Магнитно резонансный томограф. Магнитно-резонансный томограф (МРТ)

Среди современных методов обследования особое внимание необходимо уделить тому, как работает МРТ. Для неосведомленных пациентов такая диагностика кажется пугающей, что породило кучу мифов о томографии. Сам томограф похож на капсулу необычного прибора, непонятны процессы проходящие внутри. Всё неизвестное вызывает сомнение, поэтому пациенты не всегда соглашаются пройти диагностику на томографе. Но это в корне неправильно! Полная и детальная информация, полученная с помощью магнитно-резонансной томографии необходима для точной постановки диагноза и выработки правильной схемы лечения. При этом !

Изобретение магнитно-резонансного сканирования стало прорывом в диагностике. До этого увидеть все органы так чётко можно было только при вскрытии человека после его смерти. Томография позволила определять скорость движения крови по сосудам, состояние костной, хрящевой ткани, активность головного мозга. Все внутренние органы, включая , молочные железы, зубы, носовые пазухи можно рассмотреть и даже понять, как они работают, при проведении обследования на томографе.

Принцип работы МРТ кроется в воздействии на ядра водорода, которые есть в любой клетке человека. Сразу после открытия этого явления (1973 год) оно называлось ядерно-магнитным резонансом. Но после аварии на Чернобыльской АЭС (1986 год) со словом «ядерный» начали складываться отрицательные ассоциации. Поэтому данный метод диагностики переименовали в МРТ, что не изменило его сути и того, как метод работает.

Принцип действия магнитно-резонансного сканирования заключается в следующем - под влиянием сильного магнитного поля ядра водорода начинают двигаться, выстраиваются в одной очерёдности. По окончании действия магнита, когда он больше не работает, атомы приходят в движение, начинают колебаться все вместе, выделяя при этом энергию. Томограф фиксирует показания энергии, компьютерная программа их обрабатывает, выдавая трехмерную картинку органа. В этом состоит для МРТ принцип его работы.

В результате обследования получается серия снимков, есть возможность воссоздать трёхмерное изображение проблемного участка, повернуть его со всех сторон, рассмотреть в любой плоскости. Это важно при обследовании, постановке диагноза.

Принцип работы томографа основывается на колебании магнитных волн — никакого радиационного облучения

Когда лучше делать томографию?

При постановке диагноза не всегда назначают пройти МРТ. И дело не в том, что это дорогая процедура, возможно и . Для этого метода есть специальные направления использования. Томограф целесообразно применять при определении диагноза, перед хирургическим вмешательством для уточнения деталей операции, после её проведения для осмотра результатов. МРТ делают при длительном лечении для корректировки терапии и оценки эффективности проведённых процедур. Это безопасный способ обследования, его можно проводить при необходимости .

МРТ необходимо делать при диагностике следующих болезней:

формирование опухолей доброкачественного и злокачественного характера;
аневризмы сосудов кровеносной системы;
инфекции суставов и костной ткани;
болезни сердца и сосудов;
нарушения функций головного и спинного мозга;
патологии воспалительного характера, например, мочеполовой системы;
оценка оперативного лечения и химиотерапии при онкологии;
травмы внутренних органов и мягких тканей.

Магнитно-резонансную томографию не назначают с целью разработки методов профилактики, а только по конкретно поставленной задаче для точного диагностирования.

Альтернативные способы постановки диагноза

Кроме магнитно-резонансного сканирования, существуют и другие методы диагностики - компьютерная томография, УЗИ, ЭЭГ. При этом выбрать между иногда бывает непросто, ведь работают они по-разному. Сравнение методов представлено в таблице.

Название обследования	Преимущества	Недостатки
Магнитно-резонансная томография - МРТ	Работает без радиации. Выявляет многие заболевания на ранних стадиях. Не производит облучения, поэтому может проводиться детям и беременным женщинам. В результате получаются точные детальные изображения.	Есть ограничения к проведению, например, металлические включения в теле пациента. Томограф с ними плохо работает.
Компьютерная томография - КТ	Хорошо показывает состояние костной ткани. Нет противопоказаний по поводу металлических включений в теле, как при МРТ. Аппарат работает быстро.	Человек получает ионизирующее облучение в процессе сеанса.
Ультразвуковое исследование - УЗИ	Нет противопоказаний к проведению данного обследования. Аппарат работает на основе резонансных волн.	Этот метод не позволяет оценить состояние костной ткани, некоторых внутренних органов, например, желудка, лёгких. Данные не отличаются точностью, как при МРТ.
Электроэнцефалография - ЭЭГ	Высокоточное обследование заболеваний головного мозга. Работает при любом диагнозе, поскольку не имеет противопоказаний.	Не выявляет наличие опухолей, способ неточный, так как на результаты влияют эмоции пациента.

Каждый метод диагностики, включая МРТ, имеет свои отрицательные и положительные стороны, поэтому используется в своей области медицины. Оптимальный вариант выбирается на основе того, как работает то или иное оборудование.

Когда применяют контраст?

Иногда перед проведением обследования в вену пациента вводится контрастное вещество. Это необходимо для получения на снимках более чёткого изображения некоторых участков. С ним МРТ работает более детализировано. Так бывает при диагностике опухолей. Контрастное вещество накапливается в новообразованиях и дополнительно подсвечивает их на изображениях. При диагностировании аневризмы сосудов контрастом вычерчивается целая схема кровеносной системы, по которой врачу легче выявить нарушения.

Контрастным веществом при МРТ служит гадолиний. Он работает для подсветки кровеносных сосудов и выводится почками из организма, хорошо переносится пациентами, редко вызывает аллергическую реакцию. При его применении существуют определённые противопоказания. Поэтому перед введением препарата проводят пробы на его переносимость.

Противопоказано применение контрастного вещества:

лицам с аллергической реакцией на гадолиний;
беременным и кормящим женщинам;
людям, больным сахарным диабетом;
пациентам с хроническими болезнями почек.

Гадолиний после проведения процедуры томографии выводится через несколько часов через почки. Лишняя нагрузка на них может спровоцировать обострение хронических патологий. Именно поэтому при больных почках контрастом не пользуются.

В каких случаях нельзя делать томографию?

Существуют серьёзные ограничения для проведения магнитно-резонансного сканирования:

беременность на ранних сроках;
клаустрофобия;
психические нарушения, когда человек не может продолжительное время находиться в неподвижном положении, контролировать своё состояние;
металлические включения в теле пациента - штифты, клипсы на сосудах, скобы, протезы, спицы;
вживлённые электронные устройства, которые работают постоянно, их невозможно убрать при проведении томографии, например, кардиостимуляторы;
эпилепсия;
татуировки, выполненные краской с металлическими частицами;
тяжёлое физическое состояние пациента, например, постоянное нахождение на аппарате искусственного дыхания.

При компьютерной томографии таких противопоказаний нет. Назначают её при невозможности сделать МРТ. Такое обследование подходит там, где не работает томограф.

Металлические фрагменты в организме делают изображения нечёткими, их будет трудно расшифровывать. Электронные устройства ломаются под влиянием сильного магнита. В применении томографа нужно соблюдать ограничения, чтобы избежать таких неприятностей.

Подготовка к обследованию

Положительной стороной метода магнитно-резонансного сканирования является почти полное отсутствие подготовки к диагностике. Но врачи советуют за несколько дней перед сеансом томографии и не кушать много тяжелой для пищи. Хотя это остаётся на уровне рекомендаций. Если будет использоваться контраст, то лучше плотно поесть. Это поможет избежать приступов тошноты.

Перед процедурой нужно снять все металлические украшения, запонки, часы, очки, съёмные зубные протезы. На одежде не должно оставаться деталей из металла. В современных медицинских диагностических центрах выдают комплекты одноразовой одежды для обследования. Лучшее переодеться в неё. Если в своей одежде осталась незамеченная деталь из металла, то или шеи впоследствии может болеть голова от присутствия на одежде постороннего железного предмета.

Устройство для сканирования представляет собой тоннель, в который въезжает стол с пациентом. Важно не двигаться при обследовании, тогда изображения получатся чёткими и качественными. Чтобы не произошло случайного шевеления конечностями, руки и ноги пациента закрепляют к столу мягкими ремнями.

МРТ можно без вреда использовать для диагностики любого органа, процедура безболезненна

Как проходит процедура?

В тоннеле томографа пациент не будет чувствовать дискомфорт, процедура безболезненная. Иногда поступают жалобы на резкие, непривычные звуки, которые издаёт аппарат во время работы. В некоторых центрах выдают наушники с приятной музыкой или беруши, их можно взять и из дома. В руках у пациента будет кнопка связи с персоналом. Если человек почувствует себя плохо, нужно нажать на неё, сеанс томографии прервётся.

Весь персонал находится в другой комнате, работает с компьютерами. Но пациент не остается один, за ним наблюдают через окно. Процедура магнитно-резонансной томографии вполне комфортная. В среднем сеанс длится 40 минут, с применением контрастного вещества немного дольше. Внутренний объём у аппарата МРТ достаточный. Человек не лежит там, как в узкой коробке. Ему хватает воздуха, и пространства. Психологическое состояние у здорового человека не страдает и остаётся в норме. Многим пациентам даже интересно опробовать такой метод диагностики и побывать в томографе, узнать, как именно он работает.

Обработка результатов

Для расшифровки изображений после МРТ нужны специалисты, которые по малейшим изменениям могут диагностировать патологии. Подготовка заключения занимает несколько дней, но первые выводы врач сообщает сразу. Резонансные участки видны на снимках чётко - это могут быть изменения внутренних органов, наличие жидкости (где её не должно быть). Такая патология говорит о внутреннем кровотечении или инфекции.

Заключение лаборанта после магнитно-резонансной томографии является только перечислением увиденных изменений. Например, повреждение связок, наличие опухоли, изменение структуры, формы и размера кровеносных сосудов в определённом месте. Диагноз будет ставить врач, направивший на обследование. Не нужно самостоятельно пытаться определить болезнь по заключению. Для этого необходимы ещё дополнительные обследования и анализы.

Возможностей для детального обследования всех органов и тканей человеческого организма у современной медицины немало. Один из надежных и достоверных методов – магнитно-резонансная томография, которая давно перешла из разряда высокотехнологичной помощи в категорию рутинной, доступной диагностики. В статье будут даны ответы на самые частые вопросы об МРТ – что такое, как проводится и в каких случаях назначается.

Принцип работы МРТ

Что такое МРТ в медицине? Это методика исследования, которая базируется на физическом явлении магнитного резонанса. «Резонатором» в данном случае выступает сам пациент, а точнее – его ткани и органы. Несмотря на то, что МРТ обследование называется «ядерным», никакого отношения к радиации оно не имеет.

«Ядерность» в данном случае означает, что ядра атомов водорода, присутствующих во всех тканях, откликаются на сочетание постоянного магнитного поля и электромагнитных волн, источником которых является специальный сканер. Эти отклики фиксируются и упорядочиваются аппаратом, который складывает их в качественное четкое изображение.

Виды магнитно-резонансной томографии (МРТ)=

Диагностика методом МРТ проводится на аппаратах разного типа.

Диагностика методом МРТ проводится на аппаратах разного типа. Классификация, которая имеет важное значение для пациента, – открытые и закрытые аппараты.

Открытые. Что такое МРТ открытого типа? Пространство, в котором располагается пациент во время обследования, остается открытым. Сам прибор состоит из двух частей – верхней, нависающей над пациентом, и нижней, на которую он ложится. Магнитами оборудованы обе части. Открытое исследование МРТ показано тем, кто страдает клаутрофобией, тучным пациентам или имеющим физические ограничения.
Закрытые. Традиционные приборы, представляющие собой тоннель и двигающийся стол.

Некоторые виды МРТ-исследований проводятся только в закрытых аппаратах. Например, если необходимо сделать снимок МРТ головы, важно обеспечить ее полную неподвижность. Для этого голова фиксируется, а в аппаратах открытого типа фиксация не предусмотрена.

Еще одно отличие аппаратов МРТ это мощность, измеряемая в Тесла. В зависимости от этого параметра их разделяют на:

Низкопольные (0,5 Т).
Среднепольные (до 1 Т).
Высокопольные (до 1,5 Т).

От мощности будет зависеть время сканирования конкретной области МРТ, качество визуализации и стоимость исследования. Чем выше мощность оборудования, установленного в клинике, тем выше будет скорость и больше цена.

Разобравшись с тем, что такое диагностика МРТ, стоит уделить время изучению оборудования выбранного медицинского центра. Низкопольные аппараты выдают картинку с менее точной визуализацией, чем высокопольные.

Что показывает МРТ?

Исследование абсолютно неинвазивное и бесконтактное.

МРТ – уникальное исследование, ведь оно позволяет увидеть широкий спектр патологий разных органов.

Воспалительные заболевания.
Инфекции.
Опухоли.
Патологии сосудов и сердца.
Травмы и их последствия.

Структура тканей, конфигурация органов, кровоснабжение, биохимические процессы – все эти явления можно оценить с помощью магнитно-резонансного томографа.

Преимущества обследования на МР-томографе

Магнито-резонансная томография имеет немало преимуществ перед другими видами медицинских исследований:

Получение очень качественного, детального изображения.
Принцип действия МРТ не предполагает облучения, а потому оно может и в детском возрасте.
Позволяет визуализировать сложные для изучения структуры – например, спинной и головной мозг.
Можно получить изображения в нескольких проекциях. Благодаря этому диагностика некоторых заболеваний осуществляется раньше, чем это возможно на компьютерной томографии (например, ишемии мозга).

В сравнении с другими способами исследования состояния здоровья этот диагностический метод имеет как преимущества, так и недостатки:

КТ – более опасное исследование, поскольку оно сопряжено с рентгеновским облучением. Однако если необходимо сделать диагностику состояния костно-мышечной системы, целесообразнее проведение компьютерной томографии.
УЗИ. Для ультразвукового исследования нет противопоказаний, поэтому оно может быть проведено любому больному. Однако ультразвук не справится с такими задачами, как оценка состояния костей, желудка, легких. Кроме того, снимки МРТ отличаются более высокой точностью.
ЭЭГ (электроэнцефалография) – диагностика заболеваний . По энцефалограмме очень трудно диагностировать наличие опухолей и других органических заболеваний. Кроме того, метод нельзя назвать точным, так как на результат оказывают влияние эмоции, которые испытывает пациент.

Как делают МРТ?

Исследование абсолютно неинвазивное и бесконтактное. Неприятное ощущение во время сканирования могут доставить лишь звуки, издаваемые аппаратом. Чтобы пациент их не слышал, ему предлагают наушники с приятной музыкой. Как проводится МРТ? Алгоритм следующий:

Пациент снимает все металлические украшения, часы.
Обследуемый ложится на стол. , ноги, иногда и голова комфортно закрепляются ремнями.
Стол заезжает в тоннель, где на протяжении необходимого времени (от 15 до 60 минут) проводится сканирование.
Читайте также: о .

При наличии клаустрофобии об этом нужно обязательно сообщить доктору. Как делают МРТ в этом случае? Скорее всего, будет предложено пройти диагностику на открытом аппарате.

Виды диагностики

МР-ангиографию можно делать без применения контрастного вещества.

Процедура МРТ имеет несколько разновидностей:

МР-диффузия. Это вид магнитной томографии, с помощью которого фиксируется скорость движения молекул воды. Метод позволяет определить нарушения мозгового кровообращения и выявить онкологические образования.
МР-перфузия визуализирует особенности прохождения крови через ткани, скорость этого процесса, проницаемость сосудов. За счет этого удается дифференцировать здоровые ткани от патологических.
МР-спектроскопия для выявления биохимических изменений в тканях. Ценность подобного анализа МРТ заключается в том, что биохимические изменения возникают еще тогда, когда отсутствуют клинические проявления болезни. Значит, обнаружить ее можно на самой ранней стадии.
Ангиография – это такое исследование, которое позволяет увидеть просветы сосудов и оценить кровоток.

МР-ангиографию можно делать без применения контрастного вещества. Но чаще всего для улучшения видимости сосудов используется контрастирование. МРТ с контрастом – это метод, позволяющий увидеть, что такое происходит с сосудами, пронизывающими каждый орган. В качестве контрастирующего вещества используются так называемые парамагнетики – в первую очередь, гадолиний.

Как работает МРТ с контрастом? Чаще всего оно вводится после того, как были сделаны снимки без контраста. Вещество вводится внутривенно, затем делаются повторные снимки. В каких случаях и для чего рекомендуется сделать такое исследование?

Подозрения на аневризму.
Есть основания предполагать наличие опухолей.
Инсульт.
Диагностика после некоторых операций (например, предстательной железы).
Травмы головы.
Для выявления метастазов.

Аллергия на гадолиний – явление редкое, в отличие от аллергической реакции на йод, который используется в качестве основы контрастного вещества при КТ.

Показания и противопоказания

После прохождения МРТ расшифровка результатов занимает обычно 1-2 дня.

Показания к МРТ различны в зависимости от той области организма, которую необходимо обследовать. Перечислим некоторые достаточные для МРТ показания:

Головной мозг подлежит обследованию при неврологической симптоматике, нарушениях зрения или слуха, после травм. Что такое головного мозга?
Органы брюшной полости исследуются при болях, желтушности, выраженных диспептических явлениях.
Сердце подлежит изучению при ИБС, болях и аритмиях, после инфаркта.
Мочеполовая система исследуется при нарушениях мочеиспускания, болях, появлении крови.

Магнитно-резонансная томография. Важнейшее значение в современной лучевой диагностике приобрела магнитно-резонансная томография (МРТ). МРТ дает ценную диагностическую информацию о физических и химических параметрах, позволяющих судить о природе и морфологическом строении исследуемых органов и тканей. К тому же изображение можно получать в любой плоскости. Основными компонентами МР-томографа являются силовой магнит, радиопередатчик, приемная радиочастотная катушка и компьютер. Большинство магнитов имеют магнитное поле, параллельное длинной оси тела человека. Сила магнитного поля измеряется в теслах (Тл). Для клинической МРТ используются поля силой 0,02 -3 Тл.

Когда пациента помещают в сильное магнитное поле, все маленькие протонные магниты тела (ядра водорода) разворачиваются в направлении внешнего поля (подобно компасной стрелке, ориентирующейся на магнитное поле Земли). Помимо этого, магнитные оси каждого протона начинают вращаться (прецессировать) вокруг направления внешнего магнитного поля. При пропускании через тело пациента радиоволн, имеющих равную частоту с частотой вращения протонов (Ларморовская частота), магнитное поле радиоволн заставляет магнитные моменты всех протонов вращаться по часовой стрелке. Это явление называют магнитным резонансом.

Под резонансом понимают синхронные колебания, и для изменения ориентации магнитных протонов магнитные поля протонов и радиоволн должны резонировать, т.е. иметь одинаковую частоту.

В тканях пациента создается суммарный магнитный момент: ткани намагничиваются, и их магнетизм ориентируется точно параллельно внешнему магнитному полю. Магнетизм пропорционален числу протонов в единице объема ткани. Огромное число протонов (ядер водорода), содержащихся в большинстве тканей, обусловливает тот факт, что магнитный момент достаточно велик для того, чтобы индуцировать электрический ток в расположенной вне пациента принимающей катушке. Этот индуцированный электрический ток «МР-сигнал» используется для реконструкции изображения.

В промежутке между передачей импульсов протоны подвергаются двум различным процессам релаксации Т1 и Т2. Релаксация – это последствие постепенного исчезновения намагниченности, вызванного небольшими различиями в силе местных магнитных полей. Т2 релаксация – потеря магнетизма. Т1 релаксация – время восстановления магнетизма. Чем короче Т1, тем быстрее восстанавливается магнетизм.

Таблица 1 – Зависимость МР-сигнала от исследуемой ткани

Объект исследования		Интенсивность
		Т1-взвешенный	Т2-взвешенный сигнал
	Газ в легких, придаточных пазухах носа, желудке и кишечнике	Отсутствует	Отсутствует
	Компактное вещество кости, участки обызвествления	Отсутствует	Отсутствует
Слабо минерализированные ткани	Губчатое вещество кости	Средний или близкий к высокому
Коллагеновые ткани	Связки, сухожилия, хрящи, соединительная ткань
	Жировая ткань	Высокой интенсивности	Высокой интенсивности
Паренхиматозные органы, содержащие связанную воду	Печень, поджелудочная железа, надпочечники, мышцы, гиалиновые хрящи		Низкий или близкий к среднему
Паренхиматозные органы, содержащие свободную жидкость	Щитовидная железа, селезенка, почки, предстательная железа, яичники, половой член
Полые органы, содержащие жидкость	Желчный пузырь, мочевой пузырь, простые кисты
Ткани с низким содержанием белка	Спинномозговая жидкость, моча, отеки
Ткани с высоким содержанием белка	Синовиальная жидкость, пульпозное ядро межпозвоночного диска, сложные кисты, абсцессы
	Кровь в сосудах	Отсутствует	Отсутствует

Очень высокая информативность МРТ обусловлена рядом ее достоинств.

Особенно высокий тканевой контраст, основанный не на плотности, а на нескольких параметрах, зависящих от ряда физико-химических свойств тканей, и визуализация благодаря этому изменений, которые не дифференцируются при УЗИ и КТ.

Возможность управлять контрастом, ставя его в зависимость то от одного, то от другого параметра. Варьируя контраст, можно выделить одни ткани и детали и подавить изображение других. За счет этого МРТ, например, впервые позволила визуализировать без контрастирования все мягкотканные элементы суставов.

Отсутствие артефактов от костей, нередко перекрывающих мягкотканные контрасты при КТ, что позволяет без помех визуализировать поражение спинного и базальных отделов головного мозга.

Мультипланарность – возможность изображений в любой плоскости.

МРТ имеет и функциональные применения, например, изображение регургитации при клапанных пороках сердца в режиме кино или динамики движений в суставах.

МРТ отображает кровоток без искусственного контрастирования. Специальные ангиопрограммы с двумерным или трехмерным сбором данных позволяют получить изображение кровотока с отличным контрастом. Контрастные средства для МРТ. Контрастное разрешение на MP-изображение может быть существенно улучшено различными контрастными средствами. В зависимости от магнитных свойств МР-контрастные средства подразделяются на парамагнитные и супермагнитные.

Парамагнитные контрастные средства. Парамагнитными свойствами обладают атомы с одним или несколькими неспаренными электронами. Это магнитные ионы гадолиния, хрома, никеля, железа, а также марганца. Наиболее широкое клиническое применение получили соединения гадолиния.

Контрастирующий эффект гадолиния обусловлен укорочением времени релаксации Т1 и Т2. В низких дозах преобладает воздействие на Т1, увеличивающее интенсивность сигнала. В высоких дозах преобладает воздействие на Т2 со снижением интенсивности сигнала. Наиболее широкое распространение имеют парамагнитные внеклеточные МР-контрастные средства:

Магневист (гадопентат димеглюмина).

Дотарем (гадотерат меглюмина).

Омнискан (гадодиамид).

Проханс (гадотеридол).

Суперпарамагнитные контрастные средства. Суперпарамагнитный оксид железа – магнетит. Его доминирующим воздействием является укорочение релаксации Т2. С увеличением дозы происходит снижение интенсивности сигнала.

Так же как в компьютерной томографии, пероральные контрастные средства используются при исследованиях органов брюшной полости, чтобы дифференцировать кишечник и нормальные или патологические ткани.

Магнетит (Fe 3 O 4) – применяется при исследованиях желудочно-кишечного тракта. Это суперпарамагнитное вещество с преимущественным действием на Т2 релаксацию. Действует как негативное контрастное средство, т.е. снижает интенсивность сигнала.

Недостатки МРТ:

Плохо отображаются обызвествления

Длительное время изображения вместе с артефактами от дыхательных и других движений ограничивает применение МРТ в диагностике заболеваний грудной и брюшной полостей.

Вредность. При МРТ нет ионизирующего излучения и радиационной вредности. Для подавляющего большинства пациентов метод не представляет опасности.

МРТ противопоказана:

Пациентам с установленным водителем ритма или с внутриглазничными, внутричерепными и внутрипозвоночными ферромагнитными инородными телами и с сосудистыми клипсами из ферромагнитных материалов (абсолютное противопоказание).

Реанимационным больным из-за воздействия магнитных полей МР-томографа на системы жизнеобеспечения.

Пациентам с клаустрофобией (составляют примерно 1%); хотя она нередко уступает седативным средствам (реланиум).

Женщинам в первой трети беременности.

Один из самых эффективных методов медицинского исследования - МРТ или магнитно-резонансная томография, позволяющая получить максимально точные сведения об анатомических особенностях организма пациента, обменных процессах, физиологии тканей и внутренних органов. С его появлением стало возможно детальное обследование головного мозга для диагностики заболеваний и дегенеративных поражений. Возможность определения локализации процесса и объема произошедших повреждений становится основным преимуществом данной процедуры при выявлении новообразований и исследовании сосудов.

Что такое МРТ

Магнитно-резонансная томография - это уникальная возможность получения высокоточных послойных изображений исследуемой области. Процедура проводится при помощи специального аппарат, действие которого на организм человека заключается в стимуляции радиоволн, создании сильного магнитного поля и регистрации ответного электромагнитного излучения организма. Результатом процесса становится построение изображения путем обработки поступающего сигнала на компьютере.

Что такое магнитно-резонансный томограф? Это устройство, позволяющее добиться эффективной диагностики, выявить изменения в работе организма и произвести высокоточную визуализацию исследуемых органов, которая значительно превосходит результаты других методик (рентгена, КТ, ультразвука). Такая процедура позволяет выявить онкологию и ряд других заболеваний и опасных патологий, измерить скорость кровотока и движения спинномозговой жидкости и т.д.

В основе работы аппарата лежит принцип ЯМР с последующей обработкой полученных сведений специальными программами. МРТ установка обеспечивает создание сильного магнитного поля. Немаловажным фактором, объясняющим принцип работы устройства, является наличие в человеческом организме протонов (в химическом смысле это ядро атома водорода) . Магнитно-резонансный томограф позволяет поддерживать стабильное состояние магнетизма в теле пациента, при помещении его в силовое поле. Аппарат производит:

стимуляцию организма при помощи радиоволн, способствуя смене стационарной ориентации заряженных частиц;

остановку радиоволн и регистрацию электромагнитных излучений организма;

обработку полученного сигнала и преобразование его в изображение.

Полученная картинка не является фотографическим снимком обследуемого отдела или органа. Специалист получает высококачественное детализированное отображение радиосигналов, испускаемых телом пациента. МРТ диагностика полностью превосходит метод компьютерной томографии, поскольку в данном случае при проведении процедуры не применяется ионизирующее излучение, а используются безопасные для человеческого организма электромагнитные волны.

История создания и принцип работы МРТ

Годом создания данного метода считается 1973, а одним из отцов-основателей магнитно-резонансной томографии - Пол Лотербур. В одном из журналов им была опубликована статья, в которой подробно описывался феномен визуализации структур и органов при помощи использования магнитных и радиоволн.

Это не единственный ученый, причастный к открытию МРТ - еще в 1946 году Феликс Блох и Ричард Пурселл, работающие в Гарварде, изучали физическое явление, в основе которого лежали свойства, присущие атомным ядрам (первичное поглощение получаемой энергии и последующее ее переизлучение. т.е. выделение с переходом к начальному состоянию). За это исследование ученые получили Нобелевскую премию (1952).

Открытие Блоха и Пурселла стало своеобразным толчком к развитию теории по ЯМР. Необычное явление изучалось как химиками, так и физиками. Демонстрация первого компьютерного томографа, включающая в себя ряд испытаний, произошла в 1972 году. Результатом проведенного исследования стало обнаружение принципиально нового способа диагностики, позволяющего детально визуализировать важнейшие структуры организма.

Далее Лотербуром был частично сформулирован принцип работы аппарата МРТ - работа ученого легла в основу исследований, проводимых до наших дней. В частности, в статье содержались следующие утверждения:

Трехмерные проекции объектов получаются по спектрам ЯМР протонов воды из обследуемых структур, органов и т.д.

Особое внимание уделялось наблюдению за злокачественными новообразованиями. Опыты, проведенные Лотербуром, показали: они существенно отличаются от здоровых клеток. Разница заключается в характеристиках полученного сигнала.

В 70-е годы XX века началась новая эра развития МРТ-диагностики. В это время Ричардом Эрнстом было предложено проведение магнитно-резонансной томографии с использованием особого метода - кодирования (как частотного, так и фазового). Именно этим способом визуализации исследуемых областей и пользуются врачи в наши дни. В 1980 году был продемонстрирован снимок, на получение которого ушло около 5 минут. Уже через шесть лет длительность отображения снизилась - до пяти секунд. При этом качество картинки оставалось неизменным.

В 1988 году был усовершенствован и метод ангиографии, позволяющий отобразить кровоток пациента без дополнительного ввода в кровь препаратов, выполняющих роль контраста.

Развитие МРТ стало новой вехой в современной медицине. Эта процедура применяется в диагностике заболеваний:

позвоночника;

суставов;

мозга (головного и спинного);

гипофиза;

внутренних органов;

молочных желез и т.д.

Возможности открытого метода позволяют обнаруживать заболевания на ранних стадиях и выявлять патологии, требующие своевременного лечения или же немедленного операционного вмешательства. Томография, проведенная на современном оборудовании, дает возможность получить точное изображение органов, обследуемых структур и тканей, а также:

собрать необходимую информацию о циркуляции спинномозговой жидкости;

определять уровень активации областей коры головного мозга;

проследить за газообменом в тканях.

Метод МРТ выгодно отличается от других способов диагностики:

Он не предполагает воздействия, осуществляемого при помощи хирургических инструментов.

Магнитно-резонансная томография безопасна и высокоэффективна.

Данная процедура относительно широко доступна и востребована при исследовании наиболее сложных случаев, требующих детальной визуализации происходящих в организме изменений.

На видео ниже демонстрируются основные этапы функционирования современного томографа:

Принцип работы МРТ (видео)

Принцип работы магнитно-резонансного сканера (МРТ)

Как проходит процедура? Человека помещают в специальный узкий тоннель, в котором он должен находиться в горизонтальном положении. В трубе на него воздействует сильное магнитное поле прибора. Исследование длится от 15 до 20 минут.

После пациенту выдается изображение. Оно создается благодаря методу ЯМР - физическому явлению магнитно-ядерного резонанса, связанному со свойствами протонов.При помощи радиочастотного импульса в созданном устройством электромагнитном поле вырабатывается излучение, преобразующееся в сигнал. После он регистрируется и обрабатывается компьютерной программой.

Каждый обследуемый и выводимый на экран в виде изображения срез имеет свою толщину. Рассматриваемый способ отображения схож с технологией удаления всего, что располагается над слоем и под ним. При этом большую роль играют отдельные элементы объема и плоскости - части среза и структурные компоненты получаемого магнитно-резонансного снимка.

Поскольку человеческое тело на 90% состоит из воды, происходит стимуляция протонов атомов водорода. Этот метод воздействия позволяет заглянуть в организм и диагностировать серьезные заболевания без физического вмешательства.

Устройство аппарата МРТ

Рассматриваемое современное оборудование состоит из следующих частей:

магнит;

катушки;

прибор, генерирующий радиоимпульсы;

клетка Фарадея;

источник питания;

система охлаждения;

системы, служащие для обработки поступающих данных.

Магнит

Создает стабильное поле, характеризующееся однородностью и высокой напряженностью. Именно по последнему показателю оценивается мощность прибора. Напомним о том, что именно от нее зависит качество получаемого изображения и скорость проведения процедуры.

В зависимости от напряженности все аппараты разделяются на следующие группы:

Низкопольные - оборудование начального уровня, открытые, сила поля < 0.5 Tл.

Среднепольные - показатели от 0,5-1 Тл.

Высокопольные - отличаются высокой скоростью исследования, четким изображением даже при движении пациента во время обследования. Напряженность магнитного поля этих установок - 1-2 Тл.

Сверхвысокопольные - более 2 Тл. Используются для исследовательских целей.

Также выделяются следующие виды используемых магнитов:

Постоянные - изготавливаются из сплавов, обладающих ферромагнитными свойствами. Преимущество таких элементов - их не нужно охлаждать, поскольку они не требуют энергии для поддержания однородного поля. Среди недостатков - большой вес используемой системы, низкая напряженность. Также подобные магниты чувствительны к температурным изменениям.

Сверхпроводящие - катушка, изготовленная из специального сплава. Через нее могут пропускать большие токи. Результатом работы такого устройства становится создание сильного магнитного поля. Дополнением к конструкции идет система охлаждения. Минусы данного вида - повышенное потребление жидкого гелия при низких энергозатратах, большие расходы на эксплуатацию прибора, обязательное экранирование. Также велик риск выбрасывания охлаждающей жидкости из криостата при потере свойств сверхпроводимости.

Резистивные - электромагниты не требуют использования специальных охлаждающих систем, способны создавать относительно гомогенное поле для проведения сложных исследований. Недостаток - большой вес (примерно 5 тонн, повышается в процессе экранирования)

Принцип работы катушки в МРТ

Эти элементы предназначены для повышения однородности магнитного поля. Пропуская через себя ток, они корректируют характеристики, компенсируя недостаточную гомогенность. Такие детали либо размещаются непосредственно в жидком гелии, либо не требуют охлаждения.

Результатом работы градиентных катушек становится создание четкого изображения путем локализации сигнала и сохранения точного соответствия данных, полученных во время процедуры, и области, исследуемой врачом.

Большое значение имеют мощность и скорость действия деталей - от этих показателей зависит разрешающая способность прибора, уровень шума в соотношении с сигналом и быстрота действия.

Передатчик в МРТ: принцип работы элемента в системе томографа

Данный прибор формирует радиочастотные колебания и импульсы (прямоугольной и сложной формы). Подобное преобразование позволяет добиться возбуждения ядер, повлиять на контраст изображения, выводимого на снимок. Сигнал от элемента поступает на переключатель, который, в свою очередь, воздействует на катушку, генерируя РЧ магнитное поле, влияющее на спиновую систему.

Приемник

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).

Запчасти для томографов

За получение точного детализированного изображения отвечают и регистрирующие датчики, которые располагаются вокруг исследуемого органа пациента. Подобная процедура абсолютно безопасна: произведя излучение сообщенной энергии, протоны возвращаются в прежнее состояние.

За получение точного детализированного изображения отвечают и регистрирующие датчики, которые располагаются вокруг исследуемого органа пациента. Подобная процедура абсолютно безопасна: произведя излучение сообщенной энергии, протоны возвращаются в прежнее состояние. Для улучшения качества изображения и большей детализации изображения пациенту могут ввести контрастное вещество на основе гадолиния, не вызывающее побочных реакций. Специальный препарат помещается в шприц или инъектор, автоматически рассчитывающий дозировку и скорость ввода. Подача средства полностью синхронизирована с ходом сканирования.

Качество проведенного обследования зависит не только от напряженности магнитного поля, но и от используемой катушки, применения контрастного вещества, особенностей диагностики и опыта специалиста, проводящего томографию.

Преимущества подобной процедуры:

возможность получения максимально точного изображения осматриваемого органа;

повышение качества диагностики;
безопасность для пациента.

Томографы отличаются по силе создаваемого ими поля и «открытости» магнита. Чем больше мощность поля, тем быстрее проходит процедура сканирования и выше качество получаемого трехмерного изображения.

Открытые аппараты МРТ имеют C-образную форму и являются оптимальным вариантом для обследования людей, страдающих выраженной клаустрофобией. Они создавались для проведения дополнительных процедур внутри магнита. Такой тип установок гораздо слабее закрытых томографов.

Обследование с применением МРТ является одним из самых эффективных и безопасных способов диагностики и наиболее информативным методом для детального исследования спинного и головного мозга, позвоночника, органов брюшной полости и малого таза.

Одним из наиболее результативных способов медицинского обследования, является МРТ или магнитно-резонансная томография, дающая возможность, обрести наиболее точную информацию об:

особенностях анатомии человеческого организма,
внутренних органов,
эндокринной системы,
а также возбудимости тканей.

Возможность точно определить место развития паталогического процесса и объема произошедших повреждений, становится основным преимуществом процедуры МРТ, при обнаружении злокачественных опухолей и обследования сосудов.

Что представляет из себя МРТ?

Магнитно-резонансная томография – это исключительный шанс получить точнейшие послойные изображения, области организма, которая исследуется.

Процедура МРТ заключается в стимулирувании электромагнитных волн. Образовывается внушительное магнитное поле, в которое помещается пациет (или часть тела). Затем фиксируется обратный электромагнитный сигнал, поступающий от человеческого организма на компьютер. В итоге, выстраивается изображение.

Магнитно-резонансный томограф, является аппаратом, дающим возможность достичь эффективнейшего диагностирования, определить метаморфозы в функционировании организма и осуществить высочайшее, по точности, изображение изучаемых органов, которое дает результаты, на порядок выше, нежели рентген, компьютерная томография или УЗИ.

МРТ дает возможность обнаружить онкологические заболевания и перечень других не менее опасных болезней, а также замерить быстроту кровотока и течение спинномозговой жидкости.

Аппарат МРТ дает возможность содействовать неизменному состоянию магнетизма в теле человека, при его размещении внутри устройства.
В результате чего, он осуществляет:

стимулирование организма с помощью электромагнитных волн, помогая смене стабильной направленности настроенных частиц;
приостановку электромагнитных волн и фиксацию тех же излучений, со стороны человеческого организма;
обрабатывание принятого сигнала и перестройка его в картинку (изображение).

За основу функционирования МРТ, взят ЯМР принцип, с последовательным обрабатыванием получаемой информации, специализированными программами.

Итоговое изображение – это совсем не фотография или фото-негатив изучаемой части тела или органа. Радиосигналы преобразовываются в высококачественное изображение среза человеческого организма, на экране монитора. Доктора видят органы в разрезе.

Магнитно-Резонансная Томография, является более точным и надежным методом диагностирования, нежели КТ (компьютерная томография), ведь при МРТ не осуществляется применение ионизирующего излучения, наоборот, применяются абсолютно безвредные для организма электромагнитные волны.

История производства и особенности устройства аппарата МРТ

Датой сотворения сего полезнейшего устройства, называют 1973 год, а одним из первых разработчиков, считается – Пол Лотербур. В одном из его трудов был четко описан факт изображения строений организма и органов, благодаря применению магнитных и радиоволн.

Однако, Лотербур не единственный изобретатель, приложивший руку к изобретению МРТ. За 27 лет до этого, Ричард Пурселл и Феликс Блох, работая в Гарвардском Университете, испытывали явление, основой которого являлось качество, характерное для атомных ядер (изначальное вбирание энергии и ее последующее «отдавание», то есть отделение с возвращением к исходному состоянию). Спустя шесть лет, за свою работу, ученые были удостоены Нобелевской премии.

Их открытие, стало, в определенном роде, прорывом для развития суждения по ЯМР.
Удивительный феномен подвергался изучению многими ученными, не только физиками, но и математиками, и химиками. Показ первого Компьютерного Томографа, с перечнем опытов, был осуществлен в 1972 году. В результате, был выявлен новейший способ диагностирования, позволяющий подробно изображать наиболее важные структуры человеческого организма.

Впоследствии, некто Лотербур, хоть и не в полной мере, но высказал принцип функционирования МРТ. Его работа стала толчком для развития и дальнейших исследований в данной отрасли.

Немало времени уделяли надзору над недоброкачественными опухолями.
Исследования, производящиеся Лотербуром, продемонстрировали: они кардинально разнятся со здоровыми клетками. Разница состоит в параметрах добываемого сигнала.

И так, можно смело утверждать, что стартом новейшей эры развития диагностирования с помощью МРТ, являются семидесятые годы прошлого века. Именно в тот период времени, Ричард Эрнст, предложил осуществление МРТ с применением особенного метода – кодирования (и радиочастотного, и фазового). Метод, который был предложен тогда, используют доктора и в наши дни. В восьмидесятом году прошлого века было продемонстрировано изображение, на создание которого было затрачено всего 5 минут, а через шесть лет, это время составляло уже 5 секунд. Стоит отметить, что качество изображения при этом, не изменилось.

Через 8 лет после первого изображения, внушительный рывок произошел и в ангиографии, дающей возможность показать кровоток человека без вспомогательного введения в кровь лекарств, выполняющих функцию контраста.

Развитие данной отрасли стало историческим моментом для современной медицины.
МРТ используется в диагностировании болезней:

позвоночника;
суставов;
головного и спинного мозга;
нижнего мозгового придатка;
внутренних органов;
парных молочных желез внешней секреции и так далее.

Потенциал открытого метода , дает возможность выявлять болезни на начальных стадиях и находить аномалии, нуждающиеся в безотлагательном лечении или в неотложном хирургическом вмешательстве.

Процедура МРТ , осуществленная на нынешнем ультрасовременном оборудовании, позволяет:

получить точнейшую визуализацию внутренних органов, тканей;
накопить нужные данные о вращении спинномозговой жидкости;
выявить уровень активности областей коры головного мозга;
отслеживать газообмен, происходящий в тканях.

МРТ значительно и в лучшую сторону отличим от прочих методов диагностирования:

Он не предусматривает манипуляций с хирургическими инструментами;
Он эффективен и безопасен;
Процедура достаточно распространена, доступна и необходима при изучении наиболее серьезных случаев, нуждающихся в подробном изображении случающихся в организме метаморфоз.

Принцип работы Магнитно-Резонансного Томографа (МРТ)

Процедура производится следующим образом. Пациента размещают в специализированное узкое углубление (своего рода тоннель), в котором он обязательно должен быть размещен горизонтально. Длительность процедуры составляет от четверти до половины часа.

По завершении процедуры, человеку на руки отдают изображение, которое формируется с помощью ЯМР метода – физического явления магнитного и ядерного резонанса, связанного с особенностями протонов. Благодаря радиочастотному импульсу, в образованном при помощи аппарата электромагнитном поле преобразуется излучение, превращающееся в сигнал. Затем он принимается и подвергается обработке специализированной программой для компьютера.

На монитор выводится серия изображений срезов организма. Каждый изучаемый срез, обладает индивидуальной толщиной. Этот метод отображения похож на технологию удаления всего лишнего над или под слоем. Немаловажную роль, при этом, выполняют конкретные элементы объема и части среза.

Из-за того, что тело человека на 90% состоит из жидкости, осуществляется стимулирование протонов атомов водорода. Метод МРТ, дает возможность взглянуть в организм и определить серьезность недуга без непосредственного физического вмешательства.

Устройство МРТ

Современный аппарат МРТ, состоит из таких частей:

магнит;
катушки;
генератор радиоимпульсов;
клетка Фарадея;
ресурс питания;
охладительная система;
системы, обрабатывающие получаемые данные.

В последующих пунктах мы изучим работу части отдельных элементов аппарата МРТ!

Магнит

Производит стабилизированное поле, которое характеризуется равномерностью и внушительной эмфазой (напряженностью). Из заключительного показателя выявляется мощность устройства. Упомянем еще раз, именно от мощности зависит то, насколько высокое качество обретет визуализация после окончания терапии.

Аппараты делятся на 4 группы:

Низкопольные – оснащение начального типа, сила поля менее 0.5 Тл;
Среднепольные – сила поля от 0,5-1 Тл;
Высокопольные – характеризуются великолепной скоростью обследования, хорошо просматриваемой визуализаций, даже если человек двигался при процедуре. Сила поля – 1-2 Тл;
Сверхвысокопольные – более 2 Тл. Применяются исключительно при исследованиях.

Также стоит отметить такие разновидности применяемых магнитов:

Постоянный магнит – производится из сплавов, имеющих, так называемые Ферромагнитные свойства. Плюсами данных элементов, являет то, что им нет необходимости понижать температуру, потому что им не нужно энергии для поддержки однородного поля. Из минусов, стоит отметить внушительную массу и незначительную напряженность. Кроме прочего, такие магниты, восприимчивы к изменениям температур.

Сверхпроводимый магнит – катушка, созданная из особого сплава. Через данную катушку, происходит пропуск огромных токов. Благодаря аппаратам с подобными катушками, в них создается внушительное по силе магнитное поле. Однако, в сравнении с предыдущим магнитом, для сверхпроводимого магнита, необходима охладительная система. Из минусов, стоит отметить значительный расход жидкого гелия при незначительных затратах энергии, внушительные затраты на эксплуатирование агрегата, экранирование в обязательном порядке. Кроме прочего, существует риск выброса жидкости для охлаждения при утрате сверх проводимых свойств.

Резистивный магнит – не нуждается в применении специализированных систем охлаждения, и могут производить относительно однородное поле для осуществления сложных испытаний. Из минусов, стоит отметить внушительную массу, составляющую около пяти тонн и повышающуюся в случае экранирования.

Передатчик

Вырабатывает колебания и импульсы радиочастот (формы прямоугольника и сложной). Данное изменение дает возможность достичь возбуждения ядер, улучшить контрастность картинки, получаемой в результате обработки данных.

Сигнал передает на переключатель, который оказывает действие на катушку, образуя магнитное поле, обладающее влиянием на спиновую систему.

Приемник

Это усилитель сигнала с высочайшей чувствительностью и незначительным шумом, который работает на сверхвысоких частотах. Получаемый отзыв видоизменяется из мГц в кГц (то есть от больших частот, к меньшим).

Прочие запчасти

Для более подробной детализации картинки несут ответственность, также, датчики регистрации, расположенные около изучаемого органа. Процедура МРТ не представляет никакой опасности для человека, осуществив излучение сообщаемой энергии, протоны перетекают в изначальное состояние.

Чтобы качество визуализации было лучше, исследуемому человеку могут ввести вещество контрастного типа на основе Gadolinium, которое не обладает побочными действиями. Вводится он при помощи шприца, который автоматизировано, подсчитывает необходимую дозу и быстроту введения препарата. Средство поступает в организм синхронно с протекающей процедурой.

Качество МРТ исследования, зависит от большого количества факторов – это и состояние магнитного поля, катушка, которая применяется, какой контрастный препарат и даже доктор, проводящий процедуру.

Преимущества МРТ:

высочайшая вероятность получить наиболее точную визуализацию исследуемой части тела или органа;
постоянно развивающееся качество диагностирования;
отсутствие негативных воздействий на человеческий организм;

Аппараты разнятся по силе генерируемого поля и «распахнутости» магнита. Чем выше мощность, тем скорее проводится исследование и тем лучше качество визуализации.

Открытые аппараты, обладают C-образной формой и считаются наилучшим для исследования людей, подверженных тяжелым формам клаустрофобии. Изначально они разрабатывались для осуществления вспомогательных внутри-магнитных процедур. Также, стоит отметить, что эта разновидность устройства значительно слабее, нежели закрытый аппарат.
Обследование с помощью МРТ - одно из наиболее результативных и неопасных методов диагностирования и максимально информативно для подробного изучения спинного и головного мозга, позвоночника, органов брюшной полости и малого таза.

Видео "Как устроен МРТ":

Также предлагаем Вашему вниманию несколько видео об устройстве и приципу работы МРТ: