Кто и когда придумал мрт, как работает томограф и чего ждать от обследования

Устройство и работа МР-томографа

Вероятно, каждый хоть раз видел, как выглядит аппарат МРТ, будь то в кино или в жизни. Визуально – это большой белый агрегат, находящийся в просторном помещении, с пультом, множеством кнопок и огромной трубой, куда помещается пациент. Но, несмотря на внешнюю схожесть всех аппаратов, их внутренние части могут сильно отличаться, отчего и зависят характеристики и возможности конкретного томографа. Существует множество разных вариантов томографа, но всех их объединяет один и тот же принцип работы МРТ.

Принцип ядерного магнитного резонанса позволяет исследовать организм пациента, основываясь на насыщенности тканей водородом и особенностях магнитных свойств разных тканей организма. При воздействии мощного магнитного поля, которое создают магнитные катушки томографа, ядра водорода меняют свою пространственную ориентацию. Благодаря этому эффекту и векторным направлениям протона ядра удается установить, в каких тканях находятся те или иные протоны. Через специальные датчики и преобразователи полученная информация трансформируется в изображение. Устройство МРТ работает, базируясь на этом принципе.

Важную роль в магнитно-резонансной томографии играет спин протона.

Именно эти моменты дают возможность дифференцировать структуру здоровой и пораженной ткани, благодаря чему диагностика становится информативной. Изменения спинов протонов водорода разных тканей также лежат в основе нескольких режимов, в которых проводится исследование.

Режимы МР-томографа

Основными режимами, позволяющими оценить контрастность и структуру тканей, являются Т1 и Т2. Режимы МРТ Т1 и Т2 – это время, за которое изменяются спины 63 процентов протонов. Т1 – это время, за которое это количество протонов возвращается к равновесному состоянию. Т2 – это время, за которое спины 63 % протонов сдвигаются по фазе под действием соседних протонов. Они зависят от интервала между подаваемыми импульсами (TR) и интервала между подаваемым импульсом и испускаемым сигналом (TE).

Т1 больше подходит для более плотных тканей – жировая, старое кровоизлияние и так далее. Режим Т2 лучше визуализирует жидкости – кровь, отек и другие. Поэтому, исходя из предполагаемой патологии, лучше использовать тот или иной режим.

Усредненным вариантом является режим МРТ stir. Этот режим подавляет интенсивность жировой ткани на изображении, одновременно усиливая интенсивность жидкости, что особенно актуально в тех случаях, когда диагностируется накопление патологической жидкости в организме.

Обратными качествами обладает режим FLAIR. Он предназначен для подавления сигнала, получаемого от жидкости, что полезно при инфаркте головного мозга, черепно-мозговых травмах или субарахноидальных кровоизлияниях.

Режим МРТ dwi позволяет количественно измерить диффузию молекул воды в биологических тканях, благодаря чему возможно получить информацию о геометрическом строении той или иной структуры. Посредством этого метода происходит дальнейшая 3D визуализация органа или его части. Чаще всего также применяется при диагностике патологии центральной нервной системы.

Подробный перечень показаний к МРТ

МРТ В НЕВРОЛОГИИ

• Сосудистые заболевания головного мозга
  • Ишемический инсульт
  • Геморрагический инсульт
    • Внутримозговое кровоизлияние
    • Субарахноидальное кровоизлияние
    • Оболочечные кровоизлияния
• Травматические кровоизлияния, ушибы головного мозга
• Опухоли головного и спинного мозга, метастатическое поражение ЦНС
• Образования (опухоли, кисты) задней черепной ямки, поражения ствола головного мозга
• Опухоли мосто-мозжечкового угла, тугоухость
• Пароксизмальные состояния, эпилепсия
• Инфекционные заболевания ЦНС
  • Абсцессы
  • Менингит
  • ВИЧ-инфекция
• Головная боль
• Нарушения когнитивных функций
• Патологические изменения селлярной области (аденомы гипофиза)
• Аномалии развития и варианты строения сосудов головы и шеи
  • Артерио-венозные мальформации
  • Аневризмы внутричерепных сосудов
  • Тромбоз венозных синусов
• Нейродегенеративные заболевания
• Рассеянный склероз
• Синусит
• Патологические образования в области основания черепа

МРТ ПОЗВОНОЧНИКА

• Грыжа, протрузия межпозвонкового диска (шейный, грудной, поясничный отделы позвоночника)
• Стеноз позвоночного канала
• Воспалительные заболевания (спондилит, спондилодисцит)
• Травматические поражения позвоночника
• Аномалии развития позвоночника и спинного мозга
• Дегенеративные и сосудистые заболевания спинного мозга
• Опухоли спинного мозга и метастатическое поражение спинного мозга и позвоночника

МРТ СУСТАВОВ

Общие показания к проведению МРТ суставов и опорно-двигательного аппарата:

• Опухоли костей и мягких тканей
• Дегенеративные и воспалительные заболевания суставов (артриты, артрозы)
• Стресс- переломы
• Спортивная травма
• Переломы не выявляющиеся при рентгенографии и КТ

МРТ тазобедренного сустава

• Аваскулярный некроз головки бедренной кости
• Остеомиелит
• Септический артрит
• Стрессовый перелом
• Болевой синдром неясной этиологии

МРТ коленного сустава

• Повреждение внутренних структур колена (суставного хряща, менисков, связок)
• Стрессовые переломы

МРТ голеностопного сустава

• Переломы, не диагностированные рентгеновскими методами
• Повреждения костей
• Повреждения сухожилий
• Подвывихи, растяжения

МРТ плечевого сустава

• Разрыв сухожилий мышц, формирующих вращательную манжету плеча
• Синдром прижатия сухожилия подостной мышцы
• Разрывы суставной капсулы
• Привычные вывихи
• Дистрофические и дегенеративные изменения сустава

МРТ лучезапястного сустава

• Синдром ущемления срединного нерва в запястном канале
• Перелом ладьевидной кости
• Переломы у пожилых пациентов при множественной травме
• Нарушение стабильности лучезапястного сустава
• Отрыв шиловидного отростка локтевой кости и повреждение связок лучезапястного сустава

МР-АНГИОГРАФИЯ

• выявление аневризм
• выявление артерио-венозных мальформаций
• тромбоз крупных артерий головы и шеи
• тромбоз венозных синусов (МР-венография)
• выявление аномалий и вариантов развития сосудов головы и шеи

Подготовка к МРТ

Вы можете принимать лекарства, есть и пить в обычном режиме перед подготовкой к МРТ диагностике в Киеве, если делаете МРТ без контраста. Сообщите врачу, если у вас клаустрофобия, или если боязнь того, что нахождение в замкнутом пространстве может принести вам дискомфорт, а так же испугать. Перед обследованием вам также дадут специальную одноразовую одежду.

Процедура МРТ обследования

Вы будете находиться на подвижном столе, который будет передвигаться внутрь аппарата до тех пор, пока в центре магнита не окажется необходимая для обследования часть тела. Вас могут попросить надеть специальное устройство для фиксации головы при необходимости диагностики головного мозга. Большая часть Вашего тела будет находиться за пределами томографа, так как современные МРТ аппараты широкие и короткие. Для того, чтоб изображение получилось четким во время обследования Вам необходимо спокойно дышать, не шевелить головой и телом. Шумов, которые издает томограф, не стоит бояться. При необходимости, друг или член Вашей семьи может быть с Вами. Если Вам неудобно или нужна помощь, сообщите об этом персоналу перед началом обследования.

МРТ с контрастом

Вам могут предложить ввести в вену специальный МРТ контраст, который помогает получить дополнительную информацию и улучшить качество снимков. За 2 часа до такого обследования рекомендуется не пить и не есть.

Результаты МРТ

После диагностики Вас попросят подождать, пока снимки не будут рассмотрены и врачи не будут уверенны в том, что вам не придется делать дополнительные снимки.

На каком аппарате лучше делать МРТ

Высокопольное МРТ 3 тесла, где сделать в Москве и Санкт-Петербурге, — вопрос не совсем актуальный, так как в городах насчитывается более 70 аппаратов. Среди них – высоко-, средне-, низкопольные, закрытые и открытые виды. Некоторые клиники предлагают сканирование детям после наркоза или лекарственной седации.

Не составляет проблем поиск в СПб и Москве МРТ открытого типа, где можно сделать исследование головного мозга, паренхиматозных органов людям с большим весом, боязнью замкнутых пространств.

Высокопольные томографы показывают мелкие патологические очаги, которые не визуализируют низкопольные аналоги. Для онкологического поиска лучше установки высокого разрешения. Если нужно изучить поведение крупного очага на фоне лечения, достаточно 1,5 Тесла.

Если нужно выбрать МРТ аппарат, предлагаем сравнительные характеристики оборудования разной магнитной напряженности:

• Томографы мощностью 3 Тесла визуализируют нервную, хрящевую и даже костную ткань. Для повышения качества изображения применяются дополнительные фильтры с высокими градиентами. Толщина срезов – от 0,5 мм;
• Установки 1,5 Тесла позволяют делать срезы от 1 мм, что не позволяет обнаруживать более мелкие объекты. Средняя длительность сканирования – около 30 минут
• Низкопольные установки имеют низкое разрешение. Не применяются при онкопоиске из-за малой специфичности. Достоинство установки – низкая стоимость. Применяется для предварительной диагностики, сканирования всего тела.

Проще объяснить возможности разных видов магнитно-резонансной томографии на примере фотоаппарата. Чем качественнее передача цветов, тем лучше изображение. Потеря цветопередачи при фотографировании приводит к снижению эмоционального оттенка. Некачественные картинки МРТ аппарата не показывают небольшие патологические очаги, что не позволяет на ранних стадиях обнаружить опухоль. Диагностические ошибки в медицине опасны негативными последствиями для пациента.

Если в клинике установлен новый аппарат МРТ – это не означает, что он лучший. Перед выбором оборудования нужно выяснить мощность, влияющую на точность диагностики.

Чем выше индукция магнитного поля, тем четче качество томограмм. Сильные магниты потребляют много электроэнергии, поэтому цена сканирования на таких установках выше.

МРТ гипофиза: противопоказания к исследованию

Применение магнитного поля для сканирования головного мозга является одним из самых безопасных методов аппаратного обследования. Абсолютными противопоказаниями к проведению МРТ считают:

• наличие у пациента металлических имплантов (спицы, зубные конструкции, протезы и др.);
• присутствие в теле человека вживленных электромагнитных устройств (кардиостимуляторы, инсулиновые помпы и т.д.);
• наличие татуировок, выполненных металлизированными красками.

В любом из перечисленных случаев врач подбирает альтернативный метод обследования (без использования магнитного поля).

Пролактинома гипофиза на МРТ

Относительными противопоказаниями к сканированию гипофиза с помощью контрастной МРТ считают:

• беременность, первый триместр;
• период грудного вскармливания;
• серьезные патологии печени, почек;
• декомпенсированные заболевания сердечно-сосудистой системы;
• клаустрофобию;
• избыточную массу тела (более 120 кг для аппаратов закрытого типа);
• младенческий возраст (до 4 недель);
• бронхиальную астму тяжелого течения;
• индивидуальную непереносимость контрастного вещества;
• анемию тяжелой степени.

В процессе исследований не было выявлено негативного влияния магнитного поля на эмбрион человека, но в течение первого триместра беременным лучше воздержаться от любого внешнего воздействия. МРТ гипофиза у женщин в период лактации возможно при условии отказа от кормления на период до 36 часов после введения красящего вещества.

При запущенных хронических процессах в печени и почках контрастная МРТ может спровоцировать обострение заболевания. Нахождение в замкнутом пространстве и эмоциональное напряжение во время обследования негативно сказываются на состоянии пациентов, страдающих клаустрофобией, что значительно затрудняет исследование.

Декомпенсированные патологии сердечно-сосудистой системы служат противопоказанием для введения контраста, обострение стенокардии сопровождается выраженным болевым синдромом. Такие состояния осложняют проведение МРТ гипофиза и требуют индивидуальной подготовки пациента к процедуре.. Люди с излишней массой тела и объемами свыше 120 см не могут пройти обследование на закрытом томографе — это определяется диаметром кольцевой части аппарата и грузоподъемностью стола. Таким пациентам радиологи советуют сканирование с помощью открытого устройства.

Новорожденные дети не в состоянии сохранять неподвижность во время обследования, применение седативных препаратов на первом месяце жизни нежелательно. Поэтому обследование младенцев в раннем возрасте проводят по жизненно важным показаниям.

Относительные противопоказания не обязательно будут являться причиной отказа от МРТ головного мозга. Врача необходимо информировать об имеющихся диагнозах и назначениях – это позволит избежать возникновения побочных эффектов в процессе исследования.

Опухоль гипофиза на МРТ головного мозга с контрастированием, Т1-взвешенное изображение в сагиттальной проекции

Существуют ли противопоказания у МРТ с контрастированием

Невзирая на полную безопасность МРТ, его следует проводить строго по назначению врача. Так как данный метод имеет некоторые противопоказания и сопровождается дискомфортом в виде абсолютной неподвижности в течение довольно длительного времени и сильного шума.

Показанием для МРТ головного мозга взрослым является наличие в анамнезе сосудистых патологий. Особенно если больной перенес инсульт, обширное кровоизлияние. Данное исследование позволит определить какой характер носит патологический очаг, какова его степень. Также диагностика помогает в назначении медикаментозного средства для улучшения состояния больного.

Магниторезонансное исследование следует пройти пациентам, страдающим от частых головных болей. Особенно если болевые ощущения беспокоят его в утреннее или ночное время, когда организм еще отдохнувший. Обследование показывает наличие патологического очага, вызывающего головную боль.

При своевременном не обнаружении патологии, у больного может возникнуть внезапный смертельный исход, вызванный разрывом сосуда и мозговым кровоизлиянием.

Часто МРТ мозга проводится с введением контрастного компонента, который позволяет наиболее четко определить размеры и границы новообразования

При помощи томографического исследования можно определить наличие аномалий, которые располагаются в основании черепа. Если своевременно не предпринять меры, то данная патология может спровоцировать неправильное функционирование головного мозга. Кроме перечисленных случаев, наличие нижеперечисленных состояний говорит о необходимости проведения МРТ сосудов головного мозга:

• синусита;
• склероза;
• заболеваний нервной системы вирусной природы. Например, менингита, абсцесса;
• тугоухости. В данном случае исследование позволит узнать степень пораженности органов слуха;
• опухолевые образования. МРТ позволит определить размер опухоли, ее природу. Кроме того, при онкологии могут потребоваться частые исследования, которые позволят определить эффективность назначенной терапии;
• при травмах диагностика помогает определить наличие внутреннего кровотечения;
• частые потери сознания;
• эпилепсия. МРТ позволяет обнаружить участок мозга, где располагается патология;
• дезориентация в пространстве.

Важно! Направлять на МРТ должен обязательно врач, поскольку именно ему известно, на какой области следует проводить исследование

Подготовка к исследованию не займет у вас много времени. Прежде всего следует позаботиться об одежде. Она не должна иметь металлических деталей. Впрочем, если врач сочтет ваш наряд неподходящим, он предложит вам переодеться в специальную тканевую рубашку. Ограничений в приеме воды и пищи накануне исследования нет.

Противопоказаний для процедуры немного. Если в процессе исследования предполагается введение контрастного вещества, врач обязан уточнить у больного информацию о наличии аллергических реакций, хотя гадолиний, который используется в качестве контраста, крайне редко вызывает аллергию у пациентов. Гадолиний нельзя применять при болезнях почек, поэтому перед обследованием желательно провести клинический анализ крови.

Подготовка

Очень важно заранее задуматься о том, как правильно подготовиться к МРТ головного мозга. Эта процедура не требует особенно сложных предварительных действий, но есть несколько серьезных моментов, которые нужно учитывать

Еще на этапе получения направления или записи на томографию человек получит небольшую анкету. Ее нужно обязательно заполнить, указав верные сведения о себе и своем здоровье. Заполняется она для того, чтобы определить возможность проведения МРТ и отсутствие противопоказаний. После этого будет решено, допускать ли человека до процедуры.

Главной составляющей подготовки к томографии считается психологический настрой. Нужно понимать, что во время процедуры придется находиться в неподвижном положении. При этом аппарат будет издавать щелчки, которые при стрессе могут показаться неприятными. Также следует учесть, что закрытый томограф значительно ограничивает свободное пространство. Но никаких болезненных ощущений во время процедуры человек не испытывает. Поэтому переживать не стоит. Нужно лишь правильно себя настроить, чтобы спокойно все пройти. Если возникает страх, то стоит опираться на три факта: процесс не отнимет много времени, никаких неприятных ощущений не возникнет, процедура важна для сохранения здоровья.

Обычно взрослым психологическая подготовка к МРТ головного мозга нужна не так сильно, так как они переносят процедуру легко. С детьми дела обстоят сложнее. Рекомендуется предупредить ребенка, что ему придется находиться внутри аппарата некоторое время, и полностью описать процедуру со всеми ее особенностями. Самым маленькими лучше всего сказать, что им нужно будет всего лишь проехать через «тоннель», где придется немножко полежать. Но не каждый малыш способен выдерживать длительное нахождение внутри замкнутого аппарата. Если ребенок ведет себя беспокойно и не может сохранять неподвижность, то ему могут дать небольшую дозу успокоительного или использовать наркоз.

Готовиться к процедуре с помощью ограничения пищи не придется. Приходить натощак нужно только в том случае, если исследуются органы брюшной полости или грудной клетки. Проверяя мозг, можно есть даже незадолго до начала томографии. Исключением может стать проведение МРТ с контрастом.

Брать с собой сотовые телефоны или другие гаджеты и металлические предметы запрещено. Рекомендуется даже выбирать одежду, на которой нет мелких элементов, состоящих из металла. Их присутствие может нарушить процедуру.

Краткая характеристика

Магнитно-резонансная томография (МРТ) – это метод исследования топографо-анатомического строения тела без инвазивного вмешательства при помощи явлений ядерно-магнитного резонанса. Резонанс возникает в результате электромагнитного отклика атомов водорода в ответ на раздражение определенным сочетанием электромагнитных волн и электрического поля, создаваемых аппаратом.

Принцип работы МРТ

Принцип работы МРТ очень отличается от компьютерной томографии и рентгенологических методов исследования в целом. Он не основывается на излучении каких-либо частиц – метод заключается в создании вокруг тела мощного магнитного поля. По этой причине изображение не зависит от лучей или волн, следовательно, является очень чётким.

Аппарат МРТ состоит из:

•         Выдвижного стола для размещения пациента
•         Сканера
•         Магнита
•         Градиентной катушки
•         Радиочастотной катушки

После помещения пациента в томограф вокруг него создаётся магнитное поле. На это магнитное поле откликаются атомы водорода, имеющие один электрон. В свою очередь, электроны выстраиваются соответственно положению магнита из своего первоначального состояния. Такое состояние для них является вынужденным, поэтому после окончания действия внешних сил электроны выстраиваются в своё «привычное» положение (положение – условная характеристика, так как электрон постоянно находится в движении вокруг ядра), обусловленное действием внешних сил при отсутствии созданного магнитного поля.

Однако время, за которое атомы водорода принимают своё начальное положение, отличается в зависимости от структуры ткани. Это время (время релаксации) и фиксируется датчиками, так как сами атомы, будучи в вынужденном положении, сохраняют преданную им потенциальную энергию, которая и высвобождается за время возвращения атома в исходное состояние. Таким образом аппарат и дифференцирует различные ткани, конвертируя сигналы в изображение.

Поскольку МРТ является самым четким методом исследования, его часто применяют при невозможности увидеть и рассмотреть патологию на УЗИ и при рентгенографии. Изображения получают послойными сегментами в поперечном разрезе сверху вниз.

Многие люди считают МРТ чем-то очень новым и неизвестным, поэтому полного доверия метод пока не получил. Однако, если разобраться в его возникновении и вообще появления такого явления как магнитный резонанс, получается, что концепция метода весьма древняя. Впервые явление электромагнитного резонанса открыл Демокрит в 19 веке.

Ученый Остед в ходе случайного эксперимента заметил, что электричество способно создавать магнитное поле. Фарадей в свою очередь решил создать масштабное магнитное поле, пропустив электрический ток по прутьям, изобретение получило название «клетка Фарадея».

Основателями МРТ являются двое ученых: Ф. Блох и Э. Парсел. Они изучали ответную реакцию атомов на бомбардировку их радиочастотами и намагничиванием. Намагниченными атомы отвечали атомным звучанием (тоном). За такое открытие в 1952 году ученые получили Нобелевскую премию.

После открытия этих явлений перед учеными стояло две главные проблемы: придание аппарату мобильности и, не менее важное, обнаружение отрасли, где нужен этот аппарат. Придание МРТ аппарату мобильности оказалось весьма сложной задачей

Если думать, что сейчас он огромен, то это глубокое заблуждение. Современный аппарат МРТ 0,6*2 метра, тогда как еще в начале и ближе к середине двадцатого века его размер составлял 14*20 метров.

Схожий к современному МРТ аппарату его более-менее мобильный вид придал ученый Раймонд Дамадьян в 1978 году. В своем усовершенствованном томографе он начел изучать крыс и лягушек и обнаружил, что изображения получаются очень чёткими в совокупности с тем, что метод является неинвазивным.

Тогда Раймонд Дамадьян и предложил использовать МРТ в медицинских целях, а именно – он предлагал использовать такое исследование в онкологии для обнаружения локализации опухолей и опухолевых клеток. Он утверждал, что   МРТ можно довести до такого совершенства, что возможно будет изучить каждую клетку, и тогда станет возможно предотвращение заболевания на клеточном этапе.

Заключение после обследования

Вся информация, собранная во время процедуры исследования, поступает на мощный компьютер, где потом обрабатывается. Этот же компьютер и выдает результаты диагностики. При необходимости все результаты могут переписываться на компакт-диск или же пленку.

Результаты обследования

Все полученные снимки и врачебное заключение выдаются на руки пациенту через небольшое время, после детального изучения их врачом. Обычно пациента просят немного подождать или же прийти на следующий день. С полученным диагнозом пациент направляется к тому врачу, который и назначил проведение компьютерного исследования.

Если же процедура делалась без направления, то все последующие действия будут зависеть от поставленного диагноза. Нужно быть готовым к любому диагнозу, поставленному после обследования. Как будут проводиться последующие диагностические и лечебные мероприятия, решает только врач.