Мрт как на нем работать
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.
МРТ – аппарат, который внешне похож на небольшой космический корабль из фильмов про будущее. И действительно, возможности этого устройства фантастические: от предсказания развития аутизма и обнаружения злокачественной опухоли там, где другие методы обследования бессильны, до визуализации происходящего с головным мозгом во время гипноза, молитвы и медитации.
Почему МРТ называют прорывом в современной медицине?
Аббревиатура МРТ расшифровывается как «магнитно-резонансная томография». За изобретение этого метода британский физик Питер Мэнсфилд и американский химик Пол Лотербур в 2003 году были удостоены Нобелевской премии по медицине. Ученые нашли способ получить посрезовые изображения органов с помощью метода магнитного резонанса. Проще говоря, визуализировать состояние внутренних органов и тканей человека путем помещения его в мощное магнитное поле.
Сегодня МРТ – максимально информативный метод обследования, с помощью которого можно получить исчерпывающие данные и о функциональном, и о физическом состоянии человека. Из всех методов лучевой диагностики магнитно-резонансная томография считается самой безвредной для организма, так как не воздействует на пациента радиационным или ионизирующим излучением. В отличие от других видов томографии, МРТ можно проходить сколь угодно часто, без риска превысить допустимую дозу радиации.
Как работает МРТ?
Магнитно-резонансный томограф – это большая цилиндрическая труба диаметром около 70 см, вокруг которой находится огромный магнит. Именно он создает сильнейшее электромагнитное поле, под воздействием которого протоны атома водорода в организме человека меняют свою пространственную ориентацию, преобразовывают энергию в радиосигналы и излучают колебания, которые регистрируют специальные приборы. Так как плотность и количество жидкости в органах различаются, ткани излучают разные сигналы. В результате МР-сканирования врач получает точную визуализацию внутренних органов пациента и может обнаружить любые патологии и нарушения в их работе.
Зачем проходить МРТ?
Магнитно-резонансная томография – неинвазивный метод, который позволяет в мельчайших подробностях изучить человеческое тело изнутри. С ее помощью чрезвычайно эффективно диагностируются заболевания головного и спинного мозга, сердца и сосудов, позвоночника, суставов, органов брюшной полости и малого таза. МРТ помогает визуализировать любые новообразования, опухоли, кисты, изменений тканей, нарушений кровотока, воспалительные процессы, последствия травм, состояние суставов и артериального и венозного кровотоков. МР-сканирование позволяет увидеть мягкие и хрящевые ткани, а также суставы – структуры, изображение которых непросто получить другими методами исследования.
Меня отправили на МРТ – чего ждать?
Во время исследования пациент ложится на специальный стол и либо частично, либо полностью помещается в тоннель томографа. Внутри трубы исследуемый находится около 20 минут и не испытывает никаких болезненных ощущений. Основная его задача – сохранять неподвижность в течение всего исследования, так как от этого зависит качество получаемых изображений.
Вентиляция, освещение и внутренний дизайн продуманы так, чтобы пациенту было удобно. Для максимального комфорта человеку могут предложить одеяло, подушку под ноги и даже наушники с классической музыкой. Некоторые исследуемые отмечали, что внутри томографа им удавалось поспать.
Все это время с компьютерной рабочей станции за пациентом наблюдает врач, и при необходимости исследуемый всегда может связаться с ним посредством переговорного устройства.
Что еще нужно знать перед МРТ-обследованием?
Сильное магнитное поле томографа может притягивать металлические предметы, поэтому перед погружением в МР-сканер пациенту нужно:
— снять с себя все металлические украшения и предметы одежды, содержащие металл (крючки, пуговицы, кнопки, молнии, пряжки и т.д.);
— вынуть из карманов все металлические предметы (ключи, монеты и пр.) и магнитные носители (проездные, кредитки и пр.);
— смыть косметику, содержащую частицы металла.
Важно знать: магнитное поле МРТ способно двигать или нагревать внедренные в человеческое тело металлические предметы. Поэтому процедура сканирования противопоказана пациентам с крупными имплантатами, кардиостимуляторами и различными ферромагнитными предметами внутри. Что касается пластин или элементов пирсинга, то в обоих случаях следует учесть два момента: материал, из которого они изготовлены, и участок тела, подвергаемый сканированию. Если во время МРТ пластина или пирсинг не подвержены воздействию магнитных волн – ограничений быть не должно. Если же подвержены, смотрим на материал: например, титановые изделия не являются противопоказанием для МРТ, а во всех остальных случаях стоит посоветоваться с врачом. В любом случае, пирсинг лучше снять. Также МРТ не рекомендуют проводить на ранних сроках беременности.
Дальше – только лучше
Первое МР-изображение было получено в 1973 году. Тогда во время исследования пациенту приходилось оставаться неподвижным в течение нескольких часов. С тех пор МР-томографы становятся все совершеннее. Одной из компаний, неустанно работающих над улучшением МРТ-аппаратов, является Philips – один из мировых лидеров в разработке и производстве медицинского оборудования. Еще в 1988 году на Международном ежегодном конгрессе американского радиологического общества RSNA компания представила аппарат Gyroscan T5 – компактную систему МР-визуализации для небольших больниц, получившую приз в категории «Значимые инновации».
Сегодня компания постоянно обновляет свои разработки в области МРТ, используя новейшие технологии и системы для повышения качества диагностики, увеличения пропускной способности и комфорта пациентов при исследовании. Так, опираясь на знание, что дискомфорт во время сканирования может существенно повлиять на результаты исследования, Philips представила МР-систему Prodiva 1.5T Тл с технологией Ambient Experience In-bore Connect. Сочетание специально подобранного мягкого освещения, изображений, музыки и интерактивного контента создают успокаивающую атмосферу, которая позволяет человеку полностью расслабиться во время процедуры МР-сканирования. Система уже подтвердила свою высокую эффективность. Например, благодаря ее установке в Университетской больнице Херлев Гентофте в Дании число повторных сканирований пациентов сократилось до 70%.
МРТ и тайная жизнь овощей и фруктов
Помимо своей прямой функции – проведения высокоэффективной диагностики различных патологий – МРТ может быть использована и для других исследований. В том числе довольно забавных. Так, технолог Энди Эллисон из Биомедицинского томографического центра завел блог, в котором делился занимательными томограммами овощей, фруктов и цветов, полученных с помощью МРТ-сканера Philips 3 Tesla. Необычные изображения продуктов заставили интернет-пользователей по-новому взглянуть на привычные вещи. Полюбуйтесь и вы этими гипнотизирующими томограммами клубники, кукурузы, цветка банана и еще десятком представителей флоры в блоге Inside Inside’s.
Можно ли увидеть кости на МРТ? Что безопаснее — МРТ или компьютерная томография (КТ)?
Почему МРТ можно заменить на КТ, а КТ на МРТ — нельзя?
Ответы на эти и многие другие вопросы дает Чугаев Антон Иванович — главный врач сети диагностических центров МРТ 24.
Врач-рентгенолог Чугаев Антон Иванович.
Что такое МРТ?
Магнитно-резонансная томография — современный метод диагностики заболеваний с использованием ядерного магнитного резонанса. Метод основан на измерении электромагнитного отклика атомов водорода.
Это звучит сложно, но на самом деле все гораздо проще. МРТ показывает сигнал от тканей, которые содержат атомы водорода. Чем больше в тканях атомов водорода, тем лучше их видно на МР-изображениях.
А поскольку больше всего атомов водорода в воде, то, чем больше в тканях воды, тем ярче сигнал на МРТ-изображении. Чем меньше воды — тем сигнал слабее.
Что показывает магнитно-резонансная томография? Что можно увидеть на МРТ, а что нельзя?
Фотография коленного сустава, полученная при помощи МРТ.
Лучше всего на МРТ видно ткани и среды, содержащие воду. Поэтому на МРТ очень хорошо видно головной мозг, ведь мозг на 75 % состоит из воды.
Кроме мозга, на МРТ очень хорошо различимы:
- Опухоли и кисты;
- Здоровые и поврежденные мышцы, связки и любые другие мягкие ткани;
- Связки, мениски суставов;
- Тела позвонков и суставы.
Очень удобно использовать МРТ для изучения патологии костей. Саму твердую кость при этом не видно, зато хорошо различимы смежные кости суставов, пропитанные костным мозгом. Благодаря этому доктор сразу замечает проблемы с костями.
Ограничения МРТ
1. Очень трудно, а иногда и невозможно различить на МРТ твердые тела вроде костей черепа и инородные тела.
2. На МРТ-изображениях не видны легкие. В легких для этого слишком много воздуха, а воздух МРТ не видит.
Кому нельзя делать МРТ?
МРТ нельзя проходить пациентам, в составе организма которых есть предметы с железными частями: например, импланты, слуховые аппараты, кардиостимуляторы, нейростимуляторы, ферромагнитные клипсы и другие включения. Это прямое противопоказание к проведению МРТ.
Перед исследованием пациент с имплантом* или протезом, который не содержит ферромагнитных или электронных составляющих, должен обязательно принести врачу специальную выписку или заключение лечащего врача.
В выписке должно быть описано, из чего сделан имплант, а в заключении врача может быть сказано, можно ли делать МРТ при наличии этого импланта.
Ни в коем случае нельзя делать МРТ пациентам, у которых есть электронные кардиостимуляторы и водители ритма. Людям с кардиостимуляторами нельзя даже близко подходить к аппарату.
*Шунтирование сердца не является прямым противопоказанием против МРТ. Лечащий врач обычно разрешает проходить магнитно-резонансное тестирование через 1-3 месяца после шунтирования.
Как проходит МРТ? Есть мнение, что во время процедуры нужно долго неподвижно лежать в большом аппарате. Что будет, если пошевелиться?
Рекомендуется делать МРТ-обследования в специализированных центрах на современном оборудовании.
Чтобы получить хорошие изображения на МРТ, нужна экспозиция по времени. Это означает, что в аппарате некоторое время придется полежать неподвижно. Если пошевелиться, то очертания тканей будут размытыми.
Из этого следует еще одно ограничение. МРТ невозможно сделать людям в неполном сознании, в шоке (например, после ранения в живот или после инсульта), и тем, кто не может слушаться команд и лежать неподвижно.
Пациенты с сильной болью не смогут лежать неподвижно и задерживать дыхание по команде врача. Когда человек шевелится, получается нечеткий смазанный снимок, бесполезный для врача.
Пациентов, которые не могут лежать неподвижно, направляют на компьютерную томографию (КТ), или делают им МРТ под наркозом.
Делают ли МРТ детям?
Да, МРТ детям делают. Но у детей есть врожденная боязнь закрытых пространств, которую малыши не могут сознательно контролировать. Поэтому маленьким детям перед процедурой часто делают наркоз.
Если ребенок постарше, рядом с ним может быть родитель. Если папа или мама будут держать ребенка за руку и успокаивать его, есть шанс, что ребенок не будет шевелиться, и получится хороший результат.
В каком случае обязательно нужно делать МРТ?
Если на исследование направил лечащий врач, МРТ нужно делать обязательно. Например, магнитно-резонансную томографию часто назначают после операции по удалению опухоли головного мозга.
Какой врач может направить на МРТ? Можно ли прийти на МРТ самостоятельно?
На МРТ может направить любой врач.
В том, чтобы самостоятельно прийти на МРТ, тоже нет ничего плохого. Во многих диагностических клиниках даже есть комплексное исследование, позволяющее исследовать большинство систем организма.
После МРТ вам выдадут на руки заключение. Но чтобы разобраться, что написано в заключении, вам придется обратиться к лечащему врачу.
Вы упомянули компьютерную томографию. Чем МРТ отличается от КТ?
Аппарат МРТ (слева) внешне очень похож на аппарат КТ (справа). Но принцип действия у приборов разный.
Главное отличие состоит в том, что МРТ — не рентгеновский метод. Это значит, что человек, который пришел на МРТ, не получает дозы лучевого облучения.
МРТ — это не вредно. Если вы сами назначите себе МРТ, ничего плохого не произойдет. МРТ можно делать даже беременным, начиная со второго триместра беременности.
КТ — это современный рентгеновский метод лучевой диагностики. Соответственно, человек, который приходит на эту процедуру, получает дозу облучения.
Часто делать КТ нельзя, и самостоятельно назначать его себе — тоже. На компьютерную томографию может направить только врач.
Преимущества КТ перед МРТ
1. КТ менее требователен к движениям. Компьютерную томографию может пройти даже человек в неадекватном и шоковом состоянии.
2. На КТ хорошо различимы инородные предметы и твердые ткани, которые на МРТ не видны. Например, КТ позволяет точно диагностировать переломы костей черепа.
3. На КТ различимы легкие.
4. КТ можно проходить людям, в теле которых есть металлические предметы. Это особенно важно, если нужно срочно обследовать человека, попавшего в автодорожную катастрофу, или любого другого человека, которому оказывали реанимационные мероприятия.
Таким пациентам ставят подключичные катетеры, подключают кислородное оборудование. Если отказаться от всего этого на время обследования на аппарате МРТ, пострадавший может погибнуть.
Есть ли аналоги у МРТ? Можно ли заменить его рентгеновским обследованием?
Аппарат КТ из диагностического центра МРТ 24.
Хотя МРТ и компьютерная томография на первый взгляд похожи, это очень разные методы диагностики, которые не заменяют, а дополняют друг друга.
Что касается технического качества изображения, то на МРТ изображения, на мой взгляд, получаются все-таки лучше, чем на КТ. Но при этом КТ подходит тем людям, которые не могут пройти МРТ.
Поэтому, когда у государственных больниц появляется выбор, какой аппарат (КТ или МРТ) приобрести первым, начинают всегда с аппарата КТ.
Где лучше делать МРТ — в крупной больнице или в специализированном центре?
Делать МРТ лучше там, где есть хороший аппарат и хороший специалист. Обычно самые лучшие аппараты и специалисты есть в специализированных центрах.
Например, в клиниках, занимающихся определенной патологией, и имеющих свое диагностическое отделение, или в специализированных центрах, занимающихся МРТ и КТ диагностикой.
При этом обследование можно делать в любой больнице, где есть современный аппарат МРТ. Хороший современный аппарат МРТ должен быть мощностью не менее 1,5 Тл (Тесла).
Как подготовиться к МРТ?
Как правило, специально готовиться к МРТ не надо. Но есть некоторые исследования, перед которыми нужно, к примеру, попить воду или принять специальные препараты. О таких манипуляциях вас должны предупредить заранее, когда вы записываетесь на исследование.
Например, если человеку исследуют органы, которые находятся рядом с кишечником, важно не принимать пищу перед исследованием, чтобы не увеличивать перистальтику кишечника. Чем интенсивнее перистальтика кишечника, чем хуже получаются МРТ-изображения соседних органов.
Что мне делать после того, как я получил на руки снимок МРТ и расшифровку?
Самостоятельно разобраться в результатах МРТ сложно. После того, как вам отдадут снимок и выписку-расшифровку, нужно будет обратиться к лечащему врачу, который направил вас на МРТ.
Напоследок скажу, что МРТ бояться не надо. Это безопасное, современное и очень информативное исследование, которое помогает поставить точный диагноз.
Читайте также:
Как сделать МРТ и КТ со скидкой?
МРТ: эффективная диагностика без вреда
МРТ: мифы и главные вопросы