Мрт сигнал т1 и т2
Если мне нужно сделать фотографию, я достаю из кармана мобильник, выбираю фотоприложение, навожу объектив на понравившийся объект и… щёлк! В 99% случаев я получаю снимок, который сносно отображает необходимый фрагмент реальности.
А ведь ещё несколько десятилетий назад фотографы вручную выставляли выдержку и диафрагму, выбирали фотоплёнку, устраивали проявочную лабораторию в ванной комнате. А снимки получались… ну, такие себе.
Магнитно резонансная томография — потрясающая методика. Для врача, который осознанно управляет параметрами сканирования, она предоставляет огромные возможности в визуализации тканей человеческого организма и патологических процессов.
В зависимости от настроек, одни и те же ткани могут совершенно по разному выглядеть на МР томограммах. Для относительной простоты интерпретации существует несколько более-менее стандартных «режимов» сканирования. Это сделано для того, чтобы МРТ, из категории методик, которыми владеют только одиночки-энтузиасты, пришла в широкую медицинскую практику. Как методика фотографии, которая упростилась настолько, что не только стала доступна каждому, но и порядком успела многим надоесть 😉
Здесь я расскажу о нескольких наиболее часто использующихся режимах сканирования. Поехали!
Т1 ВИ (читается «тэ один вэ и») — режим сканирования, который используется всегда и везде. Свободная безбелковая жидкость (например ликвор в желудочках мозга) на таких изображениях выглядит тёмной, мягкие ткани имеют различные по яркости оттенки серого, а вот жир ярок настолько, что кажется белым. Также на Т1 ВИ очень яркими выглядят парамагнитные контрастные вещества, что и позволяет использовать их для визуализации различных патологических процессов.
Слева — Т1 ВИ, а справа — Т1 ВИ после введения контраста. Опухоль накопила парамагнитный контраст. Просто и красиво!
А ещё на Т1 яркой будет выглядеть гематома на определённых стадиях деградации гемаглобина.
В МРТ «яркий» обозначается термином «гиперинтенсивный»,а «тёмный» — термином «гипоинтенсивный».
Т2 ВИ (читается «тэ два вэ и») — также используется повсеместно. Этот режим наиболее чувствителен к регистрации патологических процессов. Это значит, что большинство патологических очагов, например в головном мозге, будут гиперинтенсивными на Т2 ВИ. А вот определение какой именно патологический процесс мы видим требует применения других режимов сканирования. Помимо патологических процессов и тканей, яркой на Т2 будет свободная жидкость (тот же ликвор в желудочках).
Т2 ВИ — классика в визуализации головного мозга. И вообще, любимая картинка всех МРТшников.
Аббревиатура «ВИ» расшифровывается как «взвешенные изображения». Но боюсь, мне не удастся объяснить смысл этого заклинания без углубления в физику метода.
Pd ВИ (читается «пэ дэ вэ и») — изображения взвешенные по протонной плотности. Что-то среднее между Т1 и Т2 ВИ. Применяется достаточно редко, в связи с появлением более прогрессивных режимов сканирования. Контрастность между разными тканями и жидкостями на таких изображениях довольно низкая. Однако, при исследовании суставов этот режим продолжает пользоваться популярностью, особенно в комплексе с жироподавлением, о котором разговор отдельный.
Слева — Pd ВИ, справа — Т2 ВИ. Одному мне понятно, почему Pd теперь редко используют ?
Словосочетание «режим сканирования» конечно можно использовать, но правильнее использовать словосочетание «импульсная последовательность». Речь про набор радиочастотных и градиентных импульсов, которые используются во время сканирования.
FLAIR (произносится как «флаир» или «флэир») — это Т2 ВИ с ослаблением сигнала от свободной жидкости, например, спинномозговой жидкости. Очень полезная импульсная последовательность, применяется в основном при сканировании головного мозга. На таких изображениях многие патологические очаги видны лучше чем на Т2 ВИ, особенно если они прилежат к пространствам, которые содержат ликвор.
Здесь FLAIR — крайняя картинка справа. Именно на ней лучше всего видны патологические очаги, которые прилежат к желудочкам мозга и субарахноидальному пространству.
Это режимы сканирования или импульсные последовательности, которые наиболее часто используются в ежедневной практике. Но есть ещё много других, которые применяются реже и дают более специфическую информацию.
P.S. Если вам интересно узнать, что такое жиродав и каим он бывает — обязательно поставьте лайк статье, подпишитесь на мой канал в ЯндексДзен или в telegram — так я буду знать, что вы требуете продолжения 😉
Магнитно-резонансная томография. Методика МРТ головного мозгаОписанный Bloch и Putec в 1946 г эффект ядерно-магнитного резонанса составляет физическую основу МРТ. Ее объектом являются протоны ядер водорода, которые широко представлены во всех водосодержаших тканях, белках, ли-пидах и других макромолекулах организма. Магнитное поле. Так как протоны не только имеют определенный заряд, но и спин (вращаясь вокруг своей оси), каждый прогон обладает собственным маленьким магнитным полем. Он ведет себя как стрелка компаса. Попадая в зону действия магнитного поля, протон ориентируется в большинстве случаев параллельно направлению магнитною поля, значительно реже -в противоположном направлении. Частота. Когда протоны подвергаются действию электромагнитной энергии виде радиоволн определенной частоты, то при определенной их частоте (частоте резонанса, или частоте Лармора) они могут поглощать энергию и менять ориентацию в магнитном иоле с параллельной на энергетически более затратную противоположную ориентацию («антипараллельную»). Релаксация. В процессе последующей релаксации протоны высвобождают поглощенную энергию и вновь приобретают прежнее направление вращения, заданное им магнитным полем. Время релаксации характеризуется двумя ткане-специфичными временными константами T1- и Т2.
MP-сигнал. Во время релаксации протоны, которые вращаются в плоскости, поперечной направлению внешнего магнитного тюля, излучают электромагнитные волны, которые можно зарегистрировать и измерить с помощью радиоантенны или катушки как MP-сигнал. Время релаксации Т1 и Т2 значительно более вариабельно, чем различия в рентгеновской плотности тканей. В силу этого МРТ позволяет получить более контрастное изображение тканей и является более чувствительным методом исследования, чем КТ или обычная рентгенография. МРТ-изображение представляет собой картографическое распределение МР-сигнала, интенсивность которого зависит от физических свойств тканей. Магнитно-резонансные изображения могут быть Т1 -, Т2-взвешенными или полученными в режиме протонной плотности. Это зависит от выбранной импульсной последовательности, времени между повторами (TR — интервал между повторами импульсной последовательности), а также времени эхо (ТЕ — интервал между стимуляцией радиоволнами и измерением MP-си гнала). Опухоли и другие ткани с высоким содержанием свободной воды выглядят темными на Т1-взвешенных изображениях и светлыми на Т2-взвешенных изображениях или изображениях, полученных в режиме протонной плотности. ЦСЖ с очень высоким содержанием свободной поды выглядит очень темной в режиме Т1 и очень светлой — в режимах Т2 и протонной плотности. В Т 1 -режиме получаются более четкие изображения некрозов и кист внутри опухоли, а также кровоизлияний в подостром периоде, чем с помощью Т2-режима. Градиенты. Для того чтобы построить МР-изображение, необходимо локализовать источник МР-сигнала. Это осуществляется с помощью градиентов — линейно нарастающих в пространстве магнитных полей, перекрывающих гомогенное главное магнитное поле в трех измерениях. Чтобы получить качест венное изображение, предпочтительно применять приборы с напряжением магнитного поля в 1,0-1,5 Тл. Пространственное разрешение зависит от выбранного поля зрения (FOV — field ofview, для изображения головы, как правило, около 25 см), матрицы (обычно 256×256—51 2×51 2) и толщины среза. Величина поля зрения, разделенная на размер матрицы, представляет собой длину стороны двухмерного элемента изображения — пиксела. В свою очередь, размер пиксела, умноженный на толщину среза, образует воксел — трехмерный элемент МР-изображения. Время исследования головного мозга с помощью последовательностей спин-эхо составляет 10—20 мин. С помощью модифицированных последовательностей продолжительность исследования значительно сокращается, а применение новых методов, таких как эхопланарная технология, позволяет получить изображение в течение нескольких секунд. — Также рекомендуем «Влияние кровотока на МРТ головного мозга. Перфузионная и диффузионная МРТ» Оглавление темы «Сосудистая патология головного мозга»: |
Эффект ядерно-магнитного резонанса возникает при взаимодействии между
протонами биологических тканей, постоянным или переменным магнитным полем и
энергией радиочастотных импульсов, испускаемых катушкой, помещенной около
исследуемой части тела. Под действием радиочастотных импульсов протоны
атомов водорода временно переходят на более высокий энергетический уровень.
Возвращение протонов к равновесному состоянию сопровождается выделением
энергии в виде импульсов определенной (так называемой резонансной) частоты;
эту энергию можно измерить при помощи приемной катушки. Для получения
изображения эти сигналы обрабатываются с помощью преобразования Фурье.
Время релаксации Т1 и Т2. Время релаксации — это время, за которое протоны
возвращаются к равновесному состоянию. Оно различно у здоровых и больных
тканей. Время релаксации протона зависит от окружающих его молекул и
атомов. При МРТ определяется время релаксации Т1 и Т2.
Т1 — это время, за которое спины 63% протонов возвращаются к равновесному
состоянию.
Т2 — это время, за которое спины 63% протонов сдвигаются по фазе
(расфазируются) под действием соседних протонов. Интенсивность сигнала и
контрастность изображения зависят от таких параметров, как, например,
интервал между подаваемыми импульсами (время повторения, TR) и время между
подаваемым импульсом и испускаемым сигналом (эхо-задержка, ТЕ).
Так называемое Т1 -взвешенное изображение формируется при относительно
коротких TR и ТЕ.
Контрастность тканей зависит преимущественно от их Т1. Т2-взвешенное
изображение формируется при более длительных TR и ТЕ (
рис. 362.2
). Т1 жировой ткани и старого кровоизлияния короткое, поэтому они дают
интенсивный сигнал на Т1-взвешенном изображении. Ткани, содержащие большое
количество воды (СМЖ, отеки), имеют длительные Т1 и Т2, поэтому они плохо
видны на Т1 -взвешенных изображениях и хорошо — на Т2-взвешенных
изображениях (
табл. 362.5
). В белом веществе содержится на 10-15% меньше воды, но больше липидов (в
миелиновых оболочках), чем в сером. Эти химические особенности обеспечивают
высокую контрастность между серым и белым веществом на МРТ (
рис. 362.2
). На Т2-взвешенном изображении лучше видны отек и демиелинизация, чем на
Т1-взвешенном (
рис. 376.3
).
МРТ позволяет получать изображение в сагиттальной, вертикальной,
горизонтальной плоскостях, а также под утлом к ним, не изменяя положение
больного. Изображение в каждой плоскости формируется за 5-10 мин. В отличие
от
КТ
изменение положения больного во время исследования искажает все
изображения, поэтому дисциплинированность больного особенно важна. У 5%
людей во время МРТ возникает приступ
клаустрофобии
, который можно купировать небольшой дозой
транквилизатора
. МРТ позволяет получить большое количество данных, на основании которых
можно построить трехмерное изображение или любую проекцию, а также
воспроизвести динамику изменений в той или иной проекции в режиме реального
времени.
Контрастные вещества. В настоящее время в МРТ используются контрастные
вещества, содержащие тяжелый парамагнитный металл
гадолиний
.
Гадолиний
уменьшает Т1 и Т2 протонов и таким образом усиливает сигнал на
Т1-взвешенных изображениях. Для того чтобы гадолиний мог выводиться
почками, не оказывая на них токсического действия, он используется в виде
комплекса с диэтилентриамин-пентауксусной кислотой. Этот препарат вводят
в/в в дозе 0,2мл/кг(10-15 мл для взрослых); его цена составляет около 100
долларов. В норме гадолиний не проходит через гематоэнцефалический барьер,
поэтому он проникает в головной мозг только в тех местах, где барьер
нарушен (
рис. 376.3
) или отсутствует (например, в
гипофизе
). Гадолиний крайне редко вызывает аллергию, не ведет к почечной
недостаточности и безопасен для детей.
Ссылки:
- МРТ (МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ)
Т2 SE/T2 TSE/T2 FSE
Т2-взвешенные изображения.
На T2-взвешенном изображении, ткани с длинными значениями T2, выглядят яркими. Импульсные последовательности используемые для получения T2-взвешенных изображений минимизируют вклад параметра T1. Это обычно достигается за счет использования длинного времени повторения TR (2000-6000ms), чтобы максимизировать разницу в поперечной релаксации во время возвращения к равновесию, и длинного TE Echo Time (100-150ms), чтобы минимизировать вклад параметра T2 во время получения сигнала.
Особенности Т2-взвешенных изображений.
На T2-взвешенных изображениях, заполненные жидкостью пространства в организме (например, спинномозговая жидкости в желудочках мозга и позвоночном канале, свободная жидкости в брюшной полости, жидкость в желчном пузыре и желчном протоке, синовиальной жидкости в суставах, жидкость в мочевом канале и мочевом пузыре, отек или любое другое патологическое образование жидкости в организме). Жидкость обычно выглядит яркой на Т2-взвешенных изображениях.
Ткани и их вид на Т2-взвешенных изображениях.
Костный мозг: такой же или более светлый чем мышцы (жир в костном мозге, как правило, светлый)
Мышцы: серые (темнее, чем мышцы на T1-взвешенных изображениях)
Жир: яркий (темнее, чем жир на T1-взвешенных изображениях)
Белое вещество: темно серое
Кровь: темная
Серое вещество: серое
Жидкости: яркие
Кости: темные
Воздух: темный
Патологическое проявление.
Патологические процессы, как правило, увеличивают содержание воды в тканях. Это приводит к потере сигнала на Т1-взвешенных изображениях и увеличению сигнала на Т2-взвешенных изображениях. Следовательно патологические процессы, как правило, яркие на T2-взвешенных изображениях и темные на Т1-взвешенных изображениях.
Использование:
Исследования брюшной полости (на задержке дыхания) (!)
Исследования органов малого таза (матки, предстательной железы, мочевого пузыря и прямой кишки) (!)
Исследования груди (на задержке дыхания) (!)
Исследования плечевого и поясничного сплетений
Исследования гортани, орбит и лица
Исследования опорно-двигательного аппарата (!)
Исследования конечностей (!)
Исследования головного мозга (!)
Исследования позвоночника (!)
Т2-взвешенное изображение мозга, аксиальная проекция (TSE)
Когда пациент находится в магнитном поле, магнитные моменты атомов водорода, находящихся в воде тканей его тела выстраиваются вдоль магнитного поля. В результате действия радиочастотного импульса магнитные моменты атомов водорода меняют свое направление (отклоняются от первоначального направления “по полю” на некоторый угол а), при выключении радиочастотного импульса происходит восстановление первоначального направления “по полю”. Этот процесс восстановления называется — релаксацией. Это самое время релаксации или другими словами — быстрота восстановления направления магнитных моментов атомов водорода к первоначальному направления “по полю” изменяется от одного типа ткани к другому. Это различие времен релаксации используется в МРТ, чтобы отличить нормальные и патологические ткани. Каждая ткань характеризуется двумя временами релаксации:
- T1 — время продольной релаксации и
- Т2 — время поперечной релаксации
Большинство изображений получаемых в результате МРТ исследования пациента отражают распределение в срезе одного из этих двух параметров, являющихся основным источником контраста. Это означает, когда изображение описывается как Т1-взвешенное изображений, Т1 является основным источником контраста. Когда изображение описывается как Т2-взвешенное изображений, Т2 является основным источником контраста.
Т1-взвешенные изображения.
На T1-взвешенном изображении, ткани с коротким значений T1, выглядят яркими. Импульсные последовательности используемые для получения T1-взвешенных изображений минимизируют вклад параметра T2. Это обычно достигается за счет использования короткого времяни повторения TR (300-600ms), чтобы максимизировать разницу в продольной релаксации во время возвращения к равновесию, и короткого TE Echo Time (10-15ms), чтобы минимизировать вклад параметра T2 во время получения сигнала.
Особенности Т1-взвешенных изображений.
На T1-взвешенных изображениях, заполненные жидкостью пространства в организме (например, спинномозговая жидкости в желудочках мозга и позвоночном канале, свободная жидкости в брюшной полости, жидкость в желчном пузыре и желчном протоке, синовиальной жидкости в суставах, жидкость в мочевом канале и мочевом пузыре, отек или любое другое патологическое образование жидкости в организме). Жидкость обычно выглядит темной на Т1-взвешенных изображениях.
Ткани и их вид на Т1-взвешенных изображениях.
Костный мозг: темный
Мышцы: серые
Кровь: темная
Белое вещество: светлое
Серое вещество: серое
Жидкости: темно
Кости: темные
Жир: яркий
Воздух: темный
Патологическое проявление.
Патологические процессы, как правило, увеличивают содержание воды в тканях. Это приводит к потере сигнала на Т1-взвешенных изображениях и увеличению сигнала на Т2-взвешенных изображениях. Следовательно патологические процессы, как правило, яркие на T2-взвешенных изображениях и темные на Т1-взвешенных изображениях.
Использование:
Исследования малого таза (используется для выявления инфекций органов малого таза, с применением контраста)
Исследования брюшной полости (на задержке дыхания)
Исследования грудной клетки (на задержке дыхания)
Исследования плечевого и поясничного сплетений (!)
Исследования гортани, орбит и лица (!)
Исследования опорно-двигательного аппарата (!)
Исследования конечностей (!)
Исследования головного мозга (!)
Исследования позвоночника (!)
Т1-взвешенное изображение мозга, аксиальная проекция (TSE)
