Магнітний резонанс у медицині. Ядерний магнітний резонанс

Включає послідовне визначення їхньої нижньої межі, рухливості нижнього легеневого краю, висоти стояння та ширини верхівок. Визначення кожного зазначеного параметра проводять спочатку з одного боку, потім - з іншого. Палець-плесиметр у всіх випадках мають у своєму розпорядженні паралельно визначається межі легені, причому середня фаланга пальця повинна лежати на лінії, вздовж якої проводиться перкусія, в перпендикулярному їй напрямку.

Використовуючи тихі перкуторні удари, перкутують від області ясного легеневого звуку до місця переходу його тупий (або притуплений), що відповідає межі легені. Фіксують пальцем-плесиметром знайдену межу та визначають її координати. При цьому за кордон органу приймають край пальця-плесиметра, звернений до області легеневого ясного звуку. У тих випадках, коли необхідно виміряти, зручно використовувати для цього заздалегідь відомі довжину або ширину фаланг своїх пальців.

Нижня межа легень визначається по вертикальним розпізнавальним лініям. Починають визначення за передніми пахвовими лініями, оскільки по правій серединно-ключичній лінії Нижня границялегені вже було знайдено раніше перед перкусією правої межі серця, а ліворуч до передньої грудної стінки прилягає серце.

Лікар встає перед хворим, просить його підняти руки за голову і послідовно перкутує по передній, середній та задній пахвових лініях. Палець-плесиметр розташовує в пахвовій ямці паралельно ребрам і перкутує по ребрах і межреберьям у бік зверху вниз до виявлення межі переходу ясного легеневого звуку тупий (рис. 39а).

Після цього лікар встає позаду хворого, просить його опустити руки і аналогічно проводить перкусію по лопатковій лінії, починаючи від нижнього кута лопатки (рис. 39б), а потім перкутує по хребцевій лінії від того ж рівня.

Слід мати на увазі, що визначення нижньої межі лівої легені по передній пахвовій лінії може бути утруднено внаслідок близького розташування області тимпанічного звуку в просторі Траубе.

Для позначення локалізації знайдених нижніх кордонів легень використовують ребра (міжребер'я), рахунок яких ведуть від ключиці (у чоловіків - від соска, що лежить на V ребрі), від нижнього кута лопатки, (VII міжребер'я) або від нижнього вільно лежачого XII ребра. На практиці можна, визначивши локалізацію нижньої межі легені по передній пахвовій лінії, відзначити її дермографом і використовувати цю позначку як орієнтир для визначення координат нижньої межі даної легені по інших лініях.

Локалізацію нижньої межі легень по околохребцевих лініях прийнято позначати щодо остистих відростків хребців, оскільки промацати ребра тут заважають м'язи спини. При рахунку остистих відростків хребців орієнтуються те що, що лінія, що з'єднує нижні кути лопаток (при опущених руках), перетинає VII грудний хребець.

Нормальне розташування нижніх кордонів легень у нормостеників

У гиперстеников нижні межі легень розташовані одне ребро вище, ніж в нормостеників, а в астеников - одне ребро нижче. Рівномірне опущення нижніх кордонів обох легень найчастіше спостерігається при емфіземі легень, рідше – при вираженому опушенні органів черевної порожнини (вісцероптоз).

Опущення нижніх кордонів однієї легені може бути викликано односторонньою (вікарною) емфіземою, що розвивається внаслідок рубцевого зморщування або резекції іншої легені, нижня межа якого при цьому, навпаки, зміщена догори. До рівномірного зміщення догори нижніх кордонів обох легень призводить рубцеве зморщування обох легенів або підвищення внутрішньочеревного тиску, наприклад, при ожирінні, асциті, метеоризмі.

У разі, якщо в плевральній порожнині накопичується рідина (ексудат, транссудат, кров), нижня межа легені на стороні ураження також зміщується догори. При цьому випіт розподіляється в нижньому відділі плевральної порожнини таким чином, що межа між зоною тупого перкуторного звуку над рідиною і вище областю ясного легеневого звуку набуває форми дугоподібної кривої, вершина якої розташована на задній пахвовій лінії, а найнижчі точки знаходяться спереду - у грудини і ззаду – у хребта (лінія Елліса-Дамуазо-Соколова). Конфігурація цієї лінії при зміні положення тіла не змінюється.

Вважається, що подібна перкуторна картина утворюється у випадку, якщо в плевральній порожнині накопичується більше 500 мл рідини. Однак при накопиченні навіть невеликої кількості рідини в лівому реберно-діафрагмальному синусі над простором Траубе замість тимпаніту визначається тупий перкуторний звук. При дуже великому плевральному випоті верхня межатупості майже горизонтальна або над усією поверхнею легені визначається суцільна тупість. Виражений плевральний випіт може призводити до зміщення середостіння. У цьому випадку на протилежному випоту боці грудної кліткиу задньонижньому її відділі при перкусії виявляється ділянка тупого звуку, що має форму прямокутного трикутника, одним з катетів якого є хребет, а гіпотенузою - продовження лінії Елліса-Дамуазо-Соколова на здоровий бік (трикутник Раухфуса-Грокко).

Слід враховувати, що односторонній плевральний випіт у більшості випадків запального походження (ексудативний плеврит), у той час як випіт одночасно в обидві плевральні порожнини найчастіше буває при накопиченні транссудату в них (гідроторакс).

Деякі патологічні станисупроводжуються одночасним скупченням у плевральній порожнині рідини та повітря (гідропневмоторакс). У цьому випадку при перкусії на стороні ураження межа між областю коробкового звуку над повітрям і областю тупого звуку над рідиною, що визначається нижче за неї, має горизонтальний напрямок. При зміні положення хворого випіт швидко переміщається в відділ плевральної порожнини, що лежить нижче, тому кордон між повітрям і рідиною відразу ж змінюється, знову набуваючи горизонтального напрямку.

При пневмотораксі нижня межа коробкового звуку на відповідній стороні розташовується нижче ніж нормальна межа нижнього легеневого краю. Масивне ущільнення в нижній частині легені, наприклад при крупозній пневмонії, може, навпаки, створити картину зсуву, що здається, догори нижньої межі легені.

Рухливість нижнього легеневого краю визначають по відстані між положеннями, які займає нижня межа легені у стані повного видиху та глибокого вдиху. У хворих з патологією системи органів дихання дослідження проводять за тими ж вертикальними розпізнавальними лініями, що і при встановленні нижніх меж легень. В інших випадках можна обмежитись дослідженням рухливості нижнього легеневого краю з обох боків тільки по задніх пахвових лініях, де екскурсія легень максимальна. На практиці зручно це робити безпосередньо після знаходження нижніх меж легень за вказаними лініями.

Хворий стоїть із піднятими за голову руками. Лікар ставить палець-плесиметр на бічну поверхнюгрудної клітки приблизно на ширину долоні вище за знайдену раніше нижню межу легені. При цьому середня фаланга пальця-плесиметра повинна лежати на задній пахвовій лінії в перпендикулярному напрямі. Лікар пропонує хворому спочатку вдихнути, потім зробити повний видих і затримати дихання, після чого перкутує по ребрах і міжребер'ям у напрямку зверху донизу до виявлення межі переходу ясного легеневого звуку в тупий. Відзначає знайдену межу дермографом або фіксує її пальцем лівої руки, розташованим вище пальця-плесиметра.

Далі пропонує хворому максимально глибоко вдихнути та знову затримати дихання. При цьому легеня опускається і нижче знайденого на видиху кордону знову з'являється область ясного легеневого звуку. Продовжує перкутувати у напрямку зверху донизу до появи тупого звуку і фіксує цю межу пальцем-плесиметром або робить позначку дермографом (рис. 40).

Вимірявши відстань між двома знайденими в такий спосіб кордонами, знаходить величину рухливості нижнього легеневого краю. У нормі вона становить 6-8 див.

Зменшення рухливості нижнього легеневого краю з обох сторін у поєднанні з опущенням нижніх кордонів притаманно емфіземи легень. Крім того, зменшення рухливості нижнього легеневого краю може бути викликано ураженням легеневої тканини запального, пухлинного або рубцевого походження, ателектазом легені, плевральними зрощеннями, порушенням функції діафрагми або підвищенням внутрішньочеревного тиску. За наявності плеврального випоту нижній край стисненої рідиною легені залишається при диханні нерухомим. У хворих на пневмоторакс нижня межа тимпанічного звуку на стороні ураження при диханні також не змінюється.

Висота стояння верхівок легень визначається спочатку спереду, та був - ззаду. Лікар постає перед хворим і встановлює палець-плесиметр у надключичну ямку паралельно ключиці. Перкутує від середини ключиці вгору і медіально у напрямку соскоподібного кінця кивального м'яза, зміщуючи після кожної пари перкуторних ударів палець-плесиметр на 0,5-1 см і зберігаючи при цьому його горизонтальне положення (рис. 41а).

Виявивши межу переходу ясного легеневого звуку в тупий, фіксує її пальцем-плесиметром та вимірює відстань від його середньої фаланги до середини ключиці. У нормі ця відстань становить 3-4 див.

При визначенні висоти стояння верхівок легень ззаду лікар встає позаду хворого, кладе палець-плесиметр безпосередньо над остюком лопатки і паралельно їй. Перкутує від середини остюка лопатки вгору і медіально в напрямку соскоподібного кінця кивального м'яза, зміщуючи після кожної пари перкуторних ударів палець-плесиметр на 0,5-1 см і зберігаючи його горизонтальне положення (рис. 41б). Знайдену межу переходу ясного легеневого звуку в тупий фіксує пальцем-плесиметром і просить хворого нахилити голову вперед, щоб чітко було видно найбільш виступаючий ззаду остистий відросток VII шийного хребця. У нормі верхівки легень ззаду повинні бути на його рівні.

Ширина верхівок легень (поля Креніга) визначається по скатах надпліч. Лікар встає перед хворим і встановлює палець-плесиметр на середину надпліч так, щоб середня фаланга пальця лежала на передньому країтрапецієподібного м'яза в перпендикулярному йому напрямку. Зберігаючи таке положення пальця-плесиметра, перкутує спочатку у бік шиї, зміщуючи після кожної пари перкуторних ударів палець-плесиметр на 0,5-1 см. Виявивши межу переходу ясного легеневого звуку в тупий, відзначає її дермографом або фіксує пальцем лівої руки, розташованим пальця-плесиметра.

Потім аналогічним чином перкутує від вихідної точкина середині надпліччя в латеральний бік до появи тупого звуку та фіксує знайдену межу пальцем-плесиметром (рис. 42). Вимірявши відстань між визначеними таким чином внутрішньою та зовнішньою перкуторними кордонами, знаходить ширину полів Креніга, яка в нормі становить 5-8 см.

Збільшення висоти стояння верхівок зазвичай поєднується з розширенням полів Креніга та спостерігається при емфіземі легень. Навпаки, низьке стояння верхівок і звуження полів Креніга свідчить про зменшення обсягу верхньої частки відповідної легені, наприклад, внаслідок її рубцевого зморщування або резекції. При патологічних процесах, що призводять до ущільнення верхівки легені, над нею вже за порівняльної перкусії виявляється тупий звук. У разі визначення з цього боку висоти стояння верхівки і ширини полів Кренига часто буває неможливим.

Сучасна медична діагностика базується на двох видах досліджень: прикладних (біологічних, хімічних тощо) та візуалізаційних. Якщо перший вид досліджень з'явився з незапам'ятних часів, коли людина визначала наявність хвороби, як то кажуть, «за запахом і мовою», то візуалізація внутрішніх органівбез ушкодження організму стала можливою лише з відкриттям властивості радіоактивних матеріалів виробляти проникаюче випромінювання, відоме зараз як «рентгенівське».

Відкриття фізиків у світі елементарних частинок подарували медицині ще один спосіб отримання зображень усіх тканин та органів людського тілабез прямого застосування. Магнітно-резонансна томографія (МРТ) є одним із найпередовіших і продовжують розвиватися видів отримання інформації про стан живих організмів.

У діагностиці захворювань хребта МРТ провідним типом візуалізації, т.к. конструкція хребетного стовпа включає безліч елементів з м'яких тканин (міжхребцеві диски, зв'язки, сумки фасеткових суглобів), для яких магнітно-резонансна томографія є найкращим способом"неруйнівного контролю".

Що таке МРТ?

В основі візуалізаційного методу досліджень, названого «Магнітно-резонансна томографія», лежить одне з відкриттів квантової фізикита фізики елементарних частинок, що ядра певних елементівздатні випромінювати надлишки енергії, поглиненої під впливом орієнтованих магнітних полів та радіочастотних випромінювань.

Явище «ядерного магнітного резонансу», у якому базується магнітно-резонансне дослідження предметів (живих і неживих), було відкрито 1922 року під час експерименту з визначення «спинової квантизації» в електронах. Саме тоді вчені-фізики зрозуміли, що поняття квантової фізики «спин» (момент імпульсу частки) має фізичний вираз.

У ході досліджень з впливу радіочастотних (РЧ) випромінювань на частинки, що знаходяться в сильному магнітному полі, в 1937 було виявлено, що ядра зразків поглинають РЧ-енергію певної частоти і випромінюють після відключення зовнішнього імпульсу. Таку дію можуть робити тільки частинки, ядра яких мають електричним зарядомта спином. Такі властивості притаманні елементам, в ядрі яких є один «зайвий» протон (тобто кількість протонів перевищує кількість електронів). Сучасна МР томографія використовує дослідженнях властивості кількох «органічних» елементів, найпопулярнішим у тому числі є водень Н(1).

Перебуваючи в сильному однорідному магнітному полі ядро ​​водню, що складається з одного протона, під впливом радіоімпульсу, випромінюваного на певній частоті (Ларморівська частота резонансу), здатне «порушити»: енергія поглиненого РЧ-імпульсу переводить атом водню на більш високий енергетичний. Але цей нестабільний стан нездатний зберігатися без зовнішнього впливуі коли імпульси припиняються, відбувається повернення до стабільного стану (релаксація). У процесі цього «остигання» ядро ​​випромінює електромагнітну хвилю, яку можна зафіксувати. Подальше – справа складних математичних просторових обчислень, під час яких сигнал певного атомаперетворюється на «піксель» з певними координатами.

Що змушує ядро ​​водню поглинати енергію РЧ-імпульсу? Саме взаємодія власної магнітного поляядра та наведеного навколо «об'єкта досліджень», великого, постійного та орієнтованого у певному напрямку магнітного поля, створеного сильними електромагнітами. Кожне ядро ​​атома водню є одиничною магнітною системою, що має унікальну спрямованість магнітного моменту. Магнітні моменти всіх протонів примусово орієнтуються у тому напрямі, у якому направлений вектор магнітної індукції зовнішнього поля. Енергія РЧ-імпульсу, випромінюваного на частоті, що збігається з частотою обертання протонів, поглинається, змінюючи положення осі, орієнтованої вздовж загального напрямумагнітного поля (повертається на 90 (Т1) та 180 градусів (Т2)). Повернення до нормального, тобто. «незбуджене», стан із розворотом осі обертання в початковому напрямку супроводжується випромінюванням електромагнітної хвиліз тією самою частотою, де сталося поглинання енергії. У положеннях Т1 та Т2 ядра водню «запасають» різна кількістьенергії, і потужність випромінювання відрізняється (перший стан дає менший імпульс, ніж друге).

Це найпростіше пояснення суті ядерно-магнітного резонансу в одиничній системі, який є атом водню, але в щільній речовині для отримання результатів потрібний складніший додаток магнітних полів. Для цього введено додаткові магнітні поля, названі «градієнтні». З їх допомогою можна змінювати спрямованість загального магнітного поля у трьох вимірах, що дозволяє отримувати зображення у будь-якій проекції (площині) та формувати тривимірні зображенняза допомогою комп'ютерної обробки (як у комп'ютерній рентгенівській томографії).

По справедливості томографію слід називати «ядерно-магнітної», т.к. використовується саме випромінювання ядер атомів. Але після аварії, що спричинила руйнування атомного реакторана Чорнобильської АЕСі зараження прилеглих територій радіоактивними викидами, будь-яка назва, що містить слово «ядерний», сприймається значною часткою хворого скептицизму. Скорочення було прийнято задля збереження спокою населення, не знайомого з квантовою фізикою.

Історія винаходу, пристрій та принцип дії

Сучасні магнітно-резонансні томографи випускаються у кількох технічно розвинених країнах, у тому числі частку США припадає до 40% загального обсягу виробництва. Не випадково, т.к. більшість основних технологічних відкриттів, що стосуються МР томографії, було зроблено в американських наукових центрах:

• 1937 - професор Колумбійського університету (Нью-Йорк, США) Ісідор Рабі провів перший експеримент з дослідження ядерно-магнітного резонансу в молекулярних променях;
• 1945 рік – у двох університетах (Стенфорді та Гарварді) проводилися фундаментальні дослідженняЯМР у твердих об'єктах (Ф. Блох та Е. Парселл);
• 1949 - Е.Ф. Рамсей (Колумбійський університет) сформулював теорію хімічного зсуву, що легла в основу МР спектроскопії, що забезпечила хімічні лабораторії найточнішою аналітичною апаратурою;
• 1971-1977 роки - фізик Раймонд Ваган Дамадіан з групою колег (Бруклінський медичний центр) створив перший МР-сканер та отримав зображення внутрішніх органів живих об'єктів (і в тому числі людини). У ході досліджень медики виявили, що зображення пухлин сильно відрізняються від здорових тканин. На проектування та проведення робіт знадобилося близько 7 років;
• 1972 - хімік Пол Лаутербур (Держуніверситет м. Нью-Йорк) отримав перше двовимірне зображення, використовуючи власні розробки із застосування змінних градієнтних магнітних полів.

У 1975 році швейцарський фізикохімік Ріхард Ернст запропонував методи збільшення чутливості МРТ (використання перетворень Фур'є, фазове та частотне кодування), які значно збільшили якість двовимірних зображень.

1977 року Р. Дамадіан представив науковому світу перше зображення зрізу грудної клітки людини, зроблене на першому МР-сканері. Надалі техніка лише удосконалювалася. Особливо великий внесок у розвиток МРТ зробило розвиток комп'ютерної технікита програмування, що дозволило програмно керувати складним комплексом електромагнітного обладнання та обробляти отримане випромінювання для отримання просторового зображення або двовимірних «зрізів» у будь-якій площині.

На даний момент існує 4 типи МР-томографів:

1. на постійних магнітах(Невеликі, переносні, зі слабким магнітним полем до 0,35 Тл). Дозволяють проводити «польові» дослідження під час операцій. Найбільше застосуванняодержують постійні неодимові магніти.
2. на резистивних електромагнітах (до 0,6 Тл). Достатньо громіздкі стаціонарні апарати із потужною системою охолодження.
3. Гібридні системи (на постійних та резистивних магнітах);
4. На надпровідних електромагнітах (потужні стаціонарні системи із кріогенною системою охолодження).

Найвищу якість зображення, чітку та контрастну, вчені отримують на кріогенних МР-томографах із сильними магнітними полями до 9,4 Тл (в середньому – 1,5 -3 Тл). Але практика показує, що для отримання якісного зображення потрібно не так потужне поле, але більшою мірою швидка обробка сигналів і хороша контрастність. З розвитком програмного забезпеченняпотужність магнітів стандартних медичних МР-сканерів знижено до 1-1,5 Тл. Найпотужніші томографи виготовляються для наукових досліджень.

Стандартний МР-томограф складається з кількох блоків:

1. Система з кількох магнітів:

• великий тороподібний магніт, що створює постійне поле;
• градієнтні магнітні котушки, за допомогою яких здійснюється зміна напрямку вектора магнітної індукції («зміщуються полюси») у трьох вимірах. Для усунення градієнта винайдені котушки різних формта розмірів (8-подібні, сідлоподібні, парні (Гельмготца), Максвелла, Голея). Контрольована комп'ютером робота одиночних і парних котушок здатна спрямувати моменти ядер у будь-який бік і навіть розгорнути відносно заданого великим магнітом напряму;
• шиммують котушки, необхідні для стабілізації загального поля. Малі магнітні поля цих котушок компенсують сторонні наведення або можливу неоднорідність поля, створеного великим та градієнтними магнітами;
• РЧ-котушка. Радіочастотні котушки створюють магнітне поле, що пульсує із частотою резонансу. Розроблені та застосовуються три види котушок: передаючі, приймаючі та комбіновані (передавально-приймаючі). РЧ-випромінювач одночасно є детектором, т.к. при наведенні на котушку зовнішнього випромінювання, створеного «релаксуючими» протонами, у її контурі виникають індукційні струми, що фіксуються як РЧ-сигнали. Конструкції детекторів – котушок поділяються на два типи: поверхневі та об'ємні, тобто. навколишній об'єкт. Форми залежать від способів уловлювання сигналів, при яких враховуються потужність та спрямованість випромінювань. Наприклад, об'ємна котушка «пташина клітина» служить для отримання якісніших зображень голови та кінцівок. На томографі встановлено кілька парних та одиночних РЧ-котушок для всіх видів та напрямків РЧ-сигналів.

Найпотужніше поле створюється надпровідними магнітами. Великий кільцевий магніт, що створює постійне поле, занурений у герметичний посуд, наповнений зрідженим гелієм (t = -269 про С). Ця посудина замкнена в іншій, більшій герметичній посудині. У просторі між двома стінками створений вакуум, що не дозволяє гелію нагрітися ні на частку градуса (кількість вкладених вакуумних судин може бути більшою за дві). Чим менший опіру дроті котушки, тим вище потужність магнітного поля. Саме цією властивістю обгрунтовано застосування надпровідників, опір яких близько до 0 Ом.

Система управління томографом складається з пристроїв:

• комп'ютер;
• програматор градієнтних імпульсів (формує напрямок магнітного поля за допомогою зміни амплітуди та виду градієнтних полів);
• градієнтний підсилювач (керує потужністю градієнтних імпульсів через зміну вихідної потужності котушок);
• джерело та програматор РЧ-імпульсів формують амплітуду резонансного випромінювання;
• РЧ-підсилювач змінює потужність імпульсів до необхідного рівня.

Комп'ютер керує блоками формування полів та імпульсів, приймає дані з детекторів та обробляє, трансформуючи потік аналогових сигналів у цифрову «картину», яку виводять на монітор та друк.

МР-сканер (тобто магнітна система) обов'язковому порядкуоточується системою екранування від зовнішніх «наведень» електромагнітного та радіовипромінювання, які можуть виходити від джерел радіосигналів та будь-яких металевих предметів, що потрапили у сильне магнітне поле. Металева сітка або суцільне листове покриття стін кімнати створюють екран, що електрично проводить, типу «клітина Фарадея».

МРТ у медичній діагностиці

Магнітно-резонансна томографія повністю від рентгенівського просвічування, т.к. це буквально не «аналоговий» (тобто фотографічний) спосіб отримання зображення, а побудова образу за допомогою оцифрованих даних. Тобто картинка, яку людина бачить на екрані, є продуктом дешифрування безлічі мікроскопічно малих сигналів, які вловлює детектор томографа (РЧ-котушка). Кожен із цих електромагнітних імпульсівмає певну потужність і просторові координати всередині тіла. Обробка та побудова зображення на підставі отриманих імпульсів релаксації протонів проводиться потужним комп'ютером за спеціальними програмами.

У МРТ використовується набір послідовностей РЧ-імпульсів, які створюють певні режими «збудження» протонів водню в тканинах організму з унікальною інтенсивністю поглинання та повернення енергії. Фактично послідовності є комп'ютерними програмами, згідно з якими проводиться випромінювання РЧ-сигналів з певною амплітудою та потужністю та управління градієнтами магнітних полів.

Водень є найпоширенішим елементом тілі, т.к. як присутній у всіх органічних молекулах, а й, як компонент води, міститься у більшості тканин. Саме тому (а також тому, що в ядрі лише один протон, що дозволяє легше викликати резонанс), томографія краще відображає м'які тканини, в яких концентрація води значно вища. На МРТ-зображенні кістки, що містять дуже мало вільних молекул води, виглядають як непроглядні чорні області.

Численні експерименти показали, наскільки різним може бути час релаксації протона, якщо атом, де знаходиться ця елементарна частка, перебуває у певному вигляді тканини. Причому якщо ця тканина здорова, час «відгуку» значно відрізнятиметься. Саме в часі релаксації, тобто. Швидкість повернення РЧ-імпульсу, комп'ютером визначається яскравість об'єкта.

У медичній діагностиці за допомогою МРТ обстежують не тільки щільні тканини, а й рідини: МР-ангіографія дозволяє визначати місця утворення тромбів, виявляти турбулентність та напрямок струму крові, вимірювати просвіт судин. У дослідженнях рідкого середовища допомагають спеціальні речовини, що змінюють час відгуку протонів у складі рідини. Контрастні речовини містять сполуки елемента «гадоліній», який має унікальні магнітні властивості ядер атомів, за які його називають «парамагнетик».

Також за допомогою МРТ вимірюється внутрішня температура у будь-якій точці тіла. Безконтактна термометрія заснована на вимірі резонансних частоттканин (температура вимірюється на підставі відхилень частоти релаксації в отрутах водню в атомах води).

В основі побудови зображень лежить фіксація трьох базових параметрів, якими мають протони:

• час релаксації Т1 (спин-граткова, поворот осі обертання протона на 90 про);
• час релаксації Т2 (спін-спинова, поворот осі обертання протона на 180 про);
• протонна щільність (концентрація атомів у тканині).

Іншими двома умовами, що впливають на контрастність та яскравість зображення, є час повторення послідовності та час появи луна-сигналу.

Використовуючи в послідовностях РЧ-імпульси з певною потужністю і амплітудою і вимірюючи час відгуку Т1 і Т2, дослідники отримують зображення тих самих точок тіла (тканин) з різною контрастністю і яскравістю. Наприклад, короткий часТ1 дає потужний РЧ-сигнал релаксації, що при побудові образу виглядає яскравою плямою. По комбінації світлових характеристик тканини в різних послідовностях виявляються збільшення концентрації води, жиру або конкретна зміна характеристик тканини, що говорить про пухлину або ущільнення.

Для повноти інформації про магнітно-резонансну томографію слід сказати, що управління магнітними полями і радіочастотними імпульсами не обходиться без «казусів», що незвичайно виглядають зображень. Їх називають "артефактами". Це будь-яка точка, область або риса, які є на зображенні, але відсутні в організмі у вигляді зміни тканини. Причиною появи таких артефактів можуть бути:

• випадкові наведення від невідомих металевих предметів, що потрапили до магнітного поля;
• несправності апаратури;
• фізіологічні особливості організму («фантоми», плями, спричинені рухом внутрішніх органів при диханні чи серцебиття);
• неправильні дії оператора.

Для усунення «артефактів» проводиться позачергове калібрування та тестування апаратури, пацієнт та приміщення перевіряються на наявність сторонніх предметів, проводиться повторне обстеження у кількох режимах.

Використання МРТ у діагностиці захворювань хребта

Хребет – найрухливіша частина опорно-рухового апарату. Саме м'які тканини забезпечують і рухливість, і цілісність системи хребта. Якщо підрахувати всі відомі та поширені захворювання хребта, на частку ушкоджень м'яких тканин доведеться до 90% від усіх врахованих хвороб. А якщо включити неврологічні хвороби спинного мозкуі спинномозкових нервів та різні видипухлин, то статистика зросте до 95-97%. Інакше кажучи, хвороби, що ушкоджують кісткові тканини хребців, зустрічаються більш ніж рідко, порівняно з хворобами м'яких тканин: міжхребцевих дисків, суглобових сумок, зв'язок та м'язів спини.

Якщо порівнювати симптоми різних порушень цілісності м'яких тканин, подібність буде винятковою:

• болі (локальні та поширені у певній галузі);
• «корінцевий синдром» (порушення цілісності спинномозкових нервів і пов'язані з ними спотворення сенсорних сигналів та реакцій у відповідь);
• різні за силою паралічі (плегії), парези та втрати чутливості.

Саме тому результати магнітно-резонансної томографії мають високий статус«вирішального слова» у візуалізаційній діагностиці захворювань хребта. Іноді якісний знімок ураженої ділянки – це єдиний спосібостаточно затвердити діагноз, зроблений на підставі попереднього огляду, неврологічних тестів та аналізів.

Показанням для проведення обстеження в МРТ вважається наявність запальних процесів в області хребетного стовпа, що супроводжуються активною імунною реакцією (підвищення температури тіла, набрякання тканин, почервоніння). шкірного покриву). Аналізи підтверджують наявність імунної реакції, але не здатні вказати точне положення місця інфікування та запалення. МР томограма з точністю до 1 мм встановлює координати осередку, ареал поширення запального процесу. МР ангіограми вкажуть межі тромбування судин та набряку тканин. У дослідженні хронічних захворювань ( остеохондрозу всіх стадіях, спондилоартрозі т.п.) МРТ показує виняткову корисність.

Також прямим показанням для застосування МРТ є симптоми, що вказують на можлива освітаабсцесів в епідуральній ділянці: сильні локалізовані болі, «корінцевий синдром», прогресуюча втрата чутливості та паралізація кінцівок та внутрішніх органів.

Інфекційні захворювання, здатні пошкодити всі типи тканин (туберкульоз, остеомієліт), вимагають комплексного дослідженняза допомогою МРТ та комп'ютерної томографії (КТ). На МР томограмах виявляються ураження нервових тканин, міжхребцевих хрящових дисків, суглобових сумок. КТ доповнює загальну картинуданими про руйнування кісткових тканин тіл хребців та відростків.

Ушкодження спинного мозку та близьких до них тканин (кровоносних судин, оболонок мозку, внутрішньої окістя спинномозкового каналу) вимагають багатосторонніх та копітких досліджень на МРТ, т.к. Більшість порушень нервових тканин пов'язані з утворенням пухлин (доброякісних і ракових), зрідка – абсцесів (епідуральних і субдуральних). Дослідження магнітно-резонансної томографії спочатку були націлені на виявлення саме пухлинних утворень у ЦНС. Багаторічні спостереження і систематизація накопиченого досвіду дозволяють дослідникам визначати новоутворення, що з'являються на першій стадії, «в зародковому стані».

Розвиток сканерної техніки спрямовано підвищення деталізації, контрастності і яскравості зображення об'єктів будь-якого розміру, і навіть максимально швидке отримання даних після випромінювання РЧ-импульса. Сучасний МР-томограф здатний «показувати» процеси, що відбуваються в реальному часі: серцебиття, рух рідин, дихання, скорочення м'язів, утворення тромбу. Малі відкриті МР-сканери на постійних магнітах дозволяють виконувати операції з мінімальним рівнем пошкоджень поверхневих тканин (інтервенційна МРТ).

Комп'ютерне програмування дозволяє побудувати за даними, отриманими зі сканера, об'ємне зображення на екрані монітора або лазерної техніки.

Розвивається напрямок МРТ досліджень хребта у вертикальному положенні. Рухома установка обладнана столом, що змінює положення на 90 про, що дозволяє зняти в реальному часі зміни в стовпі хребта при збільшенні вертикальних навантажень. Особливо цінні такі дані щодо травм (переломів різних типів) і спондилолістеза.

За відгуками тих, що проходили обстеження, вони не відчувають жодних хворобливих відчуттів. Найбільше враження на них справляє шум, який створює апаратура: "сильний стукіт у стінках тунелю, ніби поблизу працює перфоратор". Це обертається рухома деталь постійного магніту.

Протипоказання

Однозначною перешкодою проведенню МРТ обстеження є наявність у тілі пацієнта імплантатів та пристроїв, що містять метали, що у будь-якій мірі мають властивості феромагнетиків. Для інформації: тільки чистий титан, що використовується для створення вертебральних систем фіксації, не має магнітних властивостей.

Наявність у тілі пацієнта кардіостимулятора, кохлеарного імплантату з електронним обладнанням та металевими деталями одразу викличе у магнітному полі обурення, які на томограмі створять «артефакт». Крім того, електронний апарат вийде з ладу, завдавши власнику максимальної шкоди. До такого ж результату призведе наявність у тілі штучних суглобів, штифтів, скоб або навіть уламків металу, що залишилися після поранення. Деякі хімічні сполуки, що входять до складу фарб для татуажу, також мають феромагнітні властивості (зокрема, мікроскопічні частинки здатні нагріватися в сильному магнітному полі, що призводить до опіків глибоких шарів епідермісу).

Під час обстеження пацієнта потрібна максимальна нерухомість під час досить тривалого часу. Перешкодою до проведення МРТ може бути психічна нестабільність, певні фобії (клаустрофобія, наприклад), які викличуть у шокового стану, що обстежується, істерику, мимовільну рухливість.

Для підвищення якості зображення можуть застосовуватися контрастні речовини (сполуки гадолінію), властивості яких ще не до кінця вивчені. Наприклад, як вони можуть вплинути на розвиток плода під час перших трьох місяців вагітності. Тому не рекомендується проводити обстеження вагітних жінок, які потребують застосування контрастних речовин. Крім того, у людей, які мають індивідуальну фізіологічну непереносимість, ці препарати можуть спричинити непередбачену анафілактичну реакцію.

Удосконалення техніки, що використовує явище ядерно-магнітного резонансу, дає медикам, хімікам та біологам потужний інструмент для дослідження поточних процесів у живому організмі та пошуку патологій на ранніх стадіях розвитку.

Статті на тему

Буквально три-чотири століття тому лікарям доводилося ставити діагноз, не маючи нічого точнішого за рентгенологічне дослідження. Навіть тоді було дивиною, про яку мало хто щось чув. Зараз стільки точних досліджень, які допомагають дати чітке уявлення про ту чи іншу патологію, її розміри, форму та небезпеку. Серед таких діагностичних процедур. У чому її принцип?

За принцип цієї діагностичної процедури взято феномен ЯМР(), за допомогою якого можна отримати пошарове зображення органів і тканин організму.

Ядерно-магнітний резонанс – це фізичне явищещо полягає в особливих властивостях ядер атомів. За допомогою імпульсу радіочастотної природи електромагнітному полі у вигляді особливого сигналу випромінюється енергія. Комп'ютер відображає та відображає цю енергію.

ЯМР дає можливість все знати про організм людини через насиченість останнього атомами водню та магнітних властивостейтканин організму. Встановити, де знаходиться той чи інший атом водню, можна завдяки векторному напрямку протонних параметрів, які поділяються на дві розташовані різні сторонифази, і навіть їх залежність від магнітного моменту.

Принцип роботи МРТ

При поміщенні ядра атома в зовнішнє магнітне поле момент магнітної природи попрямує в протилежний біквід магнітного моменту поля. Коли на певну ділянкуорганізм впливає з тією чи іншою частотою, деякі протони змінюють свій напрямок, але потім все знову повертається на круги своя. На цьому етапі за допомогою спеціальної системи в комп'ютері виробляється збір даних, отриманих з томографа, реєструються кілька «розслаблених» ядер атома.

Що таке магнітно-резонансна томографія?

МРТ — на сьогоднішній день єдиний метод променевої діагностики, який може дати найбільш точні дані про стан організму людини, метаболізм, будову та фізіологічних процесаху тканинах та органах.

Під час дослідження створюються знімки окремих ділянок організму. Органи та тканини відображаються у різних проекціях, що дає змогу побачити їх у розрізі. Після лікарської оцінки таких знімків можна зробити досить точні висновки щодо їхнього стану.

Прийнято вважати, що МРТ було засновано 1973 року. Але перші томографи суттєво відрізнялися від сучасних. Якість їхнього зображення було низьким, хоча вони й були, ніж томографи сьогодення. Перш ніж з'явилися томографи, що мають вигляд сучасних і працюють також якісно і точно, над їх удосконаленням працювали найбільші уми світу.

Сучасний магнітно-резонансний томограф – це високотехнологічний пристрій, що працює завдяки взаємодії магнітного поля та радіохвиль. Прилад виглядає як тунельна труба з висувним столом, на якому розміщують пацієнта. Робота цього столу влаштована отже може переміщатися залежно від томографічного магніту.

Приклад сучасного апарату МРТ

Обстежувану ділянку оточують радіочастотні датчики, які зчитують сигнали та передають їх на комп'ютер. Отримані дані обробляються на комп'ютері, внаслідок чого виходить точне зображення. Ці знімки записують на плівку чи диск.

В результаті виходить не знімок, а точне зображення необхідної ділянки у кількох площинах. Можна подивитися м'які тканини у різних розрізах, при цьому кісткова тканина не відображається, а значить – і не заважатиме.

За допомогою цієї методики можна візуалізувати судинне русло, органи, різні тканинитіла, нервові волокна, зв'язковий апарат та м'язи. Можна оцінити, виміряти температуру будь-якого органу.

МРТ буває чи без нього. Контраст робить апаратуру чутливішою.

Сам абсолютно безболісний. на свій організм ніяк не відчувається. Зате відчувається безліч різних специфічних для цієї процедури звуків: різних сигналів, постукувань, різних шумів. У деяких клініках видають спеціальні беруші, щоби пацієнта не дратували ці звуки.

Потрібно врахувати один важливий нюанс. Під час процедури пацієнта, який є тунелеподібним магнітом. Є люди, котрі бояться закритих просторів. Страх цей може бути різної інтенсивності – від невеликого занепокоєння до паніки. В деяких лікувальних закладахє для таких категорій пацієнтів. Якщо ж такого томографа немає, то треба розповісти про свої проблеми лікареві, він призначить заспокійливе перед дослідженням.

Для яких досліджень найбільше підходить?

Без магнітно-резонансної томографії не обійтися при діагностиці таких станів:

• багато недуг запального характеру, наприклад, ;
• порушення головного та спинного мозку ( , );
• пухлини, як доброякісні, і злоякісні. Цей єдиний метод, який надає найточніші дані про метастази, дозволяє бачити навіть найдрібніші, які при інших дослідженнях непомітні. Допомагає з'ясувати, чи вони зменшуються після проведеної терапії або, навпаки, збільшуються;
• (судинні порушення, вади серця);
• травми органів і органів;
• для визначення ефективності проведеного оперативного лікування, хіміотерапії та променів;
• інфекційні процеси в суглобах та кістках.

Переваги та недоліки МРТ

Кожна методика має свої позитивні сторони і свої мінуси. Серед плюсів цього дослідження зазначають:

• методика не викликає болю чи якихось неприємних відчуттівкрім звуків, які видає апарат під час роботи;
• немає ніякого шкідливого радіоактивного випромінювання, яке є, наприклад, при рентгенологічних методах;
• після процедури виходять зображення високої якості, контрастні речовини не завдають таких побічних ефектівяк при рентгенівському дослідженні;
• не потрібна ніяка;
• дослідження є найінформативнішим і найточнішим серед інших, відомих нині.

Дослідження дає можливість отримати точні та достовірні дані про будову, розміри, форму тканин і органів. Іноді МРТ є єдиною можливістю виявити серйозну недугу на початковій стадії, на жаль, ефективність процедури недостатньо висока при діагностиці кісткової тканинита порушення функції суглобів. Але світила медицини змогли і тут знайти вихід: якщо (комп'ютерна томографія), можна отримати цілком достовірні та інформативні дані.

Як у кожної методики, МРТ має свої протипоказання.Вони можуть бути відносними та абсолютними. До абсолютних протипоказань відносять:

• якщо пацієнт має вживлений кардіостимулятор;
• електромагнітні імплантанти у середньому вусі;
• різні імплантанти металевого чи феромагнітного походження.

До відносних протипоказань відносять:

• захворювання серця, печінки та нирок у стадії декомпенсації;
• ниркова недостатність;
• клаустрофобія, занепокоєння;
• у першому триместрі.

Наскільки ефективно пройде та чи інша процедура залежить від багатьох обставин. Не варто за найменших підозр на наявність тієї чи іншої патології негайно бігти на МРТ. Незважаючи на всю точність цього методу, можуть бути деякі нюанси, які здатний виявити лише фахівець. Наприклад, проводити дослідження з контрастом чи без нього, чи робити МРТ паралельно з КТ, чи іншим дослідженням, лабораторними аналізами.

Інтернет, безумовно, дуже корисна та потрібна річ, як, втім, і поради знайомих. Але все це не може замінити об'єктивного лікарського дослідження та опитування. Тільки фахівець може правильно підійти до питання. Тому перед тим, як йти на цю процедуру, потрібно зайти до свого терапевта і взяти напрямок, де буде вказано ймовірний діагноз і який саме орган чи ділянку потрібно дослідити.

Після дослідження з отриманими даними також краще піти до фахівця. Можливо, він вирішить призначити ще якісь додаткові дослідження, щоб прояснити ситуацію та призначити, якщо потрібно, лікування.