Что такое МРТ?

История развития магнитно – резонансной томографии

Фундаментальным открытием в области физики было открытие Николой Тесла  вращающегося  магнитного поля в 1882 году в Будапеште.

В 1956 году  в Мюнхене в Германии  было образована   международная электротехническая комиссия «Общество  Тесла». Все машины МРТ откалиброваны в  единицах " Тесла ". Сила магнитного поля измеряется в Тесла или в единицах Гаусс. Чем сильнее магнитное поле , тем  большее количество радиосигналов, которые могут быть получены  из атомов тела и, следовательно, тем выше качество изображения МРТ. 1 Тесла = 10000 Гаусс

• Низкое поле МРТ = до  0,2 Тесла (2000 Гаусс)
• Среднее  поле МРТ =  от 0,2 до 0,6 Тесла (от 2000 Гаусс до 6000 Гаусс)
• Высокое поле МРТ = от  1,0 до 1,5 Тесла (от 10000 Гаусс до 15000 Гаусс)

 

В 1937 году профессор Колумбийского университета Исидор И. Раби, работая в Пупинской физической   лаборатории в Колумбийском университете, Нью-Йорк, отметил  квантовое явление, которое было названо  ядерно-магнитным резонансом (ЯМР). Он выяснил , что атомные ядра отмечают  свое присутствие за счет поглощения или излучения радиоволн при воздействии достаточно сильного магнитного поля .

Профессор Исидор И. Раби получил Нобелевскую премию за свою работу. В 1973 году Павел Лотербур, химик и исследователь  ЯМР из Университета штата Нью-Йорк, получил первое ЯМР изображение.

Раймонд Дамадиан, врач и экспериментатор, работая в Даунстейтовском   медицинском центре Бруклина, обнаружил, что сигнал водорода в раковой ткани отличается от здоровой ткани, потому что опухоли содержат больше воды. Чем  больше воды, тем больше атомов водорода. После выключения аппарата МРТ, остаточные колебания   радиоволн от раковой ткани  длятся дольше, чем  от здоровой ткани.

С помощью своих аспирантов, врачей Лоуренса Минкоффа и Майкла Голдсмита, доктор Дамадиан   создал переносные катушки для мониторинга излучения водорода, и через некоторое время первый МРТ аппарат был сконструирован . 3 июля 1977  в течение почти пяти часов было проведено первое сканирование человеческого тела  с помощью МРТ,  а первые сканы пациента с раком груди были проведены в 1978 году.

Принцип работы МРТ

Магнитно-резонансная томография является медицинским диагностическим методом, который создает изображения тканей и органов  человеческого тела с использованием принципа ядерного магнитного резонанса. МРТ может генерировать изображение  тонкого среза ткани   любой части человеческого тела - под любым углом и направлением. МРТ  позволяет получить изображение человеческих органов и тканей с помощью электромагнитного поля.

МРТ создает сильное магнитное поле,   а   в организме человека есть своеобразные маленькие биологические " магниты ", состоящие из намагниченных протонов, входящих в состав атомов водорода. Протоны является основным элементом магнитных свойств тканей организма.

Во-первых, МРТ создает устойчивое состояние магнетизма в человеческом теле, когда тело помещено  в постоянное магнитное поле. Во-вторых, МРТ стимулирует организм с  помощью радиоволн, что  меняет стационарную ориентацию протонов . В-третьих , аппарат останавливает радиоволны  и регистрирует электромагнитную трансмиссию организма . В-четвертых , передаваемый сигнал используются для построения внутренних изображений тела с помощью обработки  информации на компьютере .

МРТ изображение не является фотографическим. Это, на самом деле, компьютеризированная карта или изображение радиосигналов, излучаемых человеческим телом. МРТ превосходит  по своим возможностям компьютерную томографию, так как не используется ионизирующее излучение как при КТ, а принцип работы основан на использовании  безвредных электромагнитных волн.

Мощность магнитного поля

Магнитно-резонансная  томография (МРТ) является многоплоскостным методом визуализации, основанном на взаимодействии между

радиочастотным электромагнитным полем и некоторыми атомными ядрами в теле человека (обычно водорода), после помещения тела в сильное магнитное поле. Этот метод визуализации  особенно  качественно визуализирует мягкие ткани. Качество МРТ зависит не только от напряженности поля (выше 1 Тл  считается высоким полем), но и от выбора катушки,  использования контраста, параметров исследования, опыта специалиста, оценивающего полученное изображение и способного определить наличие патологии. Введение внутривенно контраста (гадолиния) часто используется при МРТ исследованиях. В настоящее время в МРТ  аппаратах  используется поле мощностью от 0.1 до 3.0 Т. В последние годы появились также томографы мощностью 7 Т,  но их применение в клинике пока находится в стадии испытаний.

В клинической практике для аппаратов применяют следующую градацию аппаратов по мощности:

• Низкопольные от 0.1 до 0.5 Т
• Среднепольные от 0.5 до 0.9 Т
• Высокопольные  выше 1 Т
• Сверх высокопольные 3.0 и 7.0 Т

 

Также подразделяют аппараты на открытого типа и закрытого (туннельного типа).

До последнего времени аппараты открытого типа были представлены только низкопольными аппаратами,  но в настоящее время уже выпускаются и активно используются аппараты МРТ открытого типа с высоким полем (1 Т и более). Кроме того, появились аппараты для проведения исследований пациента в вертикальном положении или сидя. Разнообразие различных видов аппаратов МРТ позволяет очень широко использовать этот метод диагностики для определения морфологических изменений   или функциональных нарушений при различных патологических состояниях.

Все аппараты можно условно разделить на низкопольные и высокопольные или открытого или туннельного типа.

Нередко пациенту трудно сделать выбор между проведением исследования на низкопольном или высокопольном аппаратах. Но между низкопольными и высокопольными аппаратами существует значительная разница.

Открытые (низкопольные)  сканеры дают  низкое качество изображений, и некоторые исследования  для уточнения диагноза приходится повторять после низкопольных аппаратов  на высокопольных аппаратах. Высокопольные МРТ аппараты   с напряженностью магнитного поля (1 - 1,5-3.0 Тесла)  обеспечивают высокое разрешение, которое позволяет визуализировать более детально структуру органов и тканей. Низкопольные аппараты МРТ обычно имеют мощность магнитного поля от 0.23 до 0.5 Тесла . Чем выше напряженность  магнитного поля, тем лучше визуализация и более быстрее происходит сканирование. Существует прямая пропорция между увеличением мощности магнитного поля и качеством визуализации тканей .

МР аппараты  сканируют тело слоями (срезами). Чем выше магнитное поле, тем срезы тоньше, что позволяет получить  более детальную морфологическую картину тканей и, таким образом, более точно поставить диагноз.

Высокопольные МРТ требуют меньше времени на проведение исследования, благодаря  более высокому магнитному полю. Высокопольные МРТ  сканируют тело  в полтора-два раза быстрее, чем аппараты низкопольные (открытого типа). Это очень важно, так как при длительном исследовании вероятность движения пациента и появления артефактов изображения увеличивается.

Высокопольные МРТ аппараты обеспечивают самые передовые методы визуализации, некоторые из которых не могут быть выполнены на аппаратах с низким магнитным полем.

Высокопольные аппараты МРТ постоянно совершенствуются для обеспечения большего комфорта для пациента и уменьшение беспокойства пациента во время проведения исследования. В последние годы были разработаны  новые МРТ  сканеры  с существенно более короткой трубкой,  что  позволяет голове пациента быть снаружи  отверстия  магнита  при выполнении  ряда исследований. Отверстие магнита  расширено в конце трубки, что уменьшает у пациента  чувство замкнутого пространства, потому что голова пациента  находится на пути к расширенному концу. Кроме того, отверстие имеет большую ширину, чем у  более ранее сконструированных  сканеров, что обеспечивает больше пространства вокруг пациента во время проведения исследования.

Тем не менее, у высокопольных аппаратов есть несколько минусов:

1. Клаустрофобия. Небольшой процент пациентов боятся замкнутого пространства и  не могут находиться внутри высокопольного аппарата. Подавляющему большинству этих пациентов бывает достаточно принять легкое седативное до проведения исследования .Но при наличии выраженной клаустрофобии  проведение исследования на аппаратах туннельного типа таким пациентам бывает весьма затруднительно .
2. Размер. МРТ-аппараты высокопольные имеют   ограниченное пространство, и некоторые пациенты из-за больших размеров тела  могут быть слишком велики, чтобы уместиться в туннеле  МРТ аппарата. Некоторые высокопольные  МРТ имеют  также ограничения по весу.
3. Боль. Если у  пациента имеется сильный болевой синдром  в спине,  в шее или другие симптомы то это затрудняет возможность пациента лежать неподвижно в течение длительного периода.

Поэтому, низкопольные (открытого типа) аппараты МРТ могут быть  более подходящим для некоторых пациентов, например, с  истинной клаустрофобией или с большими размерами тела. 

---

Задать вопрос