Принципы преимущества и недостатки мрт
Магнитно-резонансная томография сегодня является очень востребованным методом диагностики во многих странах. Преимущества МРТ в самых разных медицинских областях объясняются высочайшей точностью полученных результатов. Именно с помощью МРТ удается увидеть раковые опухоли на ранних стадиях и другие патологии.
Как работает МРТ?
Этот метод основан на наблюдении за атомами водорода, на которые воздействует электромагнитное поле. В каждой клетке нашего тела есть молекула водорода, в которой находится частица с положительным зарядом. Когда на определенный участок тела действует электромагнитное поле, частица двигается. Как только действие прекращается, частица останавливается, расслабляется и выделяет энергию, которую и фиксирует МРТ. По тому, как именно она выделяется, удается с большой точностью просмотреть все внутренние органы, спинной и головной мозг и провести другие исследования. Появления этого метода стало настоящей революцией, а за его изобретение британским ученым была вручена Нобелевская премия!
Что диагностируют с помощью МРТ?
Использование МРТ позволяет обнаружить на ранних стадиях опухоль и спинную грыжу, точно определить их размеры. С помощью этого аппарата можно провести обследование всех органов, за исключением органов малого таза, и диагностировать любые патологии в их строении или работе. Томограф четко обозначает границы тканей, поэтому с высокой точностью удается определить, где именно находится опухоль.
Преимущества МРТ
Главное достоинство магнитно-резонансных томографов – высокая точность результатов. Некоторые приборы могут обследовать каждые 2 сантиметра тела, что позволяет в подробностях увидеть опухоль, грыжу или любую другую патологию. Кстати, только МРТ может показать опухоль, находящуюся под костной тканью – рентгену, УЗИ и другим аппаратам это не под силу.
Важным преимуществом МРТ является то, что на мониторы выводится трехмерное изображение. Любой интересующий участок удается рассмотреть со всех сторон. Во время процедуры пациент не получает лучевой нагрузки, поэтому МРТ считается безвредной.
Недостатки МРТ
Во время процедуры пациенту приходится находиться в узкой закрытой капсуле, что у некоторых вызывает приступы клаустрофобии – панику и удушье. Если обследование длится слишком долго, из-за аритмии и дыхательных движений могут быть получены неточные результаты. МРТ – достаточно дорогая процедура, что объясняется высокой стоимостью оборудования.
Противопоказания к прохождению МРТ
Такое обследование запрещено проходить людям, имеющим любые металлические имплантаты и кардиостимуляторы. При воздействии электромагнитного поля стимулятор может значительно ускорить сердцебиение. Также с осторожностью МРТ можно проходить людям с сердечной недостаточностью и другими патологиями сердца.
МРТ можно назвать уникальным методом диагностики. Ведь при его проведении организм человека не подвергается опасности и не испытывает стресса. В очень редких случаях человеку приходится давать наркоз, иногда для наибольшей точности данных в организм вводится контрастное вещество, которое является безвредным. Но чаще всего единственное неудобство, которое испытывает человек, – нахождение на протяжении определенного времени в узкой закрытой капсуле. Но врачи многим пациентам настоятельно рекомендуют справиться с клаустрофобией, потому что такие точные результаты может дать только МРТ.
В наш век информационные технологии и различные высокотехнологичные методики настолько глубоко вошли в нашу жизнь, что уже практически невозможно представить себе ни одну из отраслей науки, где бы они не нашли применение. Не является исключением и медицина, в которой такое направление, как лучевая диагностика по праву занимает одну из важнейших ниш данной отрасли.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) в настоящее время является, пожалуй, одним из самых информативных методов лучевой диагностики. Успешно соперничая в этом с рентгеновской компьютерной томографией (РКТ), а в ряде случаев и опережает её по диагностической специфичности, служа так называемым «золотым стандартом» в выявлении целого ряда патологических изменений различных тканей и органов человеческого организма.
Данный метод, начиная с момента его открытия и по настоящее время, прошёл множество этапов развития, каждый из которых характеризовался переходом данного метода на качественно новую ступень диагностических возможностей.
Что же такое МРТ?
Для начала немного истории. В 1946 году независимо друг от друга двое американских учёных (Феликс Блох и Эдвард Пурселл) описали некий физический эффект, присущий атомным ядрам некоторых веществ. В дальнейшем именно он явился краеугольным камнем всей методики МРТ.
Оказалось, что если поместить ядра в постоянное магнитное поле, а затем воздействовать на них радиочастотными импульсами определённой частоты, то эта энергия будет поглощаться ими, вследствие чего вся система перейдёт на более высокий энергетический уровень. Такое состояние менее стабильно, и поэтому в дальнейшем поглощённая энергия будет излучаться ядрами, а система возвратится в первоначальное энергетическое состояние. Эта излучённая энергия несёт информацию о местоположении атома в пространстве, и если добавить к этому дополнительное воздействие более слабым магнитным полем (так называемым градиентным), то с помощью улавливающего устройства (приёмной катушки) , и последующей математической обработки полученной информации можно реконструировать расположение атомов какого-либо объекта в виде изображения его поперечного среза на экране монитора.
Таким образом можно получать послойные изображения на разных уровнях различных анатомических областей какого-либо организма (например, человеческого), которые будут наиболее приближенно соответствовать реальному их положению и соотношению друг с другом. Таких слоёв, или срезов можно задавать значительное количество, причём есть возможность в достаточно широких пределах варьировать их толщину, дистанцию между срезами, направление и многие другие параметры, влияющее на качество получаемых томограмм.
В начале 70-х годов ХХ столетия году американские учёные Р. Дамадьян и П. Лаутербур независимо друг от друга применили феномен магнитного резонанса для получения электронного изображения тканей живого объекта (в том числе и человека) с помощью МР сканера. Считается, что первый МР сканер был создан Р. Дамадьяном и командой его соратников к концу 70-х годов ХХ века, тогда же он запатентовал своё изобретение. Со временем методика получила широкое распространение в медицине и в данное время успешно используется в лучевой диагностике.
Со времени появления первых магнитно-резонансных сканеров для всего тела (начало 80-х годов прошлого столетия) до настоящего времени МР томографы прошли долгий путь эволюции: совершенствовалось программное обеспечение и аппаратные компоненты, изображение становилось более качественным — улучшалось разрешение и совершенствовалась контрастность между различными тканями, внедрялись новые методики и расширялись границы применения метода в различных разделах медицины и многое-многое другое. Чтобы изложить все этапы развития МРТ хотя бы вкратце, пришлось бы написать как минимум небольшую книгу. Но поскольку данная задача перед нами не стоит, ограничимся небольшим экскурсом по основным аспектам применения метода в рамках медицинской визуализации, где МРТ очень часто становится способом первой линии диагностики среди впечатляющего арсенала высокотехнологичных инструментов современной медицины.
Применение МРТ
По некоторым данным литературы диагностическая точность МРТ составляет 91-99%, а чувствительность может достигать 97%.
Основные задачи, стоящие перед медицинской визуализацией, как правило, следующие:
- оценка пространственного расположения, формы и структуры тканей в органах, самих органов, а также их систем;
- выявление патологических изменений различной природы и проведение их дифференциальной диагностики;
- получение диагностически значимой информации, которая в дальнейшем может быть использована для планирования лечения, в том числе и оперативного.
МРТ как метод лучевой диагностики обладает целым рядом преимуществ, выгодно выделяющих его среди прочих. Рассмотрим их более подробно.
Преимущества МРТ
- При применении МРТ отсутствуют ионизирующее излучение и лучевая нагрузка на исследуемый объект, что позволяет проводить обследование больного настолько часто и настолько длительно, насколько того требуют показания и ожидаемый диагностический эффект. При этом не приходится говорить о возможном канцерогенном и мутагенном воздействии, сопряжённом, например, с рентгеновским излучением, которое используется также и в компьютерной томографии.
- Высокая разрешающая способность изображения, являющаяся одним из основных факторов диагностики патологий небольшого размера, или, говоря проще, высокая чёткость изображения и способность достоверно дифференцировать мелкие анатомические структуры друг от друга и от патологических образований и процессов в органах и тканях.
- Важнейшим параметром при проведении различных видов томографии является, так называемый тканевый контраст, то есть диагностически значимые визуальные различия тканей с разными сигнальными характеристиками. Это позволяет видеть различия в структуре разных тканей и органов друг от друга и однозначно трактовать патологические изменения выявляющиеся в них. В МРТ тканевый контраст является наивысшим среди известных на сегодняшний момент видов медицинской визуализации, использующих в основе лучевые эффекты.
- Метод МРТ является полипроекционным, то есть даёт возможность проводить исследование в трёх проекциях, а также ориентировать срезы практически в любых косых проекциях, в зависимости от поставленных задач и вида исследования, что невозможно, например, в рентгеновской компьютерной томографии.
- Такие методы лучевой диагностики, как рентгенография и компьютерная томография часто используют для получения дополнительной информации контрастные вещества, которые при всей своей значимости могут обладать токсическим действием на некоторые органы, а также являться причиной аллергических реакций различной степени тяжести, вплоть до таких опасных состояний, как отёк Квинке и анафилактический шок. Контрастные вещества используемые в МРТ не обладают цито-, гепато-, и нефротоксическим действием, а также не вызывают аллергических реакций, что является преимуществом, по сравнению с контрастными веществами использующимися в рентгенологических исследованиях.
- Также плюсом магнитно-резонансной томографии является отсутствие артефактов (помех) от костных структур, которые могут затруднять интерпретацию изображения полученного с помощью компьютерной томографии.
Недостатки МРТ
Как любой метод диагностики, МРТ имеет и свои недостатки:
- необходимость сохранять неподвижность (зачастую достаточно долго) во время МР исследования, что не всегда реально пациентам с выраженным болевым синдромом или находящимся в состоянии оглушения;
- невозможность проведения МР диагностики пациентам с искусственными водителями ритма в сердечной мышце, кохлеарными имплантами, имплантированными стимуляторами спинного мозга, протезированными суставами (особенно тазобедренными), вживлёнными инсулиновыми помпами;
- также МРТ противопоказано больным с металлическими осколками в организме, стентами, клипсами на сосудах, фиксирующими скобами, пластинами, спицами, болтами из ферромагнитных материалов.
- относительными противопоказаниями является клаустрофобия, 1-й и 3-й триместры беременности, панические состояния, функциональные расстройства психики;
- также до известной степени можно считать недостатком достаточно высокую стоимость обследования. Однако, в последнее время имеется тенденция к её снижению за счёт всё увеличивающегося количества магнитов в государственных и частных медицинских учреждениях.
Теперь подробнее рассмотрим области применения магнитно-резонансной томографии в клинической практике.
Области применения
В классическом представлении методика проведения МРТ исследования включает в себя несколько последовательных этапов:
- сбор анамнеза заболевания и жизни пациента,
- ознакомление с данными и результатами проведённых анализов и инструментальных обследований,
- проведение собственно МРТ,
- постпроцессорная обработка данных и их интерпретация, проводимая квалифицированным врачом-рентгенологом.
Области применения магнитно-резонансной томографии в медицине очень обширны. Фактически, очень трудно найти раздел медицины, в котором данный метод не нашёл бы себе применение.
Можно сразу выделить основные технолого-диагностические блоки возможностей МРТ:
- так называемые рутинные исследования, то есть получение стандартных обзорных томограмм практически любых областей человеческого тела (наиболее часто — это головной мозг и прицельное обследование гипофиза, разные отделы позвоночника, органы брюшной полости, забрюшинного пространства и малого таза, в отдельных случаях органы грудной полости и средостения, мягкие ткани шеи, конечностей и туловища, крупные суставы, в ряде случаев полые органы, такие как желудок и кишечник, а также сердце);
- томография с контрастным усилением, а также с динамическим контрастным усилением;
- бесконтрастная ангиография (исследование сосудов) магистральных артерий и вен, а также ангиография с применением контрастного вещества (крупные сосуды грудной и брюшной полостей, малого таза, нижних конечностей);
- бесконтрастная холангиопанкреатография (исследование выводных протоков печени и поджелудочной железы);
- бесконтрастная и контрастно усиленная урография (исследование чашечно-лоханочной системы почек и мочеточников);
- спектроскопия (исследование обменных процессов в нормальных и патологических тканях человека in vivo);
МРТ широко применяется в неврологии — выявление доброкачественных и злокачественных опухолевых поражений головного и спинного мозга, метастазов в головной мозг, а также инсультов, кровоизлияний, абсцессов, воспалительных заболеваний центральной нервной системы аутоиммунного и инфекционного характеров, врожденных аномалий развития и провести дифференциальную диагностику выявленных изменений. Также возможна оценка доступных для визуализации сегментов крупных черепно-мозговых нервов и корешков спинно-мозговых нервов, например при компрессии их грыжами межпозвонковых дисков. Функциональная МРТ позволяет увидеть активность отделов мозга, отвечающих за различные физиологические функции, процессы мышления, а также эмоции.
МР-ангиография используется в выявлении грубых патологий сосудов, таких как аневризмы, стенозы, окклюзии и аномалии развития — различные сосудистые мальформации, и другие патологии.
С успехом МРТ применяется и в исследовании позвоночника и суставов. Посредством этого хорошо дифференцируются воспалительные и дегенеративные изменения, метастатические поражения, травматические повреждения связочного аппарата, суставного хряща, грыжи межпозвоночных дисков, а также изменения сигнальных характеристик костного мозга различного генеза (инфаркт, отёк, опухоли, воспаление, инфильтрация, некроз, жировое перерождение и др.).
В исследовании мягких тканей метод также широко распространен и позволяет диагностировать различные патологические процессы онкологической, воспалительной, посттравматической природы, а также оценить состояние и размеры регионарных лимфатических узлов.
Также МРТ нашло широкое применение в исследовании органов брюшной полости и малого таза, как метод, позволяющий выявлять расположение, размеры и соотношения органов и тканей, опухолевые и метастатические поражения, воспалительные и дегенеративные изменения, врождённые аномалии развития, в ряде случаев изменения инфекционной и паразитарной природы.
МРТ имеет ограничения при исследовании костной ткани, так как она содержит крайне низкое содержание протонов и на изображении имеет тёмный сигнал, и как следствие практически не поддаётся оценке. В этом случае преимущество за рентгенографией или компьютерной томографией. Имеются ограничения метода и в исследовании полых органов, таких как кишечник и желудок, но при использовании некоторых вспомогательных приспособлений, позволяющих минимизировать помехи при перистальтических сокращениях.
Подводя итог, можно сказать, что метод магнитно-резонансной диагностики в большинстве случаев является наиболее предпочтительным среди множества диагностических методик в силу своей неинвазивности, информативности и безопасности и широты применения в различных областях медицины.
Метод МРТ (магнитно-резонансная томография) базируется на эффекте ядерного магнитного резонанса у ядер, имеющих нечетное число протонов.
У человека самыми чувствительными к ядерно-магнитному резонансу являются ядра водорода. В отличие от КТ при МРТ-исследовании оценивается не плотность тканей, а распределение плотности ядер водорода. При проведении МРТ исключается лучевая нагрузка на организм, поскольку резонансная частота ядер водорода в радиочастотной области спектра находится ниже частот рентгеновских лучей, видимого света.
Для получения МРТ-изображения необходимо воздействие электромагнитных полей постоянного и переменного тока, причем частота колебаний поля переменного тока соответствует таковой естественного колебания ядер водорода. После снятия воздействия поля переменного тока наступает релаксация ядер, которая характеризуется 2 основными параметрами — Т и Т2. В настоящее время при проведении МРТ по стандартной схеме получают 2 типа изображений: Т и Т2-взвешенные, что позволяет визуализировать изоденсивные изображения.
МРТ по сравнению с КТ имеет следующие преимущества:
- Возможность получения срезов в аксиальной, сагиттальной, фронтальной и других плоскостях, что невозможно при стандартной рентгеновской КТ.
- Более высокая контрастность изображения при МРТ.
- Отсутствие артефактов при соприкосновении с костью.
- Лучшая визуализация опухолей ЦНС и различных демиелинизирующих заболеваний, а также точное измерение объема перифокального опухолевого отека.
- Отсутствие лучевой нагрузки на организм.
Недостатки МРТ-исследования:
- Противопоказано больным с инородными металлическими телами, так как последние могут смещаться во время исследования под действием магнитного поля.
- Невозможность выполнения МРТ больным с имплантированными жизнеобеспечивающими устройствами (кардиостимуляторы, водители ритма).
- Худшая, чем при КТ, визуализация острых кровоизлияний.
С развитием современных технологий стали применяться различные MPT-программы, позволяющие не только получать информацию об органической патологии вещества мозга, но и судить о гистологическом строении объемного образования, строении сосудов, а также об особенностях метаболизма в определенных участках мозга и их функциях.
Современные методы МРТ
Диффузионно-взвешенная МРТ — основана на определении уровня метаболизма в различных участках головного мозга, что позволяет четко отграничивать зоны с необратимыми повреждениями ткани, зоны с критическим снижением метаболизма, которые еще можно восстановить мероприятиями интенсивной терапии (зона пенумбры при формировании ишемического очага), а также участки патологического метаболизма (вокруг опухолевого очага).
Перфузионно-взвешенная МРТ — позволяет определить разницу в кровоснабжении различных участков мозга.
Фазово-контрастная МРТ — позволяет охарактеризовать сигнал не только от неподвижных тканей, но и от движущихся сред внутри полости черепа (кровь, спинномозговая жидкость), что дает возможность детально изучить параметры ликвороциркуляции в норме, при разных формах гидроцефалии, а также охарактеризовать кровоток при сосудистых заболеваниях и аномалиях развития ЦНС.
Протонная МР-спектроскопия — основана на построении и изучении белкового спектра патологических объемных образований, что позволяет устанавливать гистологическую структуру образования еще на дооперационном этапе, а также проводить дифференциальную диагностику различных объемных образований.
МР-трактография — позволяет детально оценить состояние проводящих путей головного и спинного мозга.
МР-ангиография — позволяет в рамках одного исследования не только получить достоверную диагностическую информацию о состоянии головного мозга, но и выявить патологию его сосудов без инвазивного вмешательства.
Возникли вопросы или что-то непонятно? Спросите у редактора статьи —
здесь
.
MPT позволяет при отсутствии грубых двигательных расстройств определять локализацию функционально значимых зон коры головного мозга неинвазивным способом.
Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.