Мрт подавление сигнала от жира
Заболевания крестцово-подвздошных сочленений в 30-90% случаев являются причиной болей и дискомфорта в нижней трети спины, ограничения физической активности и трудоспособности.
К основным методам диагностики структурно-функциональных нарушений КПС относится магнитно-резонансная томография. Метод выявляет ранние изменения, определяет активность процесса и степень хронизации.
Описание диагностического метода
Визуализация крестцово-подвздошного сустава методом МРТ основывается на явлении магнитного резонанса, возникающего при воздействии магнитного поля и радиочастотных импульсов на исследуемый объект.
В результате происходит процесс переориентации ядер водорода, который фиксируется датчиками и переводится в изображение.
Без смены положения тела пациента врач получает послойные снимки в разных плоскостях с толщиной среза 3-4 мм. Исследование показывает состояние структуры костных, фиброзно-хрящевых и мягкотканых элементов сочленения.
После оценки выявленных изменений врач составляет протокол диагностики и выводит изображения на плёнку либо электронный носитель.
Ключевые достоинства
МРТ относится к альтернативным методам исследования патологии КПС, благодаря ряду преимуществ:
- чувствительность 97-98%;
- чёткая визуализация структур КПС;
- подробное изучение структурных элементов губчатого и компактного слоёв костей;
- раннее выявление воспаления, до появления рентгенологических признаков;
- определение степени активности воспалительных изменений;
- диагностика отёка костной ткани, который не выявляется другими методами;
- безвредность, из-за отсутствия ионизирующего излучения;
- многократные исследования для динамического наблюдения.
Показания для исследования
Томографию назначают при наличии жалоб больного, клинической картины и дополнительных методов исследования, позволяющих заподозрить заболевания крестцово-подвздошных суставов.
Исследование показано пациентам для диагностики:
- образований крестца, подвздошных костей, сустава, мягких тканей;
- инфекционно-воспалительных процессов в крестцово-подвздошном суставе, окружающих мягких тканях;
- асептического некроза, возникшего на фоне повторных микротравм, нарушения кровоснабжения;
- системных заболеваний суставов и соединительной ткани с поражением КПС (болезнь Бехтерева, ревматоидный артрит);
- дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов с развитием деформаций (артрит, артроз);
- поражения суставов, ассоциированных с псориазом, подагрой;
- травматических повреждений;
- врождённых пороков развития;
- нарушения функции сустава;
- болевого синдрома в поясничной области.
Как подготовиться к процедуре
Для исследования костей структур, входящих в состав КПС, не предусматривается специальной подготовки. Питание, физические нагрузки, длительность сна и бодрствования сохраняется в привычном для пациента режиме.
При наличии показаний к введению йодсодержащих или гадолиниевых контрастных веществ берётся аллергическая проба на чувствительность.
За 3-7 дней до томографии с контрастным усилением для оценки функционального состояния почек сдаётся анализ крови на креатинин. За 4-5 часов до исследования запрещается приём пищи и обильного количества жидкости.
При болях в поясничной области за 20 минут до процедуры внутримышечно вводят нестероидное противовоспалительное средство («Диклофенак»).
В специальной комнате, расположенной около кабинета МРТ, пациента переодевают в одноразовую форму и взвешивают. С тела снимаются украшения, медицинские приборы, стоматологические конструкции. У женщин с лица удаляется декоративная косметика. Лаборант разъясняет ход процедуры, правила поведения.
Этапы диагностики
В аппаратной пациента укладывают на спину на стол томографа головой по направлению к магниту. Снизу расположена радиочастотная катушка для позвоночника, сверху над тазом, между пупком и лобковым симфизом устанавливается катушка для туловища.
Для предотвращения появления артефактов на снимках, во время акта дыхания катушки фиксируют к столу с помощью ремней. Центральный луч лазера проецируют над передневерхней остью подвздошной кости.
Этапы исследования:
- На первом этапе получают изображения: Т1, Т2 ВИ, Stir в косо-фронтальной и аксиальной проекциях.
- Второй этап проводится для уточнения минимальных изменений в Т1 косо-фронтальной или аксиальной проекции после введения контраста.
Контрастное усиление
Для улучшения визуализации исследуемых структур используются средства, содержащие хелаты гадолиния. Препарат вводят в вену локтевого сгиба из расчёта 0,1 мл/кг, затем через 5 минут приступают к сканированию.
После введения контрастного агента наблюдается усиление интенсивности сигнала от патологически изменённого суставного хряща, капсулы и околосуставных тканей.
Диагностика с контрастом помогает выявить:
- доброкачественные и злокачественные новообразования;
- признаки и последствия воспалительного процесса, уточнить размеры зон поражения (отёк костномозгового вещества, эрозии, субхондральный склероз);
- индекс активности воспалительного процесса в сочленении;
- степень хронизации.
Подавление сигнала от жира
Метод с жироподавлением используется для лучшей дифференциации структур в режиме Т1,Т2 (FS, fat saturation).
Подавляя яркий сигнал, исходящий от жировой ткани, диагностируется воспалительный отёк, оценивается состояние костного мозга, субхондральной кости, капсулы сочленения.
Основные ограничения
К МРТ крестцово-подвздошных сочленений не допускаются больные, которые являются носителями встроенных электронных устройств (кардиостимулятор, нейростимулятор, инсулиновая помпа).
Процедура опасна для пациентов, перенёсших операцию по установке клипс, стентов в сосудах головного мозга.
При металлических инородных телах (осколки, пули) возникает риск травмирования тканей за счёт их движения под действием магнитного поля.
Из относительных противопоказаний, когда применение метода неблагоприятно, но является жизненно необходимым, выделяют:
- выраженный болевой синдром, затрудняющий сохранение неподвижного положения;
- беременность в первом триместре;
- неконтролируемые движения;
- агрессивность;
- клаустрофобия;
- состояние опьянения.
Что показывает сканирование
Внутрикостный отёк — патологические зоны без чётких контуров располагаются в теле подвздошной кости, крестце вблизи суставной щели.
Выглядит в виде областей с пониженным сигналом в режиме Т1, с повышенным сигналом — в Stir последовательности. Воспаление синовиальной оболочки — диагностируется в совокупности с отёком костного мозга.
В синовиальной части КПС определяется гиперинтенсивный сигнал в режиме с жироподавлением, на постконтрастных Т1-ВИ. Энтезит — в области прикрепления структур мягких тканей (связок, сухожилий) к кости определяется сигнал повышенной интенсивности в постконтрастном режиме Т1-ВИ, Stir.
Воспаление капсулы сустава — на постконтрастных Т1-ВИ отмечается повышение интенсивности сигнала. Изменения имеют чёткие контуры с локализацией на передней и задней поверхности капсулы.
Субхондральный склероз — изменения начинаются с подвздошной кости с постепенным вовлечением крестца и сужением суставной щели.
Визуализируется в виде зон размером более 1 мм с пониженным сигналом или полным отсутствием в постконтрастном и нативном Т1, Т2, Stir.
Накопление жира в костях вблизи сустава — повышается интенсивность сигнала в режиме Т1. Степень жировой инфильтрации является отражением деструктивных изменений в КПС.
Эрозии — дефекты костных пластинок и хрящевой ткани, достигающие размеров 2 мм и более. При слиянии эрозированных зон наблюдается псевдорасширение суставной щели. Имеют низкоинтенсивный сигнал в режиме Т1-ВИ, и высокоинтенсивный — в Stir.
Сакроилеит
Анкилоз диагностируется при отсутствии суставной щели, костных пластинок, размытости полости сустава. Во всех режимах визуализируется в виде зоны низкоинтенсивного сигнала.
Цена исследования
Процедура МРТ относится к дорогостоящим методам диагностики. Средняя цена составляет 4000-5000 рублей. На стоимость томографии КПС влияют такие условия:
- применение контрастного агента (цена увеличивается вдвое);
- время суток при прохождении МРТ (ночью на 10-15% дешевле);
- мощность аппарата;
- профессионализм, категория, стаж рентгенолога;
- престиж, местоположение клиники.
МРТ обладает уникальными особенностями в диагностике воспалительных изменений в КПС, не выявляемых лучевыми методами исследования.
Полученные данные используются для планирования адекватной тактики лечения, которая направлена на сохранение целостности, подвижности сустава и предупреждения инвалидизации.
Симптомы воспаления КПС (видео)
Обучение — август 2016 г.
Университетский медицинский центр (UMC) г. Утрехта знакомит со своим опытом по включению МР-томографии в процессы планирования лучевой терапии
В лучевой терапии (ЛТ) используют средства визуализации для определения границ анатомических областей и планирования дозы. В общем случае задача состоит в том, чтобы направить излучение на опухоль и в максимально возможной степени оградить от него окружающие ткани. При этом требуется тщательное планирование, обеспечивающее пространственную точность и калиброванные дозы. Университетский медицинский центр (UMC) г. Утрехта включил в планирование лучевой терапии МР-томографию, преимуществом которой является высокая контрастность мягких тканей.
“Использование МРТ в лучевой терапии позволяет нам дифференцировать мягкие ткани и получить изображения органов и анатомических структур”
Д-р Мариель Филиппенс (Marielle Philippens), д-р наук
С 2008 г. д-р Мариель Филиппенс занимает должности радиобиолога и медицинского физика в отделении лучевой терапии Университетского медицинского центра г. Утрехта, проявляя особое внимание к физике МРТ. Областью ее научной деятельности является функциональная визуализация в онкологии с особым акцентом на диффузионно-взвешенную МРТ. Более конкретно, областью ее научной деятельности являются опухоли головы и шеи, рак прямой кишки и рак молочных желез.
Надежное определение границ может помочь при выделении критических анатомических структур.
Прогресс в области устройств для лучевой терапии позволяет составлять более сложные дозиметрические планы. А это приводит к необходимости более четко разграничивать опухоли и окружающие ткани, при том что определение объема мишени по-прежнему является сложной задачей. Определение границ мишени позволяет адаптировать дозу излучения к анатомической области [1–4], т. е. подвергать опухоль воздействию более высокой дозы и снизить лучевую нагрузку на окружающие ткани. В конечном итоге, снижение лучевой нагрузки на окружающие ткани может способствовать сохранению функций здоровой ткани.
Хотя стандартным методом визуализации является КТ, эта технология имеет ряд ограничений в обеспечении высокого контраста мягких тканей, особенно там, где мягкие тканевые структуры располагаются в непосредственной близости друг от друга [1]. В этом контексте преимущества МРТ для планирования лучевой терапии давно известны.
МРТ обеспечивает высокую контрастность мягких тканей и тем самым предоставляет анатомическую и функциональную информацию для разграничения органов и визуализации окружающих анатомических и критически важных структур, тем самым обусловливая точное определение целевого объема [1].
Д-р Мариель Филиппенс, медицинский физик отделения лучевой терапии Университетского медицинского центра г. Утрехта, далее объясняет:
“При лечении головы и шеи, например, мы всегда стараемся обезопасить околоушные и слюнные железы. В случаях рака простаты и шейки матки мы стремимся как можно лучше оградить мочевой пузырь и прямую кишку. Для выполнения этой задачи нам необходимо сначала определить контуры мишени. По моему опыту, с помощью КТ определить контуры может быть довольно трудно, даже при использовании контрастного вещества. Именно поэтому высокий контраст мягких тканей, обеспечиваемый МРТ, является преимуществом при планировании лучевой терапии.”
Упрощенный обзор применения МРТ в процессе лучевой терапии
Томография играет жизненно важную роль на нескольких этапах процесса лучевой терапии при визуализации мишени и критических структур для определения контуров и для оценки эффективности лечения.
Выбор протоколов МРТ для планирования терапии
В клинической практике МРТ применяется, в основном, в сочетании с КТ. МРТ отвечает за визуализацию мишени и критических структур [5], в то время как КТ используется для определения контуров анатомических структур и получения значений в единицах Хаунсфилда (HU) для расчета дозы.
“МРТ позволяет получать различные типы контраста, — говорит д-р Филиппенс. Это дает нам возможность увидеть больше деталей, чем с помощью КТ. Мы можем дифференцировать мягкие ткани и получать изображения органов и анатомических структур, но, чтобы понять, как интерпретировать детали, видимые на изображении, требуется некоторый опыт, особенно когда речь идет об опухолях головы и шеи.”
“МРТ может предоставить анатомическую и функциональную информацию. Наиболее важной последовательностью для определения контуров опухоли является T1-взвешенное сканирование после введения контраста. На T1-взвешенных МРТ-изображениях с подавлением сигнала от жира, полученных после введения контрастного вещества, опухоль можно выделить из-за ее высокой перфузии и повышенной проницаемости сосудов. Мы также используем T1-взвешенные МРТ-изображения, полученные до введения контрастного вещества, на которых видно распространение опухоли на жировую ткань.
“На Т2-взвешенных МРТ-изображениях с подавлением сигнала от жира можно четко определить границы опухоли и отечной окружающей ткани. Это особенно полезно, когда изображение опухоли не удается усилить введением контрастного вещества.
“Диффузионно-взвешенная томография (ДВ МРТ) демонстрирует очень высокий контраст между опухолью и окружающей тканью. ДВТ помогает нам увидеть, как опухоль распространяется на другую ткань, чего мы не можем заметить на T1- или T2-взвешенных изображениях. Однако, поскольку ДВ МРТ-изображения подвержены искажениям, они используются больше для визуализации опухоли и для оценки эффективности лечения, чем для определения контуров. Я хотела бы включить в процесс диффузионно-взвешенную томографию, поскольку на полученных этим методом изображениях хорошо видны опухоли. На мой взгляд, он весьма перспективен как для определения контуров опухоли, так и для оценки эффективности лечения.”
“Я хотела бы включить в процесс диффузионно-взвешенную томографию, поскольку на полученных этим методом изображениях хорошо видны опухоли.
На мой взгляд, он весьма перспективен для определения контуров опухоли и для оценки эффективности лечения
Для успешного планирования требуется обеспечить хорошее соответствие между МРТ и КТ
В идеале, положение пациента во время МРТ должно быть точно таким же, как и во время лучевой терапии, чтобы органы гарантированно находились в том же самом положении и чтобы мишень, выбранная по изображению при планировании, соответствовала облучаемому объему. Поэтому в МРТ-исследованиях часто используются плоская дека стола и внешние лазерные визиры для выравнивания пациента с целью достижения пространственной корреляции при планировании лучевой терапии и точного совмещения изображений МРТ и КТ.
“Для совмещения МРТ- и КТ-изображений мы стремимся использовать МРТ с контрастным усилением, которая характеризуется пониженной нелинейностью и хорошей дифференциацией тканей, и предпочтительно получать аксиальные срезы без наклона, — говорит д-р Филиппенс. —
“Для реконструкции целевой объемной области в различных ортогональных направлениях используются протоколы 3D-сканирования или 2D-многосрезового сканирования с получением смежных срезов.”
МРТ используется для планирования терапии в различных анатомических областях
В Медицинском центре UMC г. Утрехта д-р Филиппенс и ее коллеги используют МРТ при планировании дистанционной лучевой терапии для лечения опухолей в различных анатомических областях, таких как органы таза (включая мочевой пузырь, простату, прямую кишку и шейку матки), головной мозг, пищевод, поджелудочная железа, гортань и ротоглотка, а также метастазов в кости и остеосарком. Кроме того, МРТ также используется для контроля брахитерапии простаты и шейки матки. [6]
Отделение лучевой терапии Медицинского центра UMC г. Утрехта
является ведущим центром в области лучевой терапии, работники которого постоянно стремятся к совершенствованию методик и обеспечению отличного ухода за пациентами.
В Медицинском центре UMC г. Утрехта установлены две системы для МР-ЛТ Philips Ingenia (1,5 Тл и 3,0 Тл) для моделирования лучевой терапии, а также система Philips Ingenia 1,5 Тл, специально предназначенная для брахитерапии. Кроме того, этот центр является членом консорциума Atlantic MR-Linac. Медицинский центр UMC г. Утрехта UMC регулярно организует курсы по использованию МРТ в лучевой терапии для врачей, рентгенолаборантов и радиационных онкологов, см. https://mri-in-radiotherapy.nl/
“МРТ также помогает получать изображения поражений внутри простаты, что невозможно с помощью КТ.”
Высокие дозы только для опухоли, а не для всей простаты
МРТ способен визуализировать простату и окружающие органы, такие как прямая кишка, луковица полового члена, мочевой пузырь, верхушка мочевого пузыря и семенные пузырьки, а также визуализировать поражения внутри простаты [2,4].
“Все наши пациенты проходят МРТ вместе с КТ-исследованием до начала лучевой терапии простаты, — говорит д-р Филиппенс. — Для оконтуривания простаты мы используем режим Balanced TFE с подавлением сигнала от жира. На этих изображениях также видны золотые координатные маркеры, которые используются для проверки положения и, соответственно, применяются для совмещения с КТ-изображениями. Для геометрической точности изображения мы выбираем 3D-последовательность, которая скорректирована на нелинейность градиентного поля во всех направлениях.
“Помимо помощи в определении контуров предстательной железы МРТ также помогает получать изображения поражений внутри простаты, что невозможно с помощью КТ.
“Имея возможность визуализировать поражения внутри простаты, специалист по лучевой терапии может затем планировать их облучение так, чтобы не облучать равномерно всю простату, а направить более высокую дозу на эти поражения в надежде на более качественное лечение пациента и снижение риска образования рецидивов опухоли. Однако это еще не вошло в повседневную клиническую практику. Для визуализации поражений мы используем не только анатомические Т2-взвешенные изображения, но и изображения диффузионно-взвешенной МРТ и динамической МРТ с контрастным усилением.»
Визуализация критических структур методом МРТ перед лучевой терапией простаты
Пациент, 63 года, с раком простаты, cT3bNxM, 7 по шкале Глисона, подвергся МРТ-исследованию на системе МР-ЛТ Ingenia 3.0Т перед проведением лучевой терапии.
На полученном при МРТ bTFE-изображении видны внутренние поражения в простате, а на КТ-изображении их не видно. МРТ демонстрирует превосходный контраст мягких тканей для визуализации критических структур, таких как прямая кишка и луковица полового члена.
Координатные маркеры (зеленые стрелки) используются, чтобы при совмещении МРТ- и КТ-изображений перенести контуры областей с МРТ-изображения на набор данных КТ.
“Для визуализации опухоли и критических структур в повседневной клинической практике лучевой терапии пациентов с первичной опухолью в области головы и шеи мы используем МРТ. Эту процедуру можно использовать для защиты критических структур.”
Визуализация критических структур в области головы и шеи
“Для визуализации опухоли и критических структур в повседневной клинической практике лучевой терапии пациентов с первичной опухолью в области головы и шеи мы используем МРТ. Эту процедуру можно использовать для защиты критических структур, таких как околоушные и подчелюстные железы, пищевод, зрительные нервы, ствол головного мозга и спинной мозг [7]. А в послеоперационный период мы сканируем пациентов с растущей опухолью вдоль черепно-мозговых нервов для определения контуров мишени, — говорит д-р Филиппенс. —
“Из-за проблем, связанных с совмещением КТ- и МР-изображений этой области со многими степенями свободы движения, визуализация этих пациентов осуществляется с помощью маски для лучевой терапии. Недостатком использования маски является невозможность использования обычной РЧ-катушки для сканирования головы и шеи; для получения изображения с маской потребовалась бы катушка специальной конструкции.
Для этого мы используем гибкие катушки, которые располагаем вблизи от области мишени. Эту конструкцию также можно объединить с передней катушкой для большего охвата и повышения отношения сигнал/шум.”
“Мы используем T1- и T2-взвешенные последовательности до и после введения контрастного вещества с быстрой и надежной технологией mDIXON для подавления сигнала от жира, — говорит д-р Филиппенс. — Динамическая МРТ с контрастным усилением выполняется с высоким временным и низким пространственным разрешением, что позволяет увидеть накопление контрастного вещества в опухоли. Диффузионно-взвешенное изображение используется для качественного анализа, т. е. для отслеживания, как опухоль распространяется в другую структуру, а не для строгого определения границ.”
“Для исследования пациентов с растущей опухолью вдоль черепных нервов в послеоперационный период мы используем T2-взвешенную ИП градиентное эхо (FFE) на нашем МР-ЛТ сканере 3,0 Тл, чтобы получить изображения нервов, по которым мы определяем контуры мишеней и проверяем, осталась ли еще опухоль.”
Список литературы
1. Schmidt MA, Payne GS. Radiotherapy planning using MRI. Phys Med Biol 2015, 60: R323–361
2. Doemer A, Chetty IJ, Glide-Hurst C, et al. Evaluating organ delineation, dose calculation and daily localization in an open-MRI simulation workflow for prostate cancer patients. Radiat Oncol. 2015;10:37.
3. Devic S. MRI simulation for radiotherapy treatment planning. Med Phys 2012, 39: 6701-11
4. Paulson ES, Erickson, B, Schultz C, Li XA. Comprehensive MRI simulation methodology using a dedicated MRI scanner in radiation oncology for external beam radiation treatment planning. Med Phys 2015, 42: 28-39
5. Glynne-Jones R, Nilsson PJ, Aschele C, et al. Anal cancer: ESMO-ESSO-ESTRO clinical practice guidelines. Ann Oncol. 2014;25:iii10-20.
6. Metcalfe P, Liney GP, Holloway L, et al. The potential for an enhanced role for MRI in radiation-therapy treatment planning. Technol Cancer Res Treat 2013, 12: 429-46
7. Nuyts S. Defining the target for radiotherapy of head and neck cancer. Cancer Imaging. 2007; 7:S50-5.
Результаты, полученные в данном учреждении, не могут использоваться для прогнозирования результатов, полученных в других учреждениях.
Результаты, полученные в других учреждениях, могут отличаться.
- – Полное МР-исследование простаты для планирования лучевой терапии
– Полное МР-исследование простаты для планирования лучевой терапии
Полное МР-исследование простаты для планирования лучевой терапии
A 70-year-old male with cT3bNxM0, Gleason 6, PSA 7.9 µg/L, was referred for radiation therapy treatment.
The bTFE sequence with SPAIR fat suppression shows the outline of the prostate as well as the gold fiducials. It is important that both are defined in the same, high resolution image, since the positioning of the patient during radiotherapy treatment is based on the position of the gold fiducials.
The transverse and sagittal T2W TSE images help us identify the prostate tumor foci, which typically have lower signal intensity than normal prostate. For patients that are referred for brachytherapy the T2W image is used to identify the presence of extracapsular extensions as these are a contraindication for brachytherapy.
The 3D T1 mDIXON FFE is used to identify abnormalities that could be hemorrhages due to biopsies or insertion of fiducial markers. These hemorrhages may look similar to tumor foci on T2-weighted images and ADC map. Transverse DWI with SPAIR and 6 b-values is used to visualize the tumor foci (bright appearance), which mostly have a low ADC.
Dynamic T1 FFE with 120 dynamics and 2.4 sec. temporal resolution is also used visualize the tumor foci, which often show a high perfusion.
Philips Ingenia 3.0T using the Anterior coil and the integrated Posterior coil.
- – МР-исследование области головы и шеи для планирования лучевой терапии
– МР-исследование области головы и шеи для планирования лучевой терапии
МР-исследование области головы и шеи для планирования лучевой терапии
A 75-year-old male was referred for radiation therapy treatment of oropharynx squamous cell carcinoma in the left tonsil region with extension into the soft palate, caudal border lower tonsil region, no midline crossing. On the left side in the neck there are also three enlarged lymph nodes on level 2 and 3 with central necrosis and signs of limited extracapsular extension, T2N2b.The patient undergoes MRI in the radiotherapy (5-point) positioning mask in Ingenia 3.0T using the Flex coils. DWI with SPIR is used to visualize the extension of the tumor and lymph nodes, especially retropharyngeal. Transverse T1 and T2 TSE mDIXON water and in-phase images (2 mm thick slices) help to visualize the tumor size and its extension into fatty tissue. The post-contrast T1W TSE mDIXON also shows this.
Dynamic 3D T1 FFE with 45 dynamics and temporal resolution of 2.5 seconds is performed to follow contrast agent distribution. Contrast agent distribution is modeled after conversion of the signal to T1 relaxation times using the small flip angle method.
Clinical value
Using different contrasts (T1, T2, diffusion, post-contrast T1) in MRI allows us to appreciate contrast changes in the tumor and in the vicinity of the tumor. This helps to delineate the tumor. MRI and especially DWI also helps to visualize the retropharyngeal lymph nodes.
- – МР-исследование области головы и шеи для планирования лучевой терапии
