чем они говорят.
Первая проблема заключается в том, что термин «диффузионно-взвешенное изображение» используется для обозначения ряда различных понятий:
- изотропная диффузионная карта (то, что большинство радиологов и называет ДВИ — изотропное изображение с использованием одного коэффициента диффузии b);
- последовательнось, в результате которой получается ДВИ, b=0 и ИКД карты;
- еще более общий термин, охватывающий все диффузионные методики получения изображений, включая диффузионно-тензорные изображения.
Кроме того, также существует путаница в определении патологического ограничения диффузии. Во многом, это связано с широким использованием ДВИ в диагностике инсульта, при котором ишемизированная ткань на изотропных картах имеет высокую интенсивность МР сигнала, и, как бы подразумевается, что в неизмененных участках мозга ограничения диффузии не определяются. А по сути, это является более красивым, но не полностью верным выражением — «диффузия в пораженном участке демонстрирует большее ограничение, чем ожидалось для этой ткани».
Кроме того, не все врачи знакомы феноменом T2-просвечивания — иной причины высокого сигнала на ДВИ.
Для более аккуратной и точной формулировки «ограничения диффузии», врач должен помнить, что мы имеем дело с фактическими значениями ИКД (в условиях полноценного программно-аппаратного обеспечения рабочей станции врача). Также желательно использовать такие формулировки как: «область демонстрирует патологически низкое значения ИКД (патологическое ограничение диффузии)» или «высокий МР сигнал на изотропных изображениях (ДВИ) подтверждается патологическим ограниченнием диффузии на ИКД картах/изображениях».
Физика
В отличие от свободной диффузии молекул воды в лабораторных условиях, диффузия молекул воды в вокселе ткани мозга, во-первых, ограниченна клеточными мембранами, а кроме того, представляет собой комбинацию диффузий воды в следующих пространствах:
- диффузия внутриклеточной жидкости
- в цитоплазме в целом
- в органеллах
- диффузия внеклеточной жидкости
- интерстициальной (внутритканевой)
- внутри сосудов
- лимфатической
- различных биологических полостей, например, желудочков головного мозга
- диффузия между внутри- и внеклеточным пространствами
Вклад пространства будет зависеть от ткани и патологического процесса. Например, при остром инсульте головного мозга уменьшение значений ИКД является результатом комбинации:
- движения воды во внутриклеточное пространство, приводящая к набуханию клеток; при этом диффузия внутриклеточной жидкости за счет органелл итак более ограничена, чем во внеклеточном пространстве
- уменьшения объема внеклеточного пространства (за счет набухания) [2].
Схожие механизмы приводят к низким значениям ИКД в опухолях с высокой клеточностью (например, в лимфоме/PNET или глиоме высокой степени злокачественности).
Клиническое применение
Главная роль ДВИ в следующих клинических ситуациях [3-5]:
- ранняя диагностика инсульта головного мозга
- дифференциальная диагностика острого инсульта от хронического
- дифференциальная диагностика острого инсульта от заболеваний, симулирующих острый инсульт
- дифференциальная диагностика эпидермоида и арахноидальных кист
- дифференциальная диагностика абсцесса головного мозга и некроза опухоли
- оценка кортикальных поражений при болезни Крейтцфельдта-Якоба
- дифференциальная диагностика герпетического энцефалита и диффузных глиом височной доли
- оценка распространенности диффузного аксонального поражения
- стадирование глиом и менингиом
Смотрите также: Интракраниальная патология с повышением МР сигнала на диффузинно-взвешенных изображениях
МРТ последовательность
На изображени справа показана спин-эхо последовательность с диффузионным градиентом. Градиентная катушка для получения диффузии может быть совмещена с градиентом или градиентами, используемыми для пространственного кодирования. Степень диффузионной взвешености зависит от площади диффузионного градиента, интервала между градиентами, эффекта пространственной локализации градиентов и размера вокселя.
- стационарная молекула воды (спин/протон) — не подвергается воздействию градиентов диффузии и сохраняет свой сигнал.
- подвижная молекула воды (спин/протон) — приобретает сдвиг по фазе под воздействием первого градиента и не восстанавливается при следующем импульсе — следовательно, теряет сигнал.
Диффузно-взвешенные магнитно-резонансные изображения (DW MRI) обеспечивают контрастность картинки, зависящей от случайного микроскопического движения протонов воды, которая может быть существенно изменена различными патологическими процессами.
Диффузионно-взвешенная магнитно-резонансная томография использует T2-взвешенные серии импульсы с двумя дополнительными градиентными импульсами, которые равны по величине и противоположны по направлению. Эти градиентные импульсы образуются в промежутке между возбуждением ядерных спинов и сбором данных. В результате, формирующиеся изображения более чувствительны к молекулярному движению воды в направлении применяемых дополнительных градиентов. Дополнительные градиентные импульсы приводят к ослаблению интенсивности сигнала вдоль оси, вдоль которой они применяются, что прямо пропорционально диффузии воды в этой области. Быстрая диффузия воды приведет к выраженному снижению сигнала и изображение выглядит более темным. Например, в головном мозге, сканируемые зоны ишемического инфаркта, характеризуются снижением области диффузии воды из-за снижения кровотока. Таким образом, на диффузионно-взвешенных изображениях эти зоны выглядят гиперинтенсивными (яркими). Амплитуда ослабления сигнала от воды на диффузионно-взвешенных изображений, зависит от двух факторов: поступательного движения молекул воды, и суммарной диффузии. Последнее зависит от силы, длительности и времени между градиентными импульсами. Чувствительность к диффузии воды определяется b-градиентным фактором (сек / мм 2). Чем выше значения b, тем более чувствительны диффузно-взвешенные изображения (как правило, в последовательностях диффузно-взвешенных изображений используется 3-4 коэффициента b — B50, B500, B1000 и b1400). Помимо данных ряда диффузионно-взвешенных изображений, есть еще один способ представить диффузионные данные, который называют кажущийся коэффициент диффузии (ADC) карты воды. Они рассчитываются с диффузионно-взвешенных изображениях после приобретения. Он рассчитывается после получения диффузно-взвешенных изображений.
Использование
Онкологический скрининг всего тела (!)
Исследование головного мозга (!)
Исследование холестеотомы (!)
Исследование предстательной железы (!)
Исследование органов малого таза (!)
Исследование молочных желез (!)
Исследование переднего отдела шеи
Исследование тонкого кишечника
Исследование печени
Исследование позвоночника
Исследование крестцово-подвздошного сочленения
Серия диффузно-взвешенных изображений (DW) аксиальные срезы головного мозга со значениями фактора b (b0, b500, b 1000)
Карта ADC со значениями b0, b500, b1000
Серия диффузно-взвешенных изображений (DW) с жироподавлением аксиальные срезы шеи со значениями фактора b (b0 и b800)
Карта ADC со значениями b0 и b800
Серия диффузно-взвешенных изображений (DW) с жироподавлением аксиальные срезы предстательной железы со значениями фактора b (b0, b500 и b1000)
Карта ADC со значениями b0, b500 и b1000
Серия диффузно-взвешенных изображений (DW) с жироподавлением аксиальные срезы молочных желез со значениями фактора b (b0, b500 и b1000)
Карта ADC со значениями b0, b500 и b1000
Серия диффузно-взвешенных изображений (DW) с жироподавлением аксиальные срезы органов женского малого таза со значениями фактора b (b0, b500 и b1000)
Карта ADC со значениями b0 и b800
Некоторые пациенты заинтересованы в комплексном обследовании организма. Существуют разные способы диагностики, включая сканирование в режиме МРТ-диффузия, всего тела. В чем суть процедуры, можно узнать из нашей статьи.
Диффузионно-взвешенная МРТ (DWI) — одна из последовательностей, используемая при магнитно-резонансной томографии. Сканирование позволяет оценить процессы, происходящие в организме. В зависимости от изучаемой области процедура может длиться от нескольких минут до двух часов. За это время установка создает сотни или тысячи снимков. DWI-режим применяют в сочетании с другими импульсными последовательностями при магнитно-резонансном сканировании. МРТ позволяет не только визуализировать явные патологии, но и выявить изменение сигнала от структур, форма и размер которых не нарушены, что помогает своевременно начать терапию.
МРТ в режиме диффузии, что это?
Пациенты нередко путают данный режим со спектральной магнитно-резонансной томографией. В чем разница между процедурами? В живых клетках и пространстве между ними содержится много воды. Молекулы постоянно перемещаются. Проникают сквозь мембрану в клетку и обратно. Процесс перехода называют диффузией. Нормальный обмен молекулами воды отличается от патологического: при развитии заболеваний порядок нарушается. Клетки отдают воду медленнее, чем получают, в результате набухают и деформируются. Бывает обратная ситуация. Из клетки уходит больше молекул воды, чем поступает. Магнитно-резонансная томография в последовательности DWI фиксирует показатели диффузии в тканях, рентгенолог сравнивает полученные данные с нормой и делает заключение о наличии или отсутствии нарушений.
Области применения технологии:
- раннее выявление острого нарушения мозгового кровообращения по ишемическому типу;
- дифференциальная диагностика миелинопатий;
- прогноз постгипоксических поражений центральной нервной системы;
- ЛОР-патологии (холестеатомы, паратонзиллярные абсцессы и т.п.);
- воспалительные болезни кишечника;
- онкопоиск (диффузионную магнитно-резонансную томографию используют как дополнительный метод выявления отдаленных метастазов);
- очаговые поражения паренхиматозных органов.
На МР-снимках в последовательностях DWI (слева) и FLAIR (справа) визуализируется лакунарный ишемический инсульт (указан стрелкой)
Спектральная МРТ определяет биохимические изменения, вызываемые различными патологическими состояниями. Как и DWI, диагностика неинвазивна. Исследование позволяет оценить резонансную частоту протонов, входящих во всевозможные химические соединения внутренних органов и биологических жидкостей.
Что показывает МРТ-диффузия всего тела?
Магнитная томография с использованием данного режима подходит для сканирования отдельных областей (головного мозга, брюшной полости и т.д.) и целого организма. Так называемое “диффузное МРТ” помогает в обнаружении:
- ишемии (недостатка кислорода, возникающего из-за нарушения кровообращения);
- воспалений и иных патологических процессов;
- аномалий развития внутренних органов;
- злокачественных и доброкачественных опухолей (результаты диффузного исследования не являются окончательным диагнозом, характер новообразования установит биопсия) и т.д.
Визуализация участков с отклонениями от нормы — показание для повторного применения магнитного резонанса с целью более детального изучения зоны интереса. Сканирование меньшей по размеру области информативнее диффузионной томографии всего тела.
Снимок магнитно-резонансной томографии в режиме DWI. Стрелками обозначена обширная зона ишемии в правой теменной доле головного мозга
Дополнительное исследование головного мозга позволит провести дифференциацию инсульта и рассеянного склероза или очагов онкологии. По снимкам можно определить давность острого нарушения кровообращения.
Показания и противопоказания к “диффузному МРТ”
Процедуру назначают для уточнения диагноза при:
- ишемических инсультах;
- инфарктах;
- подозрении на опухоль и т.д.
У онкологических больных диффузионную томографию применяют на всех этапах лечения:
- перед хирургическими вмешательствами;
- после операции;
- в процессе терапии (для контроля результативности применяемых методов);
- в период ремиссии.
Противопоказания к использованию данного вида магнитно-резонансной диагностики те же, что и для обычной. Процедуру нельзя проводить при наличии у пациента:
- кардиостимулятора — томограф может повредить устройство, что опасно для жизни человека;
- имплантата среднего уха — есть риск поломки аппарата;
- эндопротезов и других металлических предметов в теле, восприимчивых к влиянию магнитного поля.
Диффузионную МРТ всего тела не делают беременным женщинам в первом триместре. Сложности с диагностикой на аппарате закрытого типа могут возникнуть при избыточной массе тела человека. Тоннельные томографы рассчитаны на вес не более 120 кг. В ситуациях превышения данного параметра и при клаустрофобии подбирают альтернативные виды исследования.
Как проходит МРТ-диффузия?
Перед процедурой человеку необходимо избавиться от предметов, содержащих металл: украшений, зубного протеза, съемного слухового аппарата, очков и т.д. Электронные устройства и другие личные вещи оставляют в раздевалке. Если у пациента есть эндопротез, надо принести в клинику документ с информацией о материале изделия.
МРТ-диффузия отдельной области или всего тела проходит следующим образом:
- специалист инструктирует обследуемого по поводу предстоящей процедуры;
- пациент ложится на спину на передвижной стол томографического аппарата;
- для предупреждения непроизвольных движений туловище и конечности фиксируют специальными креплениями;
- стол перемещают в тоннель;
- выполняют сканирование зоны интереса;
- по окончании процесса транспортер выдвигают, пациент покидает диагностический кабинет, врач-рентгенолог приступает к интерпретации изображений и составлению заключения.
Исследование всего тела всегда выполняют не только в диффузионно-взвешенном режиме. Для максимальной информативности изображений рекомендуют сделать фото в идентичной плоскости в последовательностях STIR или Т2 ВИ с подавлением жира.
Инструктаж перед процедурой магнитно-резонансной томографии
Диффузионное МРТ всего тела — длительная процедура, требующая полной неподвижности обследуемого. Чтобы чувствовать себя комфортно, лучше надеть просторную одежду из натуральных тканей или взять в клинику сменный комплект. Пациентам с болевым синдромом следует предварительно обсудить с лечащим врачом вопрос приема анальгезирующих препаратов.
Расшифровка снимков МРТ-диффузии
Изучением томограмм занимается врач-рентгенолог. В результате сканирования в диффузионном режиме получают большое количество фотографий зоны интереса в трех взаимно перпендикулярных проекциях — аксиальной, сагиттальной и коронарной. Цель специалиста — сравнить изображения на снимках с показателями здоровых тканей и органов. Картинок получают очень много, и доктор использует вспомогательные программы, “отсекающие” лишнее и позволяющие сосредоточить внимание на главном.
По завершении интерпретации томографических снимков рентгенолог отдает заключение и диск с фотографиями пациенту. Результаты предоставляют доктору, который выписал направление на диффузную МРТ. Если пациент обратился в диагностическую клинику самостоятельно, проводивший сканирование специалист пояснит алгоритм дальнейших действий. При сомнениях в точности расшифровки больной может попросить рассмотреть “диффузные снимки МРТ” другого врача-рентгенолога, это снизит вероятность ошибки.
Многие пациенты пытаются самостоятельно расшифровать изображения магнитно-резонансной томографии. Это сложная задача: для интерпретации фото необходимо не только знать структуры зоны интереса, но и пространственное соотношение анатомических областей. Человек без профильного образования не сумеет рассмотреть все детали и правильно истолковать результаты исследования.
Лечащий врач “прочитает” снимки, ознакомится с заключением рентгенолога, сопоставит данные магнитно-резонансной томографии с другой информацией (анамнезом, лабораторными анализами, итогами прочих методов инструментальной диагностики), определит заболевание и подберет способ терапии.
Если Вас заинтересовала диффузно-взвешенная МРТ, обращайтесь в нашу клинику! Записаться на процедуру в “Магнит” можно по телефону +7 (812) 407-32-31.