Мощность магнитного поля в мрт
Вам назначили исследование с помощью магнитно-резонансной томографии? Как выбрать, какой именно томограф вам необходим?
Что лучше в каждом конкретном случае? А может быть просто достаточно того, что это — МРТ, а характеристики аппарата не имеют значения?
Попробуем разобраться.
Чтобы понимать
Если говорить просто, в основе метода МРТ лежит воздействие на организм человека определённого сочетания электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости.
ВСЕ ЛИ ТКАНИ МОЖНО ОДИНАКОВО ХОРОШО
«УВИДЕТЬ» НА МРТ? КАК ОКАЗАЛОСЬ, НЕТ
На воздействие этих факторов реагируют входящие в состав молекул протоны водорода. Аппарат фиксирует эти сигналы, преобразуя их в соответствующие изображения на экране монитора.
Что «видит»?
Возникает первый вопрос: все ли ткани можно одинаково хорошо «увидеть» на МРТ? Как оказалось, нет. МРТ имеет преимущества в анализе образований, богатых протонами водорода. Их много, в частности, в воде, которой, в свою очередь, богаты мягкие ткани. Поэтому самая «сильная» сторона этого метода — именно такие анатомические (и патологические) образования (головной мозг, мышцы, связки, сухожилия, хрящ и некоторые другие). Вместе с тем МРТ в ряде случаев хорошо «справляется» и с костной тканью.
Читайте материал по теме: МРТ, КТ, УЗИ – как выбрать, что необходимо?
Когда мощность имеет значение
Как оказалось, качество изображения зависит не только от концентрации протонов водорода, но и мощности/напряжённости используемого магнитного поля. Термин «мощность» не совсем корректен, и на практике под ним понимается физическая величина, обозначающая единицу измерения индукции магнитного поля — Тесла (Тл, международное обозначение — Т).
Существуют различные классификации томографов по данному критерию. В качестве примера приведем одну из них.
Аппараты МРТ, напряженность магнитного поля в которых составляет менее 0,5 Тесла, получили название низкопольных. До 1 Тесла — среднепольные. 1,5 Тесла — высокопольные. Более 1,5 — сверхвысокопольные.
Что даст информация о Тесла?
Понятно, что низко- и среднепольные томографы — не самые мощные. Это означает, что они могут выявлять лишь достаточно крупные патологические изменения. Например, их мощности достаточно пригодны для исследования ряда патологий позвоночника, головного мозга.
Считается, что аппараты с низкой мощностью не позволяют эффективно диагностировать болезни сердечно-сосудистой системы, некоторые заболевания головного мозга, выполнять магнитно-резонансную ангиографию.
АППАРАТЫ МРТ, НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
В КОТОРЫХ СОСТАВЛЯЕТ МЕНЕЕ 0,5 ТЕСЛА,
ПОЛУЧИЛИ НАЗВАНИЕ НИЗКОПОЛЬНЫХ.
ДО 1 ТЕСЛА — СРЕДНЕПОЛЬНЫЕ.
1,5 ТЕСЛА — ВЫСОКОПОЛЬНЫЕ.
БОЛЕЕ 1,5 — СВЕРХВЫСОКОПОЛЬНЫЕ
Вместе с тем в открытых источниках встречаются данные, согласно которым томографы до 0,5 Тл полностью отвечают клинико-диагностическим требованиям в 95% всех клинических применений. Для аппаратов 0,5-1,0 Тл этот показатель составляет 97%. Томографы более 1,0 Тл соответствуют всем требованиям, используясь также и в научных исследованиях.
Также сообщается, что между изображениями, полученными на аппаратах мощностью 1,5 и 1 Тл имеется ощутимая разница.
«Хочу пройти исследование на высокопольном томографе»: всегда ли это возможно?
Технически аппараты с высокой напряженностью магнитного поля относятся к так называемым томографам закрытого типа. Это, по сути, сквозная «труба», которая открыта с двух сторон (голова и стопы), но полностью закрыта по периметру пациента.
Затруднения для прохождения процедуры в таком приборе могут возникнуть тогда, когда пациент боится замкнутого пространства. С помощью специальной работы преодолеть этот страх возможно, но удаётся это не всегда.
Читайте материал по теме: Как помочь пациенту, испытывающему страх перед МРТ-диагностикой?
Другой момент, ограничивающий диагностику на высокопольном томографе — большой охват тела пациента. Такое может быть, в частности, при тяжелых степенях ожирения и конституционально крупном телосложении. Хотя многие виды современного оборудования во многих случаях позволяют обследовать таких пациентов, полностью исключить этого нельзя.
Есть ли выход для перечисленных категорий исследуемых? Да. Томографы меньшей мощности — низко- и среднепольные — выпускаются как аппараты открытого типа. Что это значит? В таком томографе пациент лежит на столе, над ним находится еще одна часть установки. По бокам, а также со стороны головы и стоп — свободное пространство.
В ряде случаев аппараты такого типа также используются для обследования детей.
«Быстрее. Выше. Сильнее»: куда движется технология МРТ?
Согласно имеющимся данным, созданные на сегодняшний день и широко используемые в клинической практике томографы позволяют решить любую диагностическую задачу — разумеется, в той области, в которой применение принципа МРТ обосновано и целесообразно.
Вместе с тем появляются сообщения о том, что помимо мощных 1,5 и 3-тесловых установок был создан томограф с напряженностью поля в 7 Тл, а несколько месяцев назад в США (Миннесота) анонсирован самый «сильный» на сегодняшний день аппарат в 10,5 Тл.
Читайте материал по теме: Когда необходима позитронно-эмиссионная томография?
Но «если звезды зажигают — значит это кому-нибудь нужно»? По-видимому, да. Однако существует мнение, что в целом безопасный для организма человека метод магнитно-резонансной томографии безопасен до уровня 2-2,5 Тл, а всё, что выше, предназначено для исследовательских целей. Если так, то как объяснить, что 7-тесловый аппарат уже одобрен для клинического применения Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA, США)? Чем объясняется «гонка» мощностей — даже если с помощью таких приборов можно будет «увидеть невидимое»?
Прогресс = новые вопросы
Технология МРТ поступательно развивается. На сегодняшний день имеются аппараты разных мощностей и типов.
Как сориентироваться в том, какой аппарат и «сколько тесла» подойдет именно вам? Действительно ли разница в мощности МРТ (будь то маломощные аппараты или томографы, 1,5, 3 и 7 Тесла) имеет клиническое значение? Можно ли у нас в стране сделать МРТ с наиболее высокими показателями мощности, применяющимися на сегодняшний день в клинической практике? Кто принимает окончательное решение в вопросе мощности и типа прибора в каждом конкретном случае? И что делать, если есть ограничения для прохождения диагностики в высокопольном томографе?
Помочь разобраться в этих вопросах мы попросили кандидата медицинских наук, специалиста в области лучевой диагностики, члена правления группы медицинских компаний «Эксперт», директора «Института Эксперт» Андрея Владимировича Коробова.
Ответ:
Получение простых ответов на сложные вопросы – любой из нас готов к приобретению таких возможностей. При этом, сама формулировка запроса подразумевает принятие выбора на стороне пациента. Тогда как сложность и глубина физики процесса получения МРТ-изображения исключает возможность эффективного принятия решения по выбору места где делать исследование по такому, казалось бы простому и понятному параметру, как напряженность магнитного поля.
Без специальных глубоких знаний как в клинических, патофизиологических, патоморфологических процессах, так и в диагностических возможностях визуализации того или иного конкретного оборудования принять такое решение невозможно. Индивидуальные особенности обследуемого также могут иметь критические значения для возможности проведения исследования. Всё это накладывает особую ответственность на врача, принимающего решение и осуществляющего выбор.
БЕЗ СПЕЦИАЛЬНЫХ ЗНАНИЙ КАК В КЛИНИЧЕСКИХ,
ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ, ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ,
ТАК И В ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЯХ ВИЗУАЛИЗАЦИИ
ТОГО ИЛИ ИНОГО КОНКРЕТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ПРИНЯТЬ РЕШЕНИЕ О ТОМ, АППАРАТ
КАКОЙ ИМЕННО МОЩНОСТИ ПОДОЙДЁТ, НЕВОЗМОЖНО
Приверженцы классического подхода к проведению диагностического процесса утверждают финальную роль в принятии решения за врачом-клиницистом, который, в идеальной картине мира, делает назначение и выписывает направление на исследование, определяя, в том числе и вид МРТ диагностической процедуры и место (или несколько мест при их равнозначности по его представлениям) проведения обследования.
Проблемой является тот факт, что, получая высокую квалификацию в той или иной специальности, врач, зачастую, лишен возможности получать самую современную информацию в смежных областях медицины, какой может являться, в частности, МРТ-диагностика, которые развиваются настолько динамично, что специализированная популяризация отстаёт от реального осуществления их возможностей. Именно поэтому, наиболее эффективной в принятии решения по виду и по месту проведения МРТ обследования является связка как врача-клинициста, знающего и понимающего все нюансы того или иного предполагаемого к уточнению патологического процесса, так и врача-рентгенолога, располагающего сведениями о всех возможностях того или иного конкретного аппаратного комплекса.
НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОЙ В ПРИНЯТИИ РЕШЕНИЯ
ПО ВИДУ И ПО МЕСТУ ПРОВЕДЕНИЯ
МРТ-ОБСЛЕДОВАНИЯ ЯВЛЯЕТСЯ
СВЯЗКА ВРАЧА-КЛИНИЦИСТА И ВРАЧА-РЕНТГЕНОЛОГА
В случае настойчивого желания пациента принять решение по выбору самостоятельно, следует помнить, что эффективные возможности низкопольных (ниже 1 Тл) систем фокусируются на рутинном сканировании неподвижных органов и структур, каковыми были и остаются такие классические для применения МРТ-области сканирования, как головной мозг, позвоночник, крупные суставы. При любом предположении о возможном усложнении диагностической ситуации следует сделать выбор в сторону проведения исследования на оборудовании с напряжённостью магнитного поля 1 Тл и выше.
Хотя и из этого правила есть исключения, потому что на открытых низкопольных системах с поперечным направлением магнитного поля относительно продольной оси тела человека, получаемые изображения ничуть не уступают изображениям, полученным на аппаратах с напряжённостью магнитного поля 1 Тл и выше.
Читайте материал по теме: Чем отличаются открытый и закрытый томографы?
Также следует учитывать тот факт, что независимо от напряжённости магнитного поля аппарата, самостоятельное приятие решение о проведении обследования пациентом максимально, что может гарантировать, это пусть высокотехнологичное, но всё-таки скрининговое, «обзорное», «поисковое» исследование без фокусировки внимания врача-рентгенолога на возможных существенных деталях клинической картины патологического процесса и без применения специализированных, необходимых именно при этих проявлениях возможного заболевания технических и технологических возможностей сканирования, что формирует безусловный риск неумышленного пропуска той или иной патологии.
САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ПРИЯТИЕ ПАЦИЕНТОМ
РЕШЕНИЯ О ПРОВЕДЕНИИ ОБСЛЕДОВАНИЯ МАКСИМАЛЬНО,
ЧТО МОЖЕТ ГАРАНТИРОВАТЬ, ЭТО ПУСТЬ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОЕ,
НО ВСЁ-ТАКИ СКРИНИНГОВОЕ,
«ОБЗОРНОЕ», «ПОИСКОВОЕ» ИССЛЕДОВАНИЕ
Именно поэтому, какое бы уникальное техническое МРТ-оснащение современная медицина не представляла, максимально эффективное его использование возможно лишь в применении связки врача-клинициста и врача-рентгенолога для принятия решения о проведении того или иного диагностического обследования.
Источник
История развития магнитно – резонансной томографии
Фундаментальным открытием в области физики было открытие Николой Тесла вращающегося магнитного поля в 1882 году в Будапеште.
В 1956 году в Мюнхене в Германии было образована международная электротехническая комиссия «Общество Тесла». Все машины МРТ откалиброваны в единицах » Тесла «. Сила магнитного поля измеряется в Тесла или в единицах Гаусс. Чем сильнее магнитное поле , тем большее количество радиосигналов, которые могут быть получены из атомов тела и, следовательно, тем выше качество изображения МРТ. 1 Тесла = 10000 Гаусс
- Низкое поле МРТ = до 0,2 Тесла (2000 Гаусс)
- Среднее поле МРТ = от 0,2 до 0,6 Тесла (от 2000 Гаусс до 6000 Гаусс)
- Высокое поле МРТ = от 1,0 до 1,5 Тесла (от 10000 Гаусс до 15000 Гаусс)
В 1937 году профессор Колумбийского университета Исидор И. Раби, работая в Пупинской физической лаборатории в Колумбийском университете, Нью-Йорк, отметил квантовое явление, которое было названо ядерно-магнитным резонансом (ЯМР). Он выяснил , что атомные ядра отмечают свое присутствие за счет поглощения или излучения радиоволн при воздействии достаточно сильного магнитного поля .
Профессор Исидор И. Раби получил Нобелевскую премию за свою работу. В 1973 году Павел Лотербур, химик и исследователь ЯМР из Университета штата Нью-Йорк, получил первое ЯМР изображение.
Раймонд Дамадиан, врач и экспериментатор, работая в Даунстейтовском медицинском центре Бруклина, обнаружил, что сигнал водорода в раковой ткани отличается от здоровой ткани, потому что опухоли содержат больше воды. Чем больше воды, тем больше атомов водорода. После выключения аппарата МРТ, остаточные колебания радиоволн от раковой ткани длятся дольше, чем от здоровой ткани.
С помощью своих аспирантов, врачей Лоуренса Минкоффа и Майкла Голдсмита, доктор Дамадиан создал переносные катушки для мониторинга излучения водорода, и через некоторое время первый МРТ аппарат был сконструирован . 3 июля 1977 в течение почти пяти часов было проведено первое сканирование человеческого тела с помощью МРТ, а первые сканы пациента с раком груди были проведены в 1978 году.
Принцип работы МРТ
Магнитно-резонансная томография является медицинским диагностическим методом, который создает изображения тканей и органов человеческого тела с использованием принципа ядерного магнитного резонанса. МРТ может генерировать изображение тонкого среза ткани любой части человеческого тела — под любым углом и направлением. МРТ позволяет получить изображение человеческих органов и тканей с помощью электромагнитного поля.
МРТ создает сильное магнитное поле, а в организме человека есть своеобразные маленькие биологические » магниты «, состоящие из намагниченных протонов, входящих в состав атомов водорода. Протоны является основным элементом магнитных свойств тканей организма.
Во-первых, МРТ создает устойчивое состояние магнетизма в человеческом теле, когда тело помещено в постоянное магнитное поле. Во-вторых, МРТ стимулирует организм с помощью радиоволн, что меняет стационарную ориентацию протонов . В-третьих , аппарат останавливает радиоволны и регистрирует электромагнитную трансмиссию организма . В-четвертых , передаваемый сигнал используются для построения внутренних изображений тела с помощью обработки информации на компьютере .
МРТ изображение не является фотографическим. Это, на самом деле, компьютеризированная карта или изображение радиосигналов, излучаемых человеческим телом. МРТ превосходит по своим возможностям компьютерную томографию, так как не используется ионизирующее излучение как при КТ, а принцип работы основан на использовании безвредных электромагнитных волн.
Мощность магнитного поля
Магнитно-резонансная томография (МРТ) является многоплоскостным методом визуализации, основанном на взаимодействии между
радиочастотным электромагнитным полем и некоторыми атомными ядрами в теле человека (обычно водорода), после помещения тела в сильное магнитное поле. Этот метод визуализации особенно качественно визуализирует мягкие ткани. Качество МРТ зависит не только от напряженности поля (выше 1 Тл считается высоким полем), но и от выбора катушки, использования контраста, параметров исследования, опыта специалиста, оценивающего полученное изображение и способного определить наличие патологии. Введение внутривенно контраста (гадолиния) часто используется при МРТ исследованиях. В настоящее время в МРТ аппаратах используется поле мощностью от 0.1 до 3.0 Т. В последние годы появились также томографы мощностью 7 Т, но их применение в клинике пока находится в стадии испытаний.
В клинической практике для аппаратов применяют следующую градацию аппаратов по мощности:
- Низкопольные от 0.1 до 0.5 Т
- Среднепольные от 0.5 до 0.9 Т
- Высокопольные выше 1 Т
- Сверх высокопольные 3.0 и 7.0 Т
Также подразделяют аппараты на открытого типа и закрытого (туннельного типа).
До последнего времени аппараты открытого типа были представлены только низкопольными аппаратами, но в настоящее время уже выпускаются и активно используются аппараты МРТ открытого типа с высоким полем (1 Т и более). Кроме того, появились аппараты для проведения исследований пациента в вертикальном положении или сидя. Разнообразие различных видов аппаратов МРТ позволяет очень широко использовать этот метод диагностики для определения морфологических изменений или функциональных нарушений при различных патологических состояниях.
Все аппараты можно условно разделить на низкопольные и высокопольные или открытого или туннельного типа.
Нередко пациенту трудно сделать выбор между проведением исследования на низкопольном или высокопольном аппаратах. Но между низкопольными и высокопольными аппаратами существует значительная разница.
Открытые (низкопольные) сканеры дают низкое качество изображений, и некоторые исследования для уточнения диагноза приходится повторять после низкопольных аппаратов на высокопольных аппаратах. Высокопольные МРТ аппараты с напряженностью магнитного поля (1 — 1,5-3.0 Тесла) обеспечивают высокое разрешение, которое позволяет визуализировать более детально структуру органов и тканей. Низкопольные аппараты МРТ обычно имеют мощность магнитного поля от 0.23 до 0.5 Тесла . Чем выше напряженность магнитного поля, тем лучше визуализация и более быстрее происходит сканирование. Существует прямая пропорция между увеличением мощности магнитного поля и качеством визуализации тканей .
МР аппараты сканируют тело слоями (срезами). Чем выше магнитное поле, тем срезы тоньше, что позволяет получить более детальную морфологическую картину тканей и, таким образом, более точно поставить диагноз.
Высокопольные МРТ требуют меньше времени на проведение исследования, благодаря более высокому магнитному полю. Высокопольные МРТ сканируют тело в полтора-два раза быстрее, чем аппараты низкопольные (открытого типа). Это очень важно, так как при длительном исследовании вероятность движения пациента и появления артефактов изображения увеличивается.
Высокопольные МРТ аппараты обеспечивают самые передовые методы визуализации, некоторые из которых не могут быть выполнены на аппаратах с низким магнитным полем.
Высокопольные аппараты МРТ постоянно совершенствуются для обеспечения большего комфорта для пациента и уменьшение беспокойства пациента во время проведения исследования. В последние годы были разработаны новые МРТ сканеры с существенно более короткой трубкой, что позволяет голове пациента быть снаружи отверстия магнита при выполнении ряда исследований. Отверстие магнита расширено в конце трубки, что уменьшает у пациента чувство замкнутого пространства, потому что голова пациента находится на пути к расширенному концу. Кроме того, отверстие имеет большую ширину, чем у более ранее сконструированных сканеров, что обеспечивает больше пространства вокруг пациента во время проведения исследования.
Тем не менее, у высокопольных аппаратов есть несколько минусов:
- Клаустрофобия. Небольшой процент пациентов боятся замкнутого пространства и не могут находиться внутри высокопольного аппарата. Подавляющему большинству этих пациентов бывает достаточно принять легкое седативное до проведения исследования .Но при наличии выраженной клаустрофобии проведение исследования на аппаратах туннельного типа таким пациентам бывает весьма затруднительно .
- Размер. МРТ-аппараты высокопольные имеют ограниченное пространство, и некоторые пациенты из-за больших размеров тела могут быть слишком велики, чтобы уместиться в туннеле МРТ аппарата. Некоторые высокопольные МРТ имеют также ограничения по весу.
- Боль. Если у пациента имеется сильный болевой синдром в спине, в шее или другие симптомы то это затрудняет возможность пациента лежать неподвижно в течение длительного периода.
Поэтому, низкопольные (открытого типа) аппараты МРТ могут быть более подходящим для некоторых пациентов, например, с истинной клаустрофобией или с большими размерами тела.
Задать вопрос
Источник