Магнітно-резонансна томографія

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Магнітно-резонансна томографія, МРТ (англ. Magnetic resonance tomography, MRT або англ. Magnetic resonance imaging, MRI) — це томографічний метод дослідження внутрішніх органів і тканин з використанням фізичного явища ядерного магнітного резонансу.[1] Метод ґрунтується на вимірюванні електромагнітного відклику атомних ядер, найчастіше ядер атомів водню[2], а саме на їхньому збудженні за допомогою певної комбінації електромагнітних хвиль у сталому магнітному полі високої напруженості.

Цей метод дозволяє одержати висококонтрастне зображення тканин тіла, і тому знаходить широке застосування у візуалізації тканин мозку, серця, м'язів, а також новоутворень, порівняно з іншими методами медичної візуалізації (такими, наприклад, як комп'ютерна томографія чи рентгенографія).

Вступ[ред.ред. код]

МРТ — це неінвазивний метод медичного обстеження, який широко застосовується в медичній діагностиці та лікуванні. На відміну від комп'ютерної томографії та рентгену, під час дослідження даним методом організм не зазнає впливу іонізуючого випромінювання. Натомість зображення формується під впливом потужного магнітного поля та електромагнітних хвиль із застосуванням комп′ютерної обробки для одержання чіткої деталізації м′яких тканин, кісток та інших внутрішніх структур організму. Для підвищення чіткості зображення можуть застосовуватися контрастні речовини. За допомогою МРТ можна діагностувати патології, які неможливо побачити при використанні інших методів медичної візуалізації.

Побічні ефекти МРТ невідомі, однак існує ряд протипоказань.

Методики МРТ постійно вдосконалюються. Для візуалізації різних структур організму випробовуються нові послідовності електромагнітних імпульсів і застосовуються нові методи обробки даних, що дозволяють досягнути високого рівня деталізації, наприклад, одержувати зображення ділянок мозку менш ніж 1 мм завтовшки.

Історія[ред.ред. код]

Роком винайдення комп'ютерної томографії вважають 1973 рік, коли професор хімії Пол Лотербур опублікував у журналі Nature статтю «Формування зображень за допомогою індукованої локальної взаємодії: приклади застосування ядерного магнітного резонансу»[3][4]. Наприкінці 70-х професор фізики Ноттінгемського університету Пітер Менсфілд розробив математичний метод, завдяки якому сканування стало потребувати порядку секунд, а не годин, і який дозволив отримувати більш чітке зображення.

Метод[ред.ред. код]

Магнітно-резонансний томограф

Метод ядерного магнітного резонансу базується на дослідженні насиченості тканин організму воднем і їхніх магнітних властивостей, пов′язаних із перебуванням в оточенні різних атомів і молекул. Ядро водню складається з одного протону, який має магнітний момент (спін) і змінює свою просторову орієнтацію у потужному магнітному полі, а також за впливу додаткових полів, що називаються градієнтними, і зовнішніх радіочастотних імпульсів, що подаються на специфічній для протону при данному магнітному полі резонансній частоті. На основі параметрів протону (спінів), котрі можуть перебувати тільки у двох протилежних фазах, а також їхньої прив′язаності до магнітного момента протону, можна встановити, в яких саме тканинах знаходиться той чи інший атом водню.

Якщо помістити протон у зовнішнє магнітне поле, то його магнітний момент буде або співнапрямлений, або протилежно напрямлений із магнітним полем, причому у другому випадку його енергія буде вищою. За впливу на досліджувану ділянку електромагнітним випромінюванням певної частоти частина протонів змінять свій магнітний момент на протилежний, а потім повернуться у вихідний стан. При цьому система збору даних томографа зареєструє виділення енергії під час релаксації попередньо збуджених протонів.

Перші томографи мали індукцію магнітного поля 0,005 Тл, однак якість одержаних на них зображень була низькою. Сучасні томографи мають потужні джерела сильного магнітного поля. Ці джерела можуть являти собою як електромагніти (зазвичай до 1—3 Тл, в деяких випадках до 9,4 Тл), так і постійні магніти (до 0,7 Тл). Оскільки поле повинно бути достатньо сильним, застосовують надпровідні магніти, що працюють в рідкому гелії, а з постійних магнітів придатні лише дуже потужні, неодимові. Магнітно-резонансний відклик тканин у МР-томографах на постійних магнітах більш слабкий, ніж в електромагнітних, тому вони мають обмежену область застосування. Однак постійні магніти можуть мати так звану «відкриту» конфігурацію, що дозволяє проводити дослідження у русі, у положенні стоячи, а також здійснювати доступ лікарів до пацієнта під час дослідження і проведення діагностичних чи лікувальних маніпуляцій під контролем МРТ (так звана інтервенційна МРТ).

Для визначення розташування сигналу у просторі, окрім магніту в МР-томографі, застосовують градієнтні котушки, які до загального однорідного магнітного поля додають градієнтне магнітне збурення. Це забезпечує локалізацію сигналу ядерного магнітного резонансу і точне співвідношення досліджуваної ділянки й одержаних даних. Дія градієнту, який дозволяє вибрати зріз, забезпечує селективне збурення протонів саме в потрібній ділянці. Потужність і швидкість дії градієнтних підсилювачів належить до найважливіших показників магнітно-резонансного томографа. Від них значною мірою залежить швидкодія, роздільна здатність і співвідношення сигнал/шум.

Застосування[ред.ред. код]

МРТ головного мозку[ред.ред. код]

Мультиплікація, створена з декількох перерізів голови людини
Магнітно-резонансне зображення коліна

МРТ головного мозку застосовується в нейрохірургії і неврології та дозволяє з високою точністю виявити патології тканин головного мозку. Порівняно із КТ, цей метод забезпечує більш високу чутливість під час діагностики невеликих пухлин та кращу візуалізацію задньої черепної ямки. Одержуване зображення дає змогу виразно розрізнити сіру і білу речовину, що дозволяє діагностувати цілий ряд станів центральної нервової системи, включаючи демієлінізуючі захворювання, деменцію, цереброваскулярні захворювання, нейроінфекції та епілепсію[5]. Оскільки під час дослідження одержують численні зображення із проміжком у кілька мілісекунд, це дозволяє побачити реакцію мозку на різні стимули, дослідити як функціональні, так і структурні аномалії мозку й діагностувати більшість психічних розладів. Метод застосовується також у стереотаксичній хірургії під контролем МРТ і в радіохірургії при лікуванні пухлин головного мозку, артеріовенозних мальформацій та інших захворювань, що потребують хірургічного лікування.

МРТ серцево-судинної системи[ред.ред. код]

МРТ серцево-судинної системи доповнює інші методи візуалізації, такі як ехокардіографія, КТ серця і ядерна медицина. До сфери її застосувань входять обстеження при ішемічній хворобі серця, кардіоміопатії, міокардиті, гемохроматозі, вроджених вадах серця тощо.

МРТ опорно-рухового апарату[ред.ред. код]

Діагностика захворювань опорно-рухового апарату включає МРТ хребта, діагностику захворювань суглобів і пухлин м′яких тканин.

Технології[ред.ред. код]

Дифузійна МРТ[ред.ред. код]

Дифузійна МРТ — метод, що дозволяє визначати дифузію молекул води в біологічних тканинах. Дифузійну МРТ застосовують для діагностики станів (наприклад, інсультів) чи неврологічних порушень (наприклад, розсіяного склерозу).

МР-перфузія[ред.ред. код]

Метод, що дозволяє оцінити проходження крові крізь тканини організму, зокрема крізь тканини мозку і печінки. Метод дозволяє визначити ступінь ішемії головного мозку та інших органів.

МР-спектроскопія[ред.ред. код]

Магнітно-резонансна спектроскопія (МРС) — метод, що дозволяє виявити біохімічні зміни тканин при різних захворюваннях. МР-спектри відображають процеси метаболізму. Порушення метаболізму, як правило, виникають до появи клінічних проявів захворювання, тому на основі даних МРС можна діагностувати захворювання на ранніх етапах розвитку.

Види МРС:

  • МРС внутрішніх органів;
  • МРС біологічних рідин.

МР-ангіографія[ред.ред. код]

Магнітно-резонансна ангіографія (МРА) — метод одержання зображення судин за допомогою магнітно-резонансного томографа. Дослідження проводиться на томографах з величиною індукції магнітного поля не менш як 0,3 Тл. Метод дозволяє оцінювати як анатомічні, так і функціональні особливості кровотоку. МРА ґрунтується на відмінності сигналу рухомої тканини (крові) від сигналу оточуючих нерухомих тканин, що дозволяє одержувати зображення судин без застосування будь-яких рентгеноконтрастних засобів. Для одержання більш чіткого зображення застосовують особливі контрастні речовини на основі парамагнетиків (гадоліній).

Функціональна МРТ[ред.ред. код]

Функціональна МРТ (фМРТ) — метод картування кори головного мозку, що дозволяє визначити індивідуальне для кожного пацієнта розташування й особливості ділянок мозку, які відповідають за рух, мову, зір, пам′ять та інші функції. Суть методі полягає в тому, що при роботі певних ділянок мозку кровоток в них посилюється. У процесі проведення фМРТ пацієнтові пропонують виконати певні завдання, реєструють ділянки з посиленим кровотоком та накладають їхнє зображення на звичайну МРТ мозку.

Протипоказання[ред.ред. код]

Існують як відносні протипоказання, при яких проведення дослідження можливе за певних умов, так і абсолютні, при яких проводити дослідження неприпустимо.

Абсолютні протипоказання:

Відносні протипоказання:

  • інсулінові помпи;
  • нервові стимулятори;
  • неферомагнітні імплантати внутрішнього вуха;
  • протези клапанів серця (у високих полях, при підозрі на дисфункцію);
  • кровозупиняючі кліпси (крім судин мозку);
  • декомпенсована серцева недостатність;
  • перший триместр вагітності;
  • клаустрофобія;
  • неадекватність пацієнта;
  • важкий/вкрай важкий стан пацієнта за основним/супутнім захворюванням;
  • наявність татуювань, що виконані металовмісними барвниками (можуть виникати опіки).

Титан, який широко застосовується у протезуванні, не є феромагнетиком і практично безпечний при МРТ. Виняток — наявність татуювань, що виконані титановмісними барвниками (наприклад, на основі діоксиду титану).

Див. також[ред.ред. код]


Примітки[ред.ред. код]

  1. Sheil, W. C. Magnetic Resonance Imaging (MRI Scan). MedicineNet.com. Архів оригіналу за 2013-07-09. Процитовано 2012-04-27. 
  2. ISBN 978-0-521-86527-2 глава 8 Getting in tune: resonance and relaxation
  3. Lauterbur PC (1973). Image Formation by Induced Local Interactions: Examples of Employing Nuclear Magnetic Resonance. Nature 242 (5394). с. 190–1. Bibcode:1973Natur.242..190L. doi:10.1038/242190a0. 
  4. Rinck PA (2014). The history of MRI; in: Magnetic Resonance in Medicine, 8th edition; http://magnetic-resonance.org/ch/20-04.html. 
  5. American Society of Neuroradiology (2013). ACR-ASNR Practice Guideline for the Performance and Interpretation of Magnetic Resonance Imaging (MRI) of the Brain.