Магнитно-резонансная томография (МРТ, MRT, MRI[1]) томографический метод исследования внутренних органов и тканей с использованием физического явления ядерного магнитного резонанса метод основан на измерении электромагнитного отклика ядер атомов водорода на возбуждение их определённой комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости.Содержание

1 История

2 Метод

3 МР диффузия

3.1 Диффузная спектральная томография

4 МР перфузия

5 МР спектроскопия

6 МР-ангиография

7 Функциональная МРТ

8 Измерение температуры с помощью МРТ

9 Особенности применения медицинского оборудования в помещениях, где проводится МРТ

10 Противопоказания

10.1 Абсолютные противопоказания

10.2 Относительные противопоказания

11 Примечания

12 См. также

13 Литература

История

Годом основания магнитно- резонансной томографии принято считать 1973, когда профессор химии Пол Лотербур опубликовал в журнале Nature статью «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса». Позже Питер Мэнсфилд усовершенствовал математические алгоритмы получения изображения.

В СССР способ и устройство для ЯМР-томографии предложил в 1960 г. В. А. Иванов.[2][3]

Анимированное МРТ-изображение головы человека

Некоторое время существовал термин ЯМР-томография, который был заменён на МРТ в 1986 году в связи с развитием радиофобии у людей после Чернобыльской аварии. В новом термине исчезло упоминание на «ядерность» происхождения метода, что и позволило ему достаточно безболезненно войти в повседневную медицинскую практику, однако и первоначальное название также имеет хождение.

За изобретение метода МРТ в 2003 Питер Мэнсфилд и Пол Лотербур получили Нобелевскую премию в области медицины. В создание магнитно-резонансной томографии известный вклад внёс также америко-армянский ученый Реймонд Дамадьян, один из первых исследователей принципов МРТ, держатель патента на МРТ и создатель первого коммерческого МРТ-сканера.

Томография позволяет визуализировать с высоким качеством головной, спинной мозг и другие внутренние органы. Современные методики МРТ делают возможным неинвазивно (без вмешательства) исследовать функцию органов измерять скорость кровотока, тока спинномозговой жидкости, определять уровень диффузии в тканях, видеть активацию коры головного мозга при функционировании органов, за которые отвечает данный участок коры (функциональная МРТ).

Метод

Аппарат для магнитно-резонансной томографии.

Метод ядерного магнитного резонанса позволяет изучать организм человека на основе насыщенности тканей организма водородом и особенностей их магнитных свойств, связанных с нахождением в окружении разных атомов и молекул. Ядро водорода состоит из одного протона, который имеет магнитный момент (спин) и меняет свою пространственную ориентацию в мощном магнитном поле, а также при воздействии дополнительных полей, называемых градиентными, и внешних радиочастотных импульсов, подаваемых на специфической для протона при данном магнитном поле резонансной частоте. На основе параметров протона (спинов) и их векторном направлении, которые могут находиться только в двух противоположных фазах, а также их привязанности к магнитному моменту протона можно установить, в каких именно тканях находится тот или иной атом водорода.

Если поместить протон во внешнее магнитное поле, то его магнитный момент будет либо сонаправлен, либо противоположно направлен магнитному моменту поля, причём во втором случае его энергия будет выше. При воздействии на исследуемую область электромагнитным излучением определённой частоты, часть протонов поменяют свой магнитный момент на противоположный, а потом вернутся в исходное положение. При этом системой сбора данных томографа регистрируется выделение энергии во время «расслабления», или релаксации предварительно возбужденных протонов.

Первые томографы имели индукцию магнитного поля 0,005 Тл, однако качество изображений, полученных на них, было низким. Современные томографы имеют мощные источники сильного магнитного поля. В качестве таких источников применяются как электромагниты (до 9,4 Тл), так и постоянные магниты (до 0,7 Тл). При этом, так как поле должно быть весьма сильным, применяются сверхпроводящиие электромагниты, работающие в жидком гелии, а постоянные магниты пригодны только очень мощные, неодимовые. Магнитно-резонансный «отклик» тканей в МР-томографах на постоянных магнитах слабее, чем у электромагнитных, поэтому область применения постоянных магнитов ограничена. Однако, постоянные магниты могут быть так называемой «открытой» конфигурации, что позволяет проводить исследования в движении, в положении стоя, а также осуществлять доступ врачей к пациенту во время исследования и проведение манипуляций (диагностических, лечебных) под контролем МРТ так называемая интервенционная МРТ.

Для определения расположения сигнала в пространстве, помимо постоянного магнита в МР- томографе, которым может быть электромагнит, либо постоянный магнит, используются градиентные катушки, добавляющие к общему однородному магнитному полю градиентное магнитное возмущение. Это обеспечивает локализацию сигнала ядерного магнитного резонанса и точное соотношение исследуемой области и полученных данных. Действие градиента, обеспечивающего выбор среза, обеспечивает селективное возбуждение протонов именно в нужной области. Мощность и скорость действия градиентных усилителей относится к одним из наиболее важных показателей магнитно-резонансного томографа. От них во многом зависит быстродействие, разрешающая способность и соотношение сигнал/шум.

Наблюдение за работой сердца в реальном времени с применением технологий МРТ.

Современные технологии и внедрение компьютерной техники обусловили возникновение такого метода, как виртуальная эндоскопия, который позволяет выполнить трёхмерное моделирование структур, визуализированных посредством КТ или МРТ. Данный метод является информативным при невозможности провести эндоскопическое исследование, например при тяжёлой патологии сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Метод виртуальной эндоскопии нашёл применение в ангиологии, онкологии, урологии и других областях медицины.

МР диффузия

МР диффузия метод, позволяющий определять движение внутриклеточных молекул воды в тканях.

[править]

Диффузная спектральная томография

Диффузная спектральная томография метод, основанный на магнитно- резонансной томографии, позволяющий изучать активные нейронные связи. Преимущественное применение при диагностике острого нарушения мозгового кровообращения, по ишемическому типу, в острейшей и острой стадиях.

МР перфузия

Метод позволяющий оценить прохождение крови через ткани организма.

В частности:

Прохождение крови через ткани мозга

Прохождение крови через ткани печени

Метод позволяет определить степень ишемии головного мозга и других органов.

МР спектроскопия

Магнитно резонансная спектроскопия (МРС) метод позволяющий определить биохимические изменения тканей при различных заболеваниях. МР спектры отражают процессы метаболизма. Нарушения метаболизма возникают как правило до клинических проявлений заболевания, поэтому на основе данных МР спектроскопии можно диагностировать заболевания на более ранних этапах развития.

Виды МР спектроскопии

МР спектроскопия внутренних органов

МР спектроскопия биологических жидкостей

МР-ангиография

Основная статья: магнитно- резонансная ангиография

Магнитно-резонансная ангиография (МРА) метод получения изображения сосудов при помощи магнитно- резонансного томографа. Исследование проводится на томографах с напряжённостью магнитного поля не менее 0.2 (Hitachi Airis mate) Тесла. Метод позволяет оценивать как анатомические, так и функциональные особенности кровотока. МРА основана на отличии сигнала подвижной ткани (крови) от окружающих неподвижных тканей, что позволяет получать изображения сосудов без использования каких-либо рентгеноконтрастных средств. Для получения более четкого изображения применяются особые контрастные вещества на основе парамагнетиков (гадолиний).

Функциональная МРТ

Основная статья: Функциональная магнитно- резонансная томография

Функциональная МРТ (ФМРТ) метод картирования коры головного мозга, позволяющий определять индивидуальное местоположение и особенности областей мозга, отвечающих за движение, речь, зрение, память и другие функции, индивидуально для каждого пациента.

Суть метода заключается в том, что при работе определенных отделов мозга кровоток в них усиливается. В процессе проведения ФМРТ больному предлагается выполнение определенных заданий, участки мозга с повышенным кровотоком регистрируются, и их изображение накладывается на обычную МРТ мозга.

Измерение температуры с помощью МРТ

МРТ термометрия метод, основанный на получение резонанса от протонов водорода исследуемого объекта. Разница резонансных частот дает информацию об абсолютной температуре тканей. Частота испускаемых радиоволн изменяется с нагреванием или охлаждением исследуемых тканей. Эта методика увеличивает информативность МРТ исследований, и позволяет повысить эффективность лечебных процедур, основанных на селективном нагревании тканей. Локальное нагревание тканей использоваться в лечении опухолей различного происхождения.[4]

Особенности применения медицинского оборудования в помещениях, где проводится МРТ

Сочетание интенсивного магнитного поля, применяемого при МРТ сканировании, и интенсивного радиочастотного поля, предъявляет экстремальные требования к медицинскому оборудованию, используемому во время исследований. Аппараты ИВЛ, специально сконструированные для применения в МРТ помещениях, имеют ограниченные возможности по высоким потокам и давлению в дыхательных путях, ограничения касаются также и некоторых функциональных возможностей использования ряда современных режимов вентиляции, мониторинга и системы тревожной сигнализации.

Вместе с тем, использование в последнее время аппарата ИВЛ повышает безопасность пациентов во время проведения МРТ. Тяжелые пациенты обеспечиваются респираторной поддержкой, как на этапе транспортировки, так и во время проведения исследования на МРТ. Использование как в палатах интенсивной терапии, так и во время МРТ, также снижает риск ошибки при переходе с одного типа аппарата ИВЛ на другой, разрешенный для применения при проведении МРТ.

Треугольный символ MR означает, что аппарат ИВЛ разрешён для использования в помещениях для МРТ при следующих условиях:

МР сканер мощностью 1, 1,5 и 3 Тесла

Расположение ИВЛ только за пределами линии безопасности:

для туннельных сканеров 20 мТ (200 gauss)

для открытых сканеров 10 мТ (100 gauss)

Соблюдение ограничений по использованию дополнительных аксессуаров

Использование только разрешенных монтажных решений для МРТ

Противопоказания

Существуют как относительные противопоказания, при которых проведение исследования возможно при определённых условиях, так и абсолютные, при которых исследование недопустимо.

Абсолютные противопоказания

установленный кардиостимулятор (изменения магнитного поля могут имитировать сердечный ритм).

ферромагнитные или электронные имплантаты среднего уха.

большие металлические имплантаты, ферромагнитные осколки.

ферромагнитные аппараты Илизарова

кровоостанавливающие клипсы сосудов головного мозга (риск развития внутримозгового или субарахноидального кровотечения)

Относительные противопоказания

инсулиновые насосы

нервные стимуляторы

неферромагнитные имплантаты внутреннего уха,

протезы клапанов сердца (в высоких полях, при подозрении на дисфункцию)

кровоостанавливающие клипсы (кроме сосудов мозга),

декомпенсированная сердечная недостаточность,

первый триместр беременности (на данный момент собрано недостаточное количество доказательств отсутствия тератогенного эффекта магнитного поля, однако метод предпочтительнее рентгенографии и компьютерной томографии)

клаустрофобия (панические приступы во время нахождения в тоннеле аппарата могут не позволить провести исследование)

необходимость в физиологическом мониторинге

неадекватность пациента

тяжёлое/крайне тяжелое состояние пациента по основному/сопутствующему заболеванию

Также МРТ противопоказана (или время обследования должно быть значительно сокращено) при наличии татуировок, выполненных с помощью красителей с содержанием металлических соединений. Широко используемый в протезировании титан не является ферромагнетиком и практически безопасен при МРТ; исключение наличие татуировок, выполненных с помощью красителей на основе соединений титана (например, на основе диоксида титана).

Дополнительным противопоказанием для МРТ является наличие кохлеарных имплантатов протезов внутреннего уха. МРТ противопоказана при некоторых видах протезов внутреннего уха, так как в кохлеарном имплантате есть металлические части, которые содержат ферромагнитные материалы.