Строение томографа. Магнитно-резонансная томография (МРТ). Изучение сосудов мозга

Современная медицинская диагностика базируется на двух видах исследований: прикладных (биологических, химических и т.п.) и визуализационных. Если первый вид исследований появился с незапамятных времен, когда человек определял наличие болезни, как говорится, «по запаху и на язык», то визуализация внутренних органов без повреждения организма стала возможной только с открытием свойства радиоактивных материалов производить проникающее излучение, известное сейчас как «рентгеновское».

Открытия физиков в мире элементарных частиц подарили медицине еще один способ получения изображений всех тканей и органов человеческого тела без прямого внедрения. Магнитно-резонансная томография (МРТ) является одним из самых передовых и продолжающих развиваться видов получения информации о состоянии живых организмов.

В диагностике заболеваний позвоночника МРТ является ведущим типом визуализации, т.к. конструкция позвоночного столба включает множество элементов из мягких тканей (межпозвоночные диски, связки, сумки фасеточных суставов), для которых магнитно-резонансная томография является наилучшим способом «неразрушающего контроля».

Что такое МРТ?

В основе визуализационного метода исследований, названного «Магнитно-резонансная томография», лежит одно из открытий квантовой физики и физики элементарных частиц, что ядра определенных элементов способны излучать излишки энергии, поглощенной под воздействием ориентированных магнитных полей и радиочастотных излучений.

Явление «ядерного магнитного резонанса», на котором базируется магнитно-резонансное исследование предметов (живых и неодушевленных), было открыто в 1922 году в ходе эксперимента по определению «спиновой квантизации» в электронах. Именно тогда ученые-физики поняли, что понятие квантовой физики «спин» (момент импульса частицы) имеет физическое выражение.

В ходе исследований по воздействию радиочастотных (РЧ) излучений на частицы, находящиеся в сильном магнитном поле, в 1937 году было выявлено, что ядра образцов поглощают РЧ-энергию определенной частоты и излучают после отключения внешнего импульса. Такое действие могут производить только частицы, ядра которых обладают электрическим зарядом и спином. Такие свойства присущи элементам, в ядре которых присутствует один «лишний» протон (т.е. количество протонов превышает количество электронов). Современная МР томография использует в исследованиях свойства нескольких «органических» элементов, самым популярным из которых является водород Н(1).

Находясь в сильном однородном магнитном поле ядро водорода, состоящее из одного протона, под воздействием радиоимпульса, излученного на определенной частоте (Ларморовская частота резонанса), способно «возбудиться»: энергия поглощенного РЧ-импульса переводит атом водорода на более высокий энергетический уровень. Но это нестабильное состояние неспособно сохраняться без внешнего воздействия, и когда импульсы прекращаются, происходит возврат к стабильному состоянию (релаксация). В процессе этого «остывания» ядро излучает электромагнитную волну, которую можно зафиксировать. Дальнейшее – дело сложных математических пространственных вычислений, в ходе которых сигнал определенного атома превращается в «пиксель» с определенными координатами.

Что заставляет ядро водорода поглощать энергию РЧ-импульса? Именно взаимодействие собственного магнитного поля ядра и наведенного вокруг «объекта исследований», большого, постоянного и ориентированного в определенном направлении магнитного поля, созданного сильными электромагнитами. Каждое ядро атома водорода является единичной магнитной системой, обладающей уникальной направленностью магнитного момента. Магнитные моменты всех протонов принудительно ориентируются в том направлении, в каком направлен вектор магнитной индукции внешнего поля. Энергия РЧ-импульса, излученного на частоте, совпадающей с частотой вращения протонов, поглощается, изменяя положение оси, ориентированной вдоль общего направления магнитного поля (поворачивается на 90 (Т1) и 180 градусов (Т2)). Возврат в нормальное, т.е. «невозбужденное», состояние с разворотом оси вращения в первоначальном направлении сопровождается излучением электромагнитной волны с той же частотой, на которой произошло поглощение энергии. В положениях Т1 и Т2 ядра водорода «запасают» разное количество энергии, и соответственно мощность излучения различается (первое состояние дает меньший импульс, нежели второе).

Это самое простое объяснение сути ядерно-магнитного резонанса в единичной системе, какой является атом водорода, но в плотном веществе для получения результатов требуется более сложное приложение магнитных полей. Для этого введены дополнительные магнитные поля, названные «градиентные». С их помощью можно менять направленность общего магнитного поля в трех измерениях, что позволяет получать изображения в любой проекции (плоскости) и формировать трехмерные изображения с помощью компьютерной обработки (как в компьютерной рентгеновской томографии).

По справедливости томографию следовало бы называть «ядерно-магнитной», т.к. используется именно излучение ядер атомов. Но после аварии, повлекшей разрушение атомного реактора на Чернобыльской АЭС и заражение прилежащих территорий радиоактивными выбросами, любое название, содержащее слово «ядерный», воспринимается со значительной долей нездорового скептицизма. Сокращение было принято для сохранения спокойствия населения, не знакомого с квантовой физикой.

История изобретения, устройство и принцип действия

Современные магнитно-резонансные томографы выпускаются в нескольких технически продвинутых странах, из которых на долю США приходится до 40% общего объема производства. Это не случайно, т.к. большинство основных технологических открытий, касающихся МР томографии, было сделано в американских научных центрах:

• 1937 год – профессор Колумбийского университета (Нью-Йорк, США) Исидор Раби провел первый эксперимент по исследованию ядерно-магнитного резонанса в молекулярных лучах;
• 1945 год – в двух университетах (Стэнфорде и Гарварде) проводились фундаментальные исследования ЯМР в твердых объектах (Ф. Блох и Э. Парселл);
• 1949 год – Э.Ф. Рамсей (Колумбийский университет) сформулировал теорию химического сдвига, легшую в основание МР спектроскопии, обеспечившей химические лаборатории самой точной аналитической аппаратурой;
• 1971-1977 годы – физик Раймонд Ваган Дамадиан с группой коллег (Бруклинский медицинский центр) создал первый МР-сканер и получил изображение внутренних органов живых объектов (и в том числе человека). В ходе исследований медики выявили, что изображения опухолей сильно отличаются от здоровых тканей. На проектирование и проведение работ потребовалось около 7 лет;
• 1972 год – химик Пол Лаутербур (Госуниверситет г. Нью-Йорк) получил первое двумерное изображение, используя собственные разработки по применению переменных градиентных магнитных полей.

В 1975 году швейцарский физикохимик Рихард Эрнст предложил методы увеличения чувствительности МРТ (использование преобразований Фурье, фазовое и частотное кодирование), значительно увеличившие качество двумерных изображений.

В 1977 году Р. Дамадиан представил научному миру первое изображение среза грудной клетки человека, сделанное на первом МР-сканере. В дальнейшем техника только совершенствовалась. Особенно большой вклад в развитие МРТ внесло развитие компьютерной техники и программирования, позволившее программно управлять сложным комплексом электромагнитного оборудования и обрабатывать полученное излучение для получения пространственного изображения или двумерных «срезов» в любой плоскости.

На текущий момент существует 4 типа МР-томографов:

1. На постоянных магнитах (небольшие, переносные, со слабым магнитным полем до 0,35 Тл). Позволяют производить «полевые» исследования во время операций. Наибольшее применение получают постоянные неодимовые магниты.
2. На резистивных электромагнитах (до 0,6 Тл). Достаточно громоздкие стационарные аппараты с мощной системой охлаждения.
3. Гибридные системы (на постоянных и резистивных магнитах);
4. На сверхпроводящих электромагнитах (мощные стационарные системы с криогенной системой охлаждения).

Самое высокое качество изображения, четкое и контрастное, ученые получают на криогенных МР-томографах с сильными магнитными полями до 9,4 Тл (в среднем – 1,5 -3 Тл). Но практика показывает, что для получения качественного изображения требуется не столько мощное поле, но в большей мере быстрая обработка сигналов и хорошая контрастность. С развитием программного обеспечения мощность магнитов стандартных медицинских МР-сканеров снижена до 1-1,5 Тл. Самые мощные томографы изготавливаются для научных медицинских исследований.

Стандартный МР-томограф состоит из нескольких блоков:

1. Система из нескольких магнитов:

• большой торовидный магнит, создающий постоянное поле;
• градиентные магнитные катушки, с помощью которых производится изменение направления вектора магнитной индукции («смещаются полюсы») в трех измерениях. Для смещения градиента изобретены катушки разных форм и размеров (8-образные, седловидные, парные (Гельмготца), Максвелла, Голея). Контролируемая компьютером работа одиночных и парных катушек способна направить моменты ядер в любую сторону или даже развернуть относительно первоначально заданного большим магнитом направления;
• шиммирующие катушки, необходимые для стабилизации общего поля. Малые магнитные поля этих катушек компенсируют посторонние наводки или возможную неоднородность поля, созданного большим и градиентными магнитами;
• РЧ-катушка. Радиочастотные катушки создают магнитное поле, пульсирующее с частотой резонанса. Разработаны и применяются три вида катушек: передающие, принимающие и комбинированные (передающе-принимающие). РЧ-излучатель одновременно является и детектором, т.к. при наведении на катушку внешнего излучения, созданного «релаксирующими» протонами, в ее контуре возникают индукционные токи, фиксируемые как РЧ-сигналы. Конструкции детекторов – катушек делятся на два типа: поверхностные и объемные, т.е. окружающие объект. Формы зависят от способов улавливания сигналов, при которых учитываются мощность и направленность излучений. Например, объемная катушка «птичья клетка» служит для получения более качественных изображений головы и конечностей. На томографе установлено несколько парных и одиночных РЧ-катушек для всех видов и направлений РЧ-сигналов.

Самое мощное поле создается сверхпроводящими магнитами. Большой кольцевой магнит, создающий постоянное поле, погружен в герметичный сосуд, наполненный сжиженным гелием (t= -269 о С). Этот сосуд замкнут в другом, большем герметичном сосуде. В пространстве между двумя стенками создан вакуум, что не позволяет гелию нагреться ни на долю градуса (количество вложенных вакуумных сосудов может быть больше двух). Чем меньше сопротивление в проводе катушки, тем выше мощность магнитного поля. Именно этим свойством обосновано применение сверхпроводников, сопротивление в которых близко к 0 Ом.

Система управления томографом состоит из устройств:

• компьютер;
• программатор градиентных импульсов (формирует направление магнитного поля с помощью изменения амплитуды и вида градиентных полей);
• градиентный усилитель (управляет мощностью градиентных импульсов через изменение выходной мощности катушек);
• источник и программатор РЧ-импульсов формируют амплитуду резонансного излучения;
• РЧ-усилитель изменяет мощность импульсов до необходимого уровня.

Компьютер управляет блоками формирования полей и импульсов, принимает данные из детекторов и обрабатывает, трансформируя поток аналоговых сигналов в цифровую «картину», которую выводят на монитор и печать.

МР-сканер (т.е. магнитная система) в обязательном порядке окружается системой экранирования от внешних «наводок» электромагнитного и радиоизлучения, которые могут исходить от источников радиосигналов и любых металлических предметов, попавших в сильное магнитное поле. Металлическая сетка или сплошное листовое покрытие стен комнаты создают электрически проводящий экран типа «клетка Фарадея».

МРТ в медицинской диагностике

Магнитно-резонансная томография полностью отличается от рентгеновского просвечивания, т.к. это буквально не «аналоговый» (т.е. фотографический) способ получения изображения, а построение образа с помощью оцифрованных данных. То есть картинка, которую человек видит на экране, является продуктом дешифровки множества микроскопически малых сигналов, которые улавливает детектор томографа (РЧ-катушка). Каждый из этих электромагнитных импульсов обладает определенной мощностью и пространственными координатами внутри тела. Обработка и построение изображения на основании полученных импульсов «релаксации протонов» производится мощным компьютером по специальным программам.

В МРТ используется набор последовательностей РЧ-импульсов, которые создают определенные режимы «возбуждения» протонов водорода в тканях организма с уникальной интенсивностью поглощения и соответствующего возврата энергии. Фактически последовательности являются компьютерными программами, согласно которым производится излучение РЧ-сигналов с определенной амплитудой и мощностью и управление градиентами магнитных полей.

Водород является самым распространенным элементом в теле, т.к. не только присутствует во всех органических молекулах, но и, как компонент воды, содержится в большинстве тканей. Именно поэтому (а также потому, что в ядре только один протон, что позволяет легче вызвать резонанс) томография лучше отображает мягкие ткани, в которых концентрация воды значительно выше. На МРТ-изображении кости, содержащие крайне мало свободных молекул воды, выглядят как непроглядно черные области.

Многочисленные эксперименты показали, насколько различным может быть время релаксации протона, если атом, в котором находится эта элементарная частица, находится в определенном виде ткани. Причем если эта ткань здорова, время «отклика» будет значительно отличаться. Именно по времени релаксации, т.е. скорости возврата РЧ-импульса, компьютером определяется яркость объекта.

В медицинской диагностике с помощью МРТ обследуют не только плотные ткани, но и жидкости: МР-ангиография позволяет определять места образования тромбов, выявлять турбулентности и направление тока крови, измерять просвет сосудов. В исследованиях жидкой среды помогают специальные вещества, изменяющие время отклика протонов в составе жидкости. Контрастные вещества содержат соединения элемента «гадолиний», у которого имеются уникальные магнитные свойства ядер атомов, за которые его называют «парамагнетик».

Также с помощью МРТ измеряется внутренняя температура в любой точке тела. Бесконтактная термометрия основана на измерении резонансных частот тканей (температура измеряется на основании отклонений частоты релаксации в ядах водорода в атомах воды).

В основе построения изображений лежит фиксация трех базовых параметров, которыми обладают протоны:

• время релаксации Т1 (спин-решеточная, поворот оси вращения протона на 90 о);
• время релаксации Т2 (спин-спиновая, поворот оси вращения протона на 180 о);
• протонная плотность (концентрация атомов в ткани).

Другими двумя условиями, влияющими на контрастность и яркость изображения, являются время повторения последовательности и время появления эхо-сигнала.

Используя в последовательностях РЧ-импульсы с определенной мощностью и амплитудой и измеряя время отклика Т1 и Т2, исследователи получают изображения одних и тех же точек тела (тканей) с разной контрастностью и яркостью. Например, короткое время Т1 дает мощный РЧ-сигнал релаксации, что при построении образа выглядит ярким пятном. По комбинации световых характеристик ткани в разных последовательностях выявляются увеличение концентрации воды, жира или конкретное изменение характеристик ткани, говорящее о наличии опухоли или уплотнения.

Для полноты информации о магнитно-резонансной томографии нужно сказать, что управление магнитными полями и радиочастотными импульсами не обходится без «казусов», необычно выглядящих изображений. Их называют «артефактами». Это любая точка, область или черта, присутствующие на изображении, но отсутствующие в организме в виде изменения ткани. Причиной появления таких артефактов могут быть:

• случайные наводки от неизвестных металлических предметов, попавших в магнитное поле;
• неисправности аппаратуры;
• физиологические особенности организма («фантомы», пятна, вызванные движением внутренних органов при дыхании или сердцебиении);
• неверные действия оператора.

Для устранения «артефактов» проводится внеочередная калибровка и тестирование аппаратуры, пациент и помещение проверяются на наличие инородных предметов, производится повторное обследование в нескольких режимах.

Использование МРТ в диагностике заболеваний позвоночника

Позвоночник – самая подвижная часть опорно-двигательного аппарата. Именно мягкие ткани обеспечивают и подвижность, и целостность позвоночной системы. Если подсчитать все известные и распространенные заболевания позвоночника, на долю повреждений мягких тканей придется до 90% от всех учтенных болезней. А если включить неврологические болезни спинного мозга и спинномозговых нервов и различные виды опухолей, то статистика возрастет до 95-97%. Иначе говоря, болезни, повреждающие костные ткани позвонков, встречаются более чем редко по сравнению с болезнями мягких тканей: межпозвоночных дисков, суставных сумок, связок и мышц спины.

Если сравнивать симптомы различных нарушений целостности мягких тканей, сходство будет исключительным:

• боли (локальные и распространенные в определенной области);
• «корешковый синдром» (нарушения целостности спинномозговых нервов и связанные с ними искажения сенсорных сигналов и ответных реакций);
• различные по силе параличи (плегии), парезы и потери чувствительности.

Именно поэтому результаты магнитно-резонансной томографии имеют высокий статус «решающего слова» в визуализационной диагностике заболеваний позвоночника. Иной раз качественный снимок пораженного участка – это единственный способ окончательно утвердить диагноз, сделанный на основании предварительного осмотра, неврологических тестов и анализов.

Показанием для проведения обследования в МРТ считается наличие воспалительных процессов в области позвоночного столба, сопровождающихся активной иммунной реакцией (повышение температуры тела, отекание тканей, покраснение кожного покрова). Анализы подтверждают наличие иммунной реакции, но не способны указать точное положение места инфицирования и воспаления. МР томограмма с точностью до 1 мм устанавливает координаты очага, ареал распространения воспалительного процесса. МР ангиограммы укажут границы тромбирования сосудов и отека тканей. В исследовании хронических заболеваний (остеохондроз во всех стадиях, спондилоартроз и т.п.) МРТ показывает исключительную полезность.

Также прямым показанием для применения МРТ являются симптомы, указывающие на возможное образование абсцессов в эпидуральной области: сильные локализованные боли, «корешковый синдром», прогрессирующая потеря чувствительности и парализация конечностей и внутренних органов.

Инфекционные заболевания, способные повредить все типы тканей (туберкулез, остеомиелит), требуют комплексного исследования с помощью МРТ и компьютерной томографии (КТ). На МР томограммах выявляются поражения нервных тканей, хрящевых межпозвоночных дисков, суставных сумок. КТ дополняет общую картину данными о разрушениях костных тканей тел позвонков и отростков.

Повреждения спинного мозга и близких к ним тканей (кровеносных сосудов, оболочек мозга, внутренней надкостницы спинномозгового канала) требуют многосторонних и кропотливых исследований на МРТ, т.к. большая часть нарушений нервных тканей связана с образованием опухолей (доброкачественных и раковых), изредка – абсцессов (эпидуральных и субдуральных). Исследования магнитно-резонансной томографии первоначально были нацелены на выявление именно опухолевых образований в ЦНС. Многолетние наблюдения и систематизация накопленного опыта позволяют исследователям определять появляющиеся новообразования на первой стадии, «в зачаточном состоянии».

Развитие сканерной техники направлено на повышение детализации, контрастности и яркости изображения объектов любого размера, а также на максимально быстрое получение данных после излучения РЧ-импульса. Современный МР-томограф способен «показывать» происходящие процессы в реальном времени: сердцебиение, движение жидкостей, дыхание, сокращение мышц, образование тромба. Малые открытые МР-сканеры на постоянных магнитах позволяют производить операции с минимальным уровнем повреждений поверхностных тканей (интервенционная МРТ).

Компьютерное программирование позволяет построить по данным, полученным со сканера, объемное изображение на экране монитора или с помощью лазерной техники.

Развивается направление МРТ исследований позвоночника в вертикальном положении. Подвижная установка оборудована столом, меняющим положение на 90 о, что позволяет снять в реальном времени изменения в позвоночном столбе при увеличении вертикальных нагрузок. Особенно ценны такие данные при изучении травм (переломов разных типов) и спондилолистеза.

По отзывам проходивших обследование, они не испытывают никаких болезненных ощущений. Самое большое впечатление на них производит шум, который создает аппаратура: «сильный стук в стенках тоннеля, как будто поблизости работает перфоратор». Это вращается подвижная деталь постоянного магнита.

Противопоказания

Однозначным препятствием проведению МРТ обследования является наличие в теле пациента имплантатов и устройств, содержащих металлы, в любой степени обладающие свойствами ферромагнетиков. Для информации: только чистый титан, применяющийся для создания вертебральных систем фиксации, не обладает магнитными свойствами.

Наличие в теле пациента кардиостимулятора, кохлеарного имплантата с электронным оборудованием и металлическими деталями сразу вызовет в магнитном поле возмущения, которые на томограмме создадут «артефакт». Кроме того, электронный аппарат выйдет из строя, причинив владельцу максимальный ущерб. К такому же результату приведет наличие в теле искусственных суставов, штифтов, скоб или даже осколков металла, оставшихся после ранения. Некоторые химические соединения, входящие в состав красок для татуажа, также обладают ферромагнитными свойствами (в частности, микроскопические частицы способны нагреваться в сильном магнитном поле, что приводит к ожогам глубоких слоев эпидермиса).

Во время обследования от пациента требуется максимальная неподвижность во время достаточно продолжительного времени. Препятствием к проведению МРТ может быть психическая нестабильность, определенные фобии (клаустрофобия, например), которые вызовут у обследуемого шоковое состояние, истерику, непроизвольную подвижность.

Для повышения качества изображения могут применяться контрастные вещества (соединения гадолиния), свойства которых еще не до конца изучены. Например, как они могут подействовать на развитие плода во время первых трех месяцев беременности. Поэтому не рекомендуется проводить обследования беременных женщин, требующие применения контрастных веществ. Кроме того, у людей, имеющих индивидуальную физиологическую непереносимость, эти препараты могут вызвать непредвиденную анафилактическую реакцию.

Совершенствование техники, использующей явление ядерно-магнитного резонанса, дает медикам, химикам и биологам мощный инструмент для исследования текущих процессов в живом организме и поиска патологий на самых ранних стадиях развития.

Статьи по теме

Одним из самых современных способов изучения человеческого организма является МРТ . Послойное изображение тканей при этом методе возможно благодаря такому явлению, как ядерно -магнитный резонанс (ЯМР). Несмотря на страшное название ничего общего с радиацией этот способ исследования не имеет.

В чем суть?

Более ранние диагностические процедуры (рентгенологическое исследование и – КТ) имеют противопоказания для части пациентов из-за лучевой нагрузки. В основе же МРТ лежат свойства магнитного поля.

Эффект ЯМР был открыт в середине прошлого века. Доказано, что ядра отдельных атомов поглощают энергию электромагнитного импульса, преобразуют ее в радиосигнал, который затем излучают.

В медицине этот метод был применен только спустя 30 лет. В восьмидесятых годах в столице Франции проходил всемирный конгресс радиологов. Тут-то ученые и продемонстрировали первые аппараты МРТ, в основе действия которых был ЯМР водорода ‒ наиболее встречающегося в природе элемента. Полученные сигналы обрабатывает компьютерная программа, после чего врач-радиолог получает снимки срезов тканей.

Метод развивается и совершенствуется, расширяются его области применения. Сегодня МРТ с успехом используется для диагностики патологий позвоночника, сосудов, органов брюшной полости и малого таза, сердца, опорно-двигательного аппарата.

В чем преимущества метода?

1. Неинвазивность;
2. Информативность;
3. Отсутствие осложнений;
4. Безопасность;
5. Практически не нужна подготовка;
6. Трехмерные изображения.

Что представляет собой аппарат МРТ?

Диагностический аппарат состоит из большой трубы в виде цилиндра и магнита, расположенного вокруг нее. Больной ложится на стол, движущийся внутри трубы. Сегодня в распоряжении медицины имеются различные виды томографов, в том числе с открытыми боками и укороченным туннелем. Возможности аппаратов последних моделей очень большие: с их помощью получают четкие снимки различных частей тела. Однако не все исследования можно провести одинаково качественно на томографах разных видов, например, на открытом. В каждом случае необходим совет специалиста. После сканирования изображение обрабатывает компьютер, который размещается в другом помещении, соседствующем с аппаратом.

Надо ли бояться обследования?

Исследование МРТ проводится при госпитализации больного, а также в амбулаторных условиях. Тело человека закрепляется ремнями неподвижно на специальном столе. Радиоволновые устройства размещают около обследуемой части тела.

Иногда процедуру проводят с контрастированием. В этом случае контрастное вещество подается в кровь посредством катетера.

По окончании подготовительных мероприятий пациента передвигают к центру магнита. Медицинский персонал уходит в другое помещение, в котором расположен компьютер. С его помощью обрабатываются данные томографического исследования. О начале сканирования свидетельствуют звуки (щелчки) аппарата. В это время важно сохранять неподвижность. В паузах пациенту можно чуточку расслабиться, но, тем не менее, сохранять неподвижность необходимо.

После процедуры катетер достается. Как правило, исследование проходит в течение 45 минут.

Побочные эффекты исследования

• • В общем-то, процедура МРТ безболезненная. Однако от неподвижного лежания пациент может чувствовать себя не совсем комфортно.
  • Есть люди, которых пугает закрытое пространство. Таким пациентам рекомендуется томограф открытого типа. Также врач может предложить принять успокоительные лекарственные средства. Но таких людей немного – 1/20 от всех обследованных.
  • Может повыситься температура участка тела, которое подвергается изучению. Тревожиться не следует, поскольку это вполне нормально.
  • Некоторых людей волнует одиночество: ведь радиолог и другой медицинский персонал находятся в соседнем помещении. Другие боятся, что их возможное плохое самочувствие останется незамеченным врачом. Однако беспокоиться не нужно: при исследовании предусмотрена возможность общения пациента с медицинским персоналом.

• Сканер довольно громко гудит, поэтому пациенту предлагают воспользоваться наушниками или берушами.
• Во время установки катетера и подаче контрастного вещества больной может испытывать дискомфорт. Также не исключено появление во рту привкуса металла.
• Очень редко у пациента наблюдается аллергия на контрастное вещество: зуд, раздражение глаз. Иногда его начинает тошнить, появляется боль. Об этом обязательно нужно сообщить врачу.
• Кормящим мамочкам рекомендуется прекратить грудное вскармливание хотя бы на сутки после попадания в кровь контрастного вещества. Все это время надо из каждой груди сцеживать молоко. Полагают, что за 24 часа это вещество полностью выводится из организма. Хотя по некоторым данным составляющие контрастного вещества не токсичны для ребенка. Но, как говорится, береженого Бог бережет!

Видео: проведение процедуры МРТ

Изучение сосудов мозга

На сегодняшний день разработано несколько режимов и программ для проведения МРТ сосудов головного мозга. Способ обследования врач отмечает в истории болезни пациента и указывает в направлении на МР-томографию. Поэтому важно, чтобы посещение медучреждения предшествовало проведению процедуры МРТ головного мозга. Специалист при составлении плана исследования обязательно учтет все противопоказания.

Один из наиболее безопасных и вместе с тем эффективных способов исследования мозга − метод МРТ. В результате МРТ сосудов головного мозга оценивается не только их структура, но и функциональное состояние. Обычно радиолог получает довольно отчетливое изображение сосудов, однако в некоторых сложных случаях исследование проходит с контрастом.

В результате исследования удается сделать множество срезов проблемной области, получить ее изображение в разных плоскостях, рассмотреть специфику движения крови. Нужную часть исследуемого сосуда можно выделить в определенной проекции.

Когда проводят томографическое обследование головы?

К основным показаниям к МРТ сосудов головного мозга относятся:

Возможности , которые открываются с применением метода МР-томографии:

• Исследование помогает составить правильный план лечения;
• Контролируется ход лечения;
• Уточняется диагноз;
• Патология распознается в самые ранние сроки ее развития.

МРТ сосудов головы визуализирует не только сами сосуды, но и окружающие их ткани. Причем это происходит без использования рентгеновских лучей и контрастного материала, применяемого в случае компьютерной томографии.

Метод помогает определить точную локализацию тромбов, повреждений стенок сосудов, .

Без сомнения, метод МРТ благодаря своей безопасности и высокой информативности превосходит более ранние способы диагностики: КТ и рентгенографию. Сделать МРТ сосудов головного мозга можно в любом медицинском учреждении, в котором есть соответствующее оборудование.

Видео: МРТ головного мозга

Исследование позвоночника

Если в недалеком прошлом изучить состояние позвоночного столба можно было только с помощью рентгенографических методов (что не всегда безопасно), то появившийся позже метод магнитно-резонансной томографии стал настоящим прорывом в диагностике. По сути, медицина вышла на совершенно новый уровень. С помощью данной неинвазивной методики изучается развитие патологического процесса в динамике. Получают трехмерные срезы проблемных участков. Полученные изображения выводятся на монитор компьютера, далее снимки можно распечатать и разместить в истории болезни.

Обычно МР-томографию позвоночного столба назначают для уточнения диагноза при болях в спине или ногах. С помощью метода МР-томографии возможно:

1. Обнаружить повреждения межпозвоночных дисков;
2. Определить степень давления на корешки нервов поврежденного диска;
3. Диагностировать врожденную патологию исследуемого органа;
4. Определить нарушения в движении крови в том или ином участке позвоночника;
5. Диагностировать опухоли костной и нервной ткани;
6. Выявить сужение спинномозгового канала;
7. Увидеть травматические повреждения в нервных волокнах;
8. Обнаружить метастазы злокачественных опухолей легких, простаты, груди;
9. Найти изменения в нервных волокнах, произошедшие в результате заболеваний;
10. Выявить очаги воспаления, остеопороз;
11. Обнаружить область позвоночника, пораженную инфекцией.

• Человеку с протезами (что касается зубных протезов, их наличие не является противопоказанием), кардиостимулятором и другими металлосодержащими включениями;
• Больным с судорожным синдромом и ;
• Людям с расстройством психики;
• Пациентам с клаустрофобией;
• Тем, у кого может развиться аллергическая реакция на контраст.

Специально готовиться к процедуре не нужно. Естественно, все металлические предметы пациенту придется снять, так как он будет находиться в сильном магнитном поле.

Исследование шейного отдела позвоночника

Одним из наиболее сложных и важных узлов человеческого организма является шейный отдел позвоночного столба. В этом месте находится много кровеносных сосудов, нервные и мышечные волокна, позвоночные элементы. При их патологии страдают все системы организма. Иногда заболевания сопровождаются сходными симптомами, поэтому, чтобы постановить правильный диагноз, назначается процедура МРТ шейного отдела позвоночника и сосудов шеи.

Показания к проведению МРТ позвоночника

1. Дистрофически-дегенеративные изменения тканей позвоночника;
2. Травмы шеи;
3. Врожденные аномалии органа;
4. Подозрения на грыжи и смещение позвоночных дисков;
5. Спондилоартрит, остеомиелит, спондилит;
6. Подозрения на метастазы;
7. Предстоящая операция на позвоночнике.

Эти заболевания проявляются болями в руках, звоном в ушах, онемением шеи, ухудшением слуха и зрения, колебанием артериального давления. МРТ- сосудов шеи позволяет выявить причины нарушения работы организма.

МР-томография сердца

Сердечнососудистой системе в организме принадлежит особая роль – кровообращение. Благодаря работе сердца кровь поступает ко всем клеткам человеческого тела и приносит к ним кислород. Даже небольшие нарушения в работе этой системы могут привести к необратимым последствиям для здоровья. Эти органы и изнашиваются быстрее других: сердце находится в постоянном движении, а сосуды испытывают импульсную нагрузку.

Не подлежит сомнению, что сердцу и сосудам надо помогать. Как? Во-первых, соблюдать режим, есть полезные продукты, отказаться от вредных привычек. А во-вторых, вовремя проходить исследования. Обнаружение проблемы на ранних стадиях, ни для кого не секрет, дает больше шансов на выздоровление. МРТ коронарных сосудов и сердца даст возможность найти все неполадки в системе. А по результатам обследования врач назначит правильное лечение.

Метод МРТ абсолютно безопасен для сердечной деятельности. Магнитное поле безвредно для миокарда, сосудистых стенок, сердечного ритма. После исследования нет никаких остаточных явлений.

Исследование сердца показывает:

• Изменения в строении сердца и всей коронарной системы;
• Уменьшение либо увеличение кровотока. Кровоснабжение зависит от приема лекарственных средств, гормональных препаратов, нагрузки, стресса;
• Стеноз или холестериновые отложения: даже малейшее нарушение пропускной способности артерий ухудшает сердечную деятельность;
• Изменения в функциях сердечных камер;
• Патологические изменения миокарда;
• Нарушения в строении и работе клапанной системы;
• Образования (доброкачественные и злокачественные);
• (врожденные или приобретенные);
• Послеоперационные состояния сосудов и сердца.

Здоровое сердце (слева) и хорошо выявляемая с помощью МРТ (справа)

Сложность в обследовании сердца состоит в том, что орган этот не может быть неподвижным. Дыхание также оказывает влияние на результат сканирования. Чтобы сделать качественные снимки, необходимо использовать томографы повышенной мощности. Поэтому при исследовании сердечнососудистой системы используют аппараты, способные создать напряженность магнитного поля более 1,5 Тесла. Это позволяет сделать снимки срезов не толще 1 мм. А для более четкой картинки исследование может проводиться с контрастированием.

На таких томографах получается трехмерное качественное изображение. Сосуды и окружающие ткани просматриваются на любой глубине и в разнообразных ракурсах. Сердечный ритм и напряженность магнитного поля в современных МРТ-аппаратах синхронизированы. Исследование сосудов осуществляется и в статике, и в динамике.

Абсолютные противопоказания:

1. Присутствие в теле электронных приборов (ферромагнитных ушных имплантантов, кардиостимуляторов);
2. Металлические имплантанты, зажимы, скобы;

Относительные противопоказания:

1. Клаустрофобия;
2. Послеоперационное состояние, которое требует применения поддерживающей аппаратуры;
3. Беременность (первый триместр);
4. Нездоровая мышечная активность.

Диагностика брюшной полости

Обычно для диагностирования патологий органов, находящихся в полости брюшины, назначается не МР-томография, а иные способы исследования. К примеру, компьютерные томографы лучше различают желчный пузырь и кишечник. Фиброгастроскопия хорошо себя зарекомендовала при исследовании желудка. Однако мягкие ткани лучше видит МР-томограф. Поэтому, чтобы уточнить диагноз относительно желчных протоков, сосудов, надпочечников, печени, назначается МРТ. С помощью метода можно выявить точное местоположение органа, его форму и размеры, обнаружить болезненный процесс, а также связь последнего с соседними органами.

Тромбоз вен печени на снимке МРТ

МРТ довольно дорогая процедура, поэтому назначается только в случае необходимости в качестве дополнения к пройденным исследованиям.

Преимущество данного метода заключается в его безопасности. Проведение процедуры без использования рентгеновских лучей позволяет применять ее даже при обследовании беременных. Если же надо провести дополнительное исследование, то процедуру можно повторять без опасения осложнений. Также при изучении состояния сосудов, находящихся в брюшной полости применять контрастное вещество не обязательно, что делает этот метод незаменимым для аллергиков. Конечно, если надо более детально рассмотреть клеточные структуры органов, определить их кровоснабжение, то возможно применение контрастирования. Однако решать это должен только врач.

Что выявляет МР-томография

• Жировую дистрофию печени, цирроз;
• Опухоли различной природы;
• Кровотечения, инфекции, воспаление;
• Непроходимость желчных протоков;
• Холестериновые отложения и другие причины нарушения движения крови в сосудах;
• Накопления жидкости в брюшной полости.

Важно! Пациенту не следует отказываться от дополнительной уточняющей процедуры – МРТ органов брюшной полости, если ее назначил врач.

МР-томография сосудов конечностей

В артериальном и венозном русле нижних конечностей может происходить нарушение кровообращения. Определить степень этого нарушения поможет МРТ сосудов ног. По результатам исследования можно сделать заключение о травмах сосудов, аномалиях в их развитии, болезнях, прогнозировать последующие проявления заболевания и назначить наиболее подходящий способ лечения.

тромбоз сосудов ног на снимке МРТ

Абсолютные и относительные противопоказания при проведении МРТ сосудов ног такие, как и при диагностике других органов (МРТ сосудов почек, брюшной полости, сердца).

Применение МРТ при исследовании коленных суставов

Около 70% всех травм нижних конечностей приходится на коленные суставы. Это может произойти с людьми любого возраста и привести к полной потере работоспособности.

МРТ коленного сустава в настоящее время применяется для уточнения диагноза при следующих травмах:

• Повреждении связок;
• Разрыве мениска;
• Повреждении сухожилий.

МР-томография не только подтверждает ту или иную травму, но и показывает более сложные изменения, происходящие в тканях.

Почему МР-томография?

Наиболее используемыми методами исследования сосудов ног являются компьютерная томография, и МР-томография.

Наиболее безопасными из этих методов являются МРТ и допплерография. Следует отметить высокую информативность как одного, так и другого метода. Однако преимущество МРТ в том, что по результатам исследования пациент и его доктор получают трехмерное, подробное, в деталях изображение всех интересующих элементов.

Если сравнивать МРТ и КТ, то они оба надежны и могут успешно использоваться для постановки правильного диагноза. Основное отличие МРТ от КТ в отсутствии рентгеновского излучения. Поэтому противопоказаний у МРТ гораздо меньше, и метод может быть рекомендован большему кругу пациентов, даже беременным женщинам.

Видео: сравнение МРТ с КТ

Среди многообразия методов диагностики МРТ занимает особое место. Максимум преимуществ и минимум противопоказаний делают его методом выбора. Тем не менее, окончательные выводы по определению должен делать только врач.

Изображение этого аппарата знакомо всем, кто смотрит медицинские телепередачи и новости из мира науки. Еще бы! Ведь он позволяет проделывать такие «фокусы», которые и не снились еще лет 30 назад ни одному врачу лучевой диагностики.

Когда–то единственным средством «заглянуть внутрь тела» было рентгеновское исследование. Плоские черно-белые снимки и масса «мест на карте тела», недоступных лучам рентгена.

Теперь в распоряжении врача приборы, позволяющие «просканировать» человека и подробнейшим образом изобразить его внутренний мир на экране монитора – в цвете и даже в «нарезке», как магазинную колбасу. Метод называется «магнитно-резонансная томография» (МРТ).

Секреты волшебства

Человек состоит на 60–80% из воды, в молекулах которой, как известно, есть атомы водорода. При воздействии мощного магнитного поля они начинают излучать определенные волны. Причем разные – в зависимости от того, в каких именно тканях находятся «намагниченные» атомы.

Этот физический процесс и лежит в основе МРТ. Человека помещают в магнитное поле, фиксируют излучение и трансформируют полученные сигналы в цветное трехмерное изображение.

При любой патологии водная обстановка в нашем теле изменяется, а значит другой становится и картинка. Вот почему око МРТ часто называют всевидящим.

В медицине используется большое число инструментальных методов исследования, часть из которых являются, по сути, универсальными, что позволяет диагностировать множество патологий из различных классификационных групп заболеваний человека. Таким является и аппарат МРТ, позволяющий визуализировать ткани тела, не используя лучевую нагрузку. Однако что такое МРТ и какова схема строения аппарата, его принцип работы, знает небольшое количество людей. Но такое незнание не мешает большинству пациентов проходить подобные диагностические процедуры.

Структура МР-томографа и принцип работы

Аппарат для проведения МР-томографии представляет собой большой магнит. Тело человека находится в его полости, которая защищена пластиковым корпусом. При этом такое изучение тканей не приводит к наступлению патологических состояний, потому как не ионизирует вещества, входящие в основу структуры тела. Сильное устройства воздействует напрямую на протоны. Эти частицы представляют собой ионы водорода, которые входят в состав воды - самого распространенного вещества в теле человека.

Содержание воды в разных тканях человеческого тела имеет свои отличия. Наименьшее ее количество находится в костях и соединительной ткани, тогда как мышечная и жировая отличаются более высокой концентрацией жидкости. Такими же показателями отличается и мозговая ткань, а также паренхима внутренних органов. При этом за счет разности в содержании воды достигается построение границ между разнородными тканями на виртуальном изображении, которое формируется после подачи сигнала на компьютер.

Однако что такое МРТ, на основе какого физического принципа функционирует данный аппарат? Такой тип дифференциации структуры человеческого тела реализуется за счет механизма воздействия Они представляют собой диполи, которые в магнитном поле принимают определенный тип ориентации. Сам цикл работы МРТ заключается в создании магнитного поля и условий для упорядочения расположения молекул воды, после чего вдоль магнитного поля пускается радиоволна, приводящая молекулы в колебания, которые усиливаются за счет возникающего резонанса.

МРТ головы, исследование головного мозга

В диагностике заболеваний и дегенеративных поражений имеет огромную важность, потому как позволяет с большой долей вероятности определить точнейшую локализацию процесса, объем повреждения либо новообразования, выявить сосуд, в котором располагается тромб. При этом основным подходом к проведению данного исследования является не то, каким образом диагностировать, потому что в основе томографии лежит постановка вопроса «что?» и ответа на него. Такая МРТ, сделанная после предварительно выставленного диагноза, позволяет повысить информативность исследования, потому как врач уже предполагает, что конкретно он будет искать. При этом среди целевых патологий, которые может выявить МР-томография мозга, присутствуют опухолевые, травматические, инфекционные болезни. Также магнитно-резонансная томография способна диагностировать осложнения, возникающие в процессе развития вышеуказанных болезней.

Что такое МРТ позвоночника

МРТ позвоночного столба и спинного мозга - это метод инструментального исследования, который предполагает визуализацию всех анатомических образований на определенном уровне. Современные аппараты позволяют проводить различные виртуальные срезы отдельных участков тела. Это дает возможность оценить анатомическую структуру позвоночного канала, межпозвоночных отверстий на различных участках. В исследование также включают и потому что такое МРТ позволяет видеть его структуру, ведь индуктивность магнитного поля в катушке аппарата составляет примерно 1,5 Тесла. Использование томографии помогает определить наличие опухолевых образований в оболочках мозга или в его ткани при соответствующей симптоматике.

За принцип этой диагностической процедуры взят феномен ЯМР (ядерно-магнитный резонанс), при помощи которого можно получить послойное изображение органов и тканей организма.
Ядерно-магнитный резонанс – это физическое явление, которое заключается в особенных свойствах ядер атомов. При помощи импульса радиочастотной природы в электромагнитном поле в виде особого сигнала излучается энергия. Компьютер отображает и запечатлевает эту энергию.
ЯМР дает возможность все знать об организме человека из-за насыщенности последнего атомами водорода и магнитных свойств тканей организма. Установить, где находится тот или иной атом водорода, можно благодаря векторному направлению протонных параметров, которые делятся на две расположенные по разные стороны фазы, а также их зависимости от магнитного момента.

Принцип работы аппарата МРТ основан на магнитных полях, сила которых в десятки тысяч раз превышает силу земного магнитного поля, но на здоровье человека они не оказывают негативного воздействия.
Как делают МРТ? Как проходит процедура

Аппарат МРТ находится в специальной комнате, куда выходит окошко, через которое за процессом наблюдает врач. Во время работы аппарата в комнате никого нет, пациент при необходимости может обратиться к врачу по громкой связи. Все, что требуется от обследуемого, это – лежать неподвижно, так как движения искажают картину снимков.

Если делают МРТ людям с избыточным весом , оборудование шумит меньше из-за слабого магнита низкопольных аппаратов.

Нужно учесть один немаловажный нюанс. Во время процедуры пациента помещают внутрь томографа, который представляет собой тоннелеобразный магнит. Есть люди, которые боятся закрытых пространств. Страх этот может быть различной интенсивности – от небольшого беспокойства до паники. В некоторых лечебных учреждениях есть открытые томографы для таких категорий пациентов. Если же такого томографа нет, то нужно рассказать о своих проблемах доктору, он назначит успокоительное перед исследованием.

Для каких исследований больше всего подходит

Без магнитно-резонансной томографии не обойтись при диагностике таких состояний:

• многие недуги воспалительного характера, например, мочеполовых органов;
• нарушения головного и спинного мозга (патологии нервной системы, гипофиза);
• опухоли, как доброкачественные, так и злокачественные;
• предоставляет самые точные данные о метастазах, позволяет видеть даже самые мелкие, которые при других исследованиях незаметны. Помогает выяснить, уменьшаются ли они после проведенной терапии или, наоборот, увеличиваются;
• патологии сердечной и сосудистой систем (сосудистые нарушения, пороки сердца);
• травмы органов и мягких тканей;
• для определения эффективности проведенного оперативного лечения, химиотерапии и лучей;
• инфекционные процессы в суставах и костях.

Почему шумит магнитно-резонансный томограф

Чем сопровождается МРТ? Никакими физическими ощущениями процедура обследования не сопровождается, кроме шума и редких щелчков аппарата. Шум довольно громкий, поэтому пациенту выдаются удобные наушники или беруши. Многие пациенты засыпают во время процедуры.

Шум издает аппарат во время работы, так же как и любое другое механическое устройство, это нормально.
После процедуры МРТ через сколько будет готово описание? Результат готов через несколько минут, после чего данные интерпретирует врач и выносит окончательное заключение. Весь процесс длится не более одного часа. Инновационные виды МРТ аппартов характеризуются меньшим уровнем шума.

Какие звуки издает работающий МР-томограф

Представляет собой отличающийся высокой чувствительностью и низким уровнем шума усилитель сигнала, работа которого происходит на сверхвысоких частотах. Регистрируемый отклик претерпевает изменения – преобразование из МГц в кГц (от высоких частот к низким).

За пациентом врач наблюдает через специальное окошко или при помощи видеокамеры. При необходимости, нажатием кнопки можно подать сигнал и поговорить с врачом через переговорное устройство.
Существуют случаи, когда для получения точного результата, внутривенным способом вводится контрастное вещество. Побочные эффекты в данной процедуре отсутствуют.
В течение тридцати минут пациент получает готовое заключение и снимки.

Во время МРТ слышен шум, похожий на гудение или ритмичный стук, связанный с работой магнита.