Аппараты для магнитно-резонансной томографии

Магниторезонансная томография возникла, когда американский ученый, химик Пол Лотербур впервые рассказал в международном научном издании Nature о получении изображения посредством вынужденного локального взаимодействия, основанного на магнитном отклике. Эта статья, изданная в 1973 году, стала стартовой для дальнейшей работы над применением магнитного частотно-избирательного отклика. Позднее британский физик Питер Мэнсфилд развил идею Лотербура, довел до совершенства математическую последовательность отображения картинки.

Первые магниторезонансные томографы обладали мощностью, равной 0,005 Тл (тесла – это единица измерения мощности аппаратов). Отпечаток при такой мощности появлялся, однако его качество оставляло желать лучшего. Работы продолжались.

Свое название аппарат МРТ окончательно приобрел после атомной катастрофы в Чернобыле. До этого данный вид диагностики назывался ядерной магнитной резонанс-томографией. Понятие «ядерный» было удалено из названия по причине страха некоторых пациентов к облучениям.

Суть аппарата

Термин «томография» получил свое название от греческого понятия τομή, что означает сечение. Другими словами, томография – это формирование плоскостных изображений органа. Принцип работы компьютерного томографа заключается в применении физического эффекта – магнитного отклика атомных ядер. Данный метод послойного изображения основывается на электромагнитном отклике атомных ядер и измерении электромагнитных волн, образующихся в неизменном магнитном поле повышенной интенсивности.

Посредством МР-томографии обследуются:

• голова и головной мозг;
• кровеносные и лимфатические сосуды;
• позвоночник и спинной мозг;
• костные ткани, суставы.

Допускается проведение МР-томографии беременным женщинам во втором-третьем триместрах.

МРТ плода может служить самостоятельным исследованием либо уточнять данные УЗИ. МРТ плода позволит выявить патологии развития, обнаружить новообразования, нарушения в работе центральной нервной системы. Матери при необходимости может быть проведена МРТ позвоночника, головного мозга.

Открытый и закрытый аппараты

Закрытый магнитно-резонансный томограф представляет собой нечто фантастически космическое. Хотя современного человека трудно удивить приборами и устройствами, бывшими всего несколько десятков лет назад фантастикой. Пациент ложится на подвижный стол, который плавно вкатывается в трубу. Внутренние стенки этой трубы являются источником мощного магнитного поля. Пациент должен в течение 25 минут лежать спокойно, чтобы не было искажения в изображении.

МРТ закрытого типа безопасна для пациентов, хотя пациент испытывает некоторый дискомфорт. Внутри аппарата возможен излишний шум. Люди, страдающие клаустрофобией, испытывают дискомфорт и могут потребовать прекратить МРТ-обследование. Этот метод диагностики недоступен полным людям.

Томограф открытого типа появился немного позднее первого и имеет несколько иную конструкцию. Также имеется стол, на который ложится пациент. Стол боком вкатывается под аппарат. Но пациент, оказавшись под влиянием приборов, может свободно видеть, что происходит в комнате, где проходит обследование, общаться с врачом. Магнитное воздействие происходит сверху и снизу. Прибор открытого типа дает возможность проводить лечебные или профилактические мероприятия под наблюдением МР-томографа.

Так как пространство сбоку открыто, МРТ открытого типа доступно и полным, и страдающим клаустрофобией. Пациент не оказывается в замкнутом пространстве один на один со своими страхами.

Мощность аппаратов и виды исследований

Мощность аппаратов магниторезонансной томографии измеряется в тесла. Современные томографы работают от электромагнита или, что происходит реже, – от постоянного магнита, имеющего более высокие магнитные поля, в сравнении с электромагнитными устройствами. Для его усиления применяется жидкий гелий, в который помещают источник силового поля. Постоянные магниты дают поле, достигающее силы 0,7 Тл. В работе могут применяться только постоянные магниты на основе неодима, дающие нужную силу. Электромагниты значительно сильнее, они обеспечивают силу магнитного поля, равную 1–3 Тл. Однако именно постоянные магниты позволяют создавать аппараты открытого типа.

Чем выше мощность аппарата МРТ, тем меньше времени уйдет на томографию. По данному параметру томографы делятся:

• на низкопольные. На этих приборах можно сделать качественное изображение только головы, позвоночника, суставов;

• среднепольные;
• высокопольные;
• сверхвысокопольные.

Наряду с постоянными или электрическими магнитами в приборах устанавливаются градиентные катушки, которые добавляют магнитное возмущение. Градиент помогает выбрать нужный срез, возбуждает протоны в нужной для обследования области. Градиентные усилители определяют мощность аппарата, скорость проведения процедуры, разрешающую способность прибора.

Некоторые виды томографии проводятся с использованием контрастных веществ. Эти вещества повышают качество изображения. Лучшими считаются аппараты МРТ, изготовленные компаниями Siemens и Philips.

Виды магниторезонансных исследований

Возможности МР-томографии довольно широкие. Отдельные типы аппаратов МРТ позволяют выполнять следующие диагностические процедуры.

• МР-диффузия устанавливает взаимопроникновение молекул воды внутрь клеток.
• Диффузионно-взвешенная томография регистрирует оживление протонов, отмеченных высокочастотными колебаниями. Данный метод определяет целостность клеточных оболочек и пространств между клетками. Применяется при диагностировании патологий гемодинамики мозга и злокачественных новообразований в начале их возникновения.
• МР-перфузия расценивает перемещение крови в тканях головного мозга или печени, отличает деформированные патологией ткани от здоровых. Устанавливает наличие ишемии головного мозга и деструкции внутренних органов.

• МР-спектроскопия определяет изменения тканей по содержанию продуктов метаболизма. Метод позволяет диагностировать патологию раньше, чем она начнет себя проявлять, основываясь на изменениях в обмене веществ.
• МР-ангиография дает внутреннее изображение сосудов, показывает состояние просвета. Метод оценивает анатомические и функциональные особенности кровотока, показывает венозные закупорки.
• Функциональная МРТ определяет персональные свойства отдельных участков мозга, координирующих функции человека: речевую, двигательную, слуховую, зрительную, память. Принцип данного метода опирается на усиление кровотока при функционировании заданных отделов головного мозга во время какой-либо деятельности. В ходе МРТ пациенту предлагается выполнять какие-либо задачи. В этот момент аппарат для МРТ головного мозга регистрирует отделы мозга с усиленным кровотоком.

• Вертикализация при МР-томографии позвоночника – прием относительно новый. Таких приборов в мире немного. Принцип диагностирования заключается в следующем: сначала выполняется МРТ позвоночного столба в классическом горизонтальном положении. Затем стол с пациентом и магнитом поднимается. На позвоночник действует сила тяжести, в результате которой позвонки смещаются и деструктивные изменения в межпозвонковых дисках оказываются более заметными. Такой метод исследования позвоночника применяется нейрохирургами.
• МРТ-термометрия основана на изменении резонансных частот в элементарных частицах водорода под действием температур отдельных органов. При нагревании или охлаждении тканей частота радиоволн, испускаемых протонами, изменяется и эти изменения фиксируются прибором. Благодаря МРТ-термометрии увеличивается информативность исследований.

С какой целью применяется МРТ

Ядерный магнитный отклик помогает изучать органы человека благодаря наличию в организме атомов водорода. Водород – простейший химический элемент, имеющий один протон. В силовом поле при добавочном возмущении градиентных полей этот протон меняет собственную пространственную ориентацию. Иногда применяются магниторезонансные контрасты, содержащие оксиды железа или соли гадолиния.

МРТ позволяет обнаружить отклонения в работе организма, новообразования и их характер (злокачественный, доброкачественный), иные патологические деформации в органах.

Как подготовиться к процедуре

Если МРТ предполагается проводить с введением в организм контрастных веществ, необходимо выяснить, нет ли у больного аллергии на эти препараты. С этой целью проводится тестирование.

Прежде чем лечь на кушетку, следует снять лишнюю одежду и любые нательные украшения, в оставшейся одежде из карманов надо вынуть все лишнее. Также потребуется снять зубные протезы, слуховой аппарат, очки. При обследовании в закрытом аппарате МРТ больному выдаются беруши или наушники, чтобы защитить его от шума работающего МРТ-оборудования.

Пациент вправе знать, будет ли ему вводиться контрастное вещество, какую информацию врач получит в ходе процедуры и как долго продлится процедура. Врач обязан объяснить пациенту, как он может обратиться к врачу в ходе процедуры и где расположена кнопка вызова.

В видео подробно рассказано о МРТ и диффузионном методе обследования:

Противопоказания

Процедура МРТ противопоказана:

• При беременности в I триместре. В этот период происходит закладка органов и тканей нового человека. Влияние магнитных полей на межклеточном уровне недостаточно изучено, и есть опасность возникновения осложнений в протекании беременности.
• При клаустрофобии (боязни замкнутого пространства) и ряде иных психических заболеваний.
• При наличии металлических протезов и кардиостимулятора. Магнитные поля способны вызвать движение металла в организме, сместить протез или спровоцировать сбой в работе сердечного прибора.

Введение гадолиния или иных веществ, повышающих четкость изображения, противопоказано больным, которым поставлен следующий диагноз:

• Гемолитическая анемия – заболевание, ведущее к разрушению эритроцитов.
• Беременность на всех сроках. Контрастное вещество легко проникает в плаценту, а его влияние на детский организм не изучено.
• Почечная недостаточность. При недостаточной работе почек и выведении мочи контрастные вещества задерживаются в организме и оказывают негативное влияние на деятельность жизненно важных органов.

При выполнении всех предписаний и указаний, данных разработчиком прибора, при правильной настройке аппарата и опыте врача, выполняющего диагностику, процедура МРТ безопасна и достаточно информативна. Она способна предупредить заранее о начале болезни, сообщить о физическом состоянии органов.