Магнитно резонансная томография принцип работы - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Магнитно резонансная томография принцип работы

Магнитно-резонансный томограф (МРТ) – принцип работы

В 1973 году американский химик Пол Лотербур опубликовал в журнале Nature статью под названием «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия; примеры на основе магнитного резонанса». Позднее британский физик Питер Мэнсфилд предложит более совершенную математическую модель получения изображения целого организма, а в 2003 году исследователи получат Нобелевскую премию за открытие метода МРТ в медицине.

Немалый вклад в создание современной магнитно-резонансной томографии внесет и американский ученый Реймонд Дамадьян, отец первого коммерческого аппарата МРТ и автор работы «Обнаружение опухоли с помощью ядерного магнитного резонанса», опубликованной в 1971 году.

Но справедливости ради стоит отметить, что задолго до западных исследователей, в 1960 году, советский ученый Владислав Иванов уже подробно изложил принципы МРТ, тем не менее авторское свидетельство он получил лишь в 1984 году… Давайте же оставим споры об авторстве, и рассмотрим наконец в общих чертах принцип работы магнитно-резонансного томографа.

В наших организмах очень много атомов водорода, а ядро каждого атома водорода — это один протон, который можно представить в виде маленького магнитика, существующего благодаря наличию у протона ненулевого спина. То что ядро атома водорода (протон) имеет спин, – это значит что оно как бы вращается вокруг своей оси. При этом известно, что у ядра водорода есть положительный электрический заряд, а вращающийся вместе с наружной поверхностью ядра заряд — это подобие маленького витка с током. Получается, что каждое ядро атома водорода — это миниатюрный источник магнитного поля.

Если теперь много ядер атомов водорода (протоны) поместить во внешнее магнитное поле, то они начнут пытаться сориентироваться по этому магнитному полю подобно стрелкам компасов. Однако в процессе такой переориентации ядра начнут прецессировать, (как прецессирует ось гироскопа при попытке его наклонить), потому что магнитный момент каждого ядра оказывается связан с механическим моментом ядра, с наличием у него упомянутого выше спина.

Допустим, ядро водорода поместили во внешнее магнитное поле с индукцией 1 Тл. Частота прецессии в этом случае составит 42,58 МГц (это так называемая ларморовская частота для данного ядра и для данной индукции магнитного поля). И если теперь оказать дополнительное воздействие на это ядро электромагнитной волной с частотой 42,58 МГц, возникнет явление ядерного магнитного резонанса, то есть амплитуда прецессии возрастет, поскольку вектор общей намагниченности ядра станет больше.

И таких ядер, способных прецессировать и попадать в резонанс, в наших телах миллиард миллиардов миллиардов. Но поскольку в режиме обычной повседневной жизни магнитные моменты всех ядер водорода и других веществ в нашем теле друг с другом взаимодействуют, то общий магнитный момент всего тела равен нулю.

Действуя радиоволнами на протоны, получают резонансное усиление колебаний (увеличение амплитуд прецессий) этих протонов, а по окончании внешнего воздействия протоны стремятся вернуться к своем исходным состояниям равновесия, и тогда уже они сами излучают фотоны радиоволн.

Таким образом в аппарате МРТ тело человека (или какое-нибудь другое исследуемое тело или предмет) превращается периодически то в набор радиоприемников, то в набор радиопередатчиков. Исследуя таким образом участок за участком тела, аппарат строит пространственную картину распределения атомов водорода в теле. И чем более высока напряженность магнитного поля томографа — тем больше атомов водорода, связанных с другими атомами, расположенными рядом, можно исследовать (тем выше разрешение магнитно-резонансного томографа).

Современные медицинские томографы в качестве источников внешнего магнитного поля содержат электромагниты на сверхпроводниках, охлаждаемые жидким гелием. В некоторых томографах открытого типа для этой цели используются постоянные неодимовые магниты.

Оптимальная индукция магнитного поля в аппарате МРТ составляет сегодня 1,5 Тл, она позволяет получать довольно качественные снимки многих частей тела. При индукции менее 1 Тл не получится сделать качественный снимок (достаточно высокого разрешения), например малого таза или брюшной полости, однако для получения обычных снимков МРТ головы и суставов подходят и такие слабые поля.

Для правильной пространственной ориентации, в магнитно-резонансном томографе кроме постоянного магнитного поля используются еще и градиентные катушки, создающие дополнительное градиентное возмущение в однородном магнитном поле. В результате наиболее сильный резонансный сигнал локализуется более точно в том или ином срезе. Мощность и параметры действия градиентных катушек — наиболее значимые показатели в МРТ — от них зависит разрешение и быстродействие томографа.

Как работает аппарат МРТ (Магнитно-Резонансной Томографии)

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.
Читайте также:  На какой высоте делать выключатели в квартире

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:

Магнитно-резонансная томография

Отрасль медицинской диагностики имеет в своем арсенале уже достаточно методов, позволяющих определить заболевание, поразившее тот или иной орган. МРТ (магнитно-резонансная томография) – обследование, прочно занявшее лидирующую позицию благодаря своим особенностям. Что такое МРТ и почему методика стала востребована в последние несколько десятилетий практически по всему цивилизованному миру, можно узнать при ознакомлении с принципом работы аппаратуры, применяемой для осуществления процедуры.

Немного истории

1973 год, в котором Пол Лотербур – профессор химии опубликовал свою статью о создании изображения на основе магнитного резонанса в научном журнале Nature, всеми единогласно принят за время основания метода. Немного позднее Питер Мэнсфилд – британский физик, усовершенствовал математические составляющие создания изображения. За вклад в создание магнитно-резонансной томографии оба ученых получили Нобелевскую премию в 2003 году.

Весомый прорыв в развитие метода произошел при изобретении МРТ-сканера американским ученым и врачом Реймондом Дамадьяном, одним из первых исследователей возможностей МРТ. По многочисленным сведениям, ученый является создателем и самого метода, так как еще 1971 году им была опубликована идея об обнаружении рака при помощи МРТ. Также имеется информация о подаче заявки в Комитет изобретений и открытий от советского изобретателя Иванова В.А. по данной теме, подробно описанной уже в 2000 году.

На чем базируется диагностика

Принцип действия МРТ основывается на возможности изучать ткани человеческого организма, исходя из их насыщенности водородом и магнитных свойств. Ядро водорода имеет один протон, содержащий спин (магнитный момент), который под действием магнитного и градиентных (дополнительных) полей, подаваемых на резонансной для него частоте, меняет ориентацию в пространстве.

По параметрам протонов, его магнитных моментов и их векторов, существующих только в двух фазах, а также привязке протона к спинам, можно сделать вывод, в какой тканевой субстанции расположен атом водорода. Воздействие на участок тела электромагнитным полем определенной частоты приводит к смене у части протонов магнитного момента на противоположный, а затем к возврату в исходную позицию.

Программа сбора данных МР томографа регистрирует выброс энергии, возникающей при релаксации возбужденных частиц – протонов. С момента создания метод получил название ЯМРТ (ядерно магнитно-резонансная томография), и назывался так вплоть до аварии на Чернобыльской АС. После было решено убрать из названия первое слово, чтобы не вызывать опасения у проходящих сканирование МРТ.

Особенности работы томографа

Аппарат для МРТ, что это такое, и каковы особенности его устройства? Первые приборы, с помощью которых осуществлялась процедура МРТ, создавали магнитное поле с индукцией 0,005 Тл (Тесла) и качество снимков было низким. Томографы нашего времени оснащены мощными источниками, создающими сильное электромагнитное поле. К ним относятся электромагниты с индукцией до 1–3 Тл, иногда до 9,4 Тл, работающие в жидком гелии, и постоянные магниты до 0,7 Тл, имеющие высокую мощность (неодимовые).

Постоянные вызывают в тканях более слабую магнитно-резонансную реакцию, чем электромагнитные, поэтому область использования первых весьма ограничена. Но при этом постоянные магниты дают возможность провести МРТ обследование при положении стоя, в движении и обеспечивать врачебный доступ к проходящему процедуру при выполнении как диагностических действий, так и лечебных. Такой контроль, позволяет делать МРТ, так называемый метод интервенционной магнитно-резонансной томографии.

Качество изображений, полученных на МРТ аппарате 3, и, к примеру, 1, 5 Тл, как правило, не отличается. Четкость снимков зависит от настроек оборудования. Но результаты обследования на томографах с индукцией 0,35 Тл будут намного ниже качеством, чем на аппаратах 1,5 Тл. Оборудование, генерирующее поле менее 1 Тл, не позволит получить информативные снимки внутренних органов (брюшной полости и малого таза).

Почему в большинстве случаев выбирается МРТ?

МРТ диагностика и КТ (компьютерная томография) – два метода, основанные на получении послойных изображений органов. Томография в переводе с греческого – сечение. Но при этом методики имеют и различия – КТ выполняет снимки при использовании рентгеновских лучей, что подвергает организм человека лучевой нагрузке, иногда даже довольно большой. Несмотря на небольшую разницу в стоимости процедур, зачастую проводится МРТ, потому что КТ лучше визуализирует только костные ткани.

А в остальных случаях выбирается первая процедура, так как показывает МРТ все мягкие и хрящевые структуры, сосудистые и нервные образования разных размеров. Исследование выявляет множество патологических процессов самого разнообразного характера. К тому же процедуру, такую как МРТ можно назначать беременным и кормящим женщинам, детям, не боясь о возможном вреде их здоровью или внутриутробному развитию плода. Исследование имеет определенные противопоказания, но многие из них не являются абсолютными и при выполнении определенных условий его можно провести.

Когда необходима диагностика при использовании магнитного поля?

Показания к МРТ полностью основываются на ее диагностических особенностях, а именно на количестве молекул водорода в тканях. Так, практически во всех мягких и хрящевых образованиях, благодаря процедуре можно диагностировать следующие разновидности патологических процессов:

  • воспалительные,
  • инфекционные,
  • демиелинизирующие,
  • дистрофические,
  • дегенеративные,
  • паразитарные,
  • онкологические.

К тому же, после того как делают МРТ, становится доступно отследить изменения в сосудистых руслах кровеносной системы, а также лимфатической и ее узлах. Диагностика позвоночника данным методом позволяет воссоздать полное (трехмерное) изображение всех образующих его структур, и провести анализ деятельности опорно-двигательной, нервной и системы кровообращения.

Эта особенность диагностики иногда заставляет пациентов, получивших назначение на процедуру задаться вопросом, зачем делают МРТ позвоночника, если костные ткани при обследовании визуализируются недостаточно хорошо? Рекомендация к прохождению обоснована, тем, что патологии позвоночника часто приводят к возникновению заболеваний окружающих тканей, например, тот же остеохондроз, вызывающий ущемление нервов.

В каких случаях нельзя проводить процедуру?

Даже учитывая, что МРТ – исследование безвредное и не инвазивное, все же есть причины, препятствующие его выполнению. Самая главная, которая и является абсолютным противопоказанием к процедуре – это наличие в теле металлических предметов. Причина, напрямую связанная с принципом проведения процедуры.

Поэтому, если у пациента присутствуют кардиостимулятор (водитель сердечного ритма), зубные и ушные несъемные металлические имплантаты, протезы клапанов сердца, ферромагнитные осколки, металлические пластины в костях, аппарат Елизарова, то на вопрос, можно ли делать МРТ, ответ однозначно отрицательный. Исключение только изготовленные имплантаты из титана, так как он не является ферромагнетиком и не отреагирует на воздействие магнитного поля.

Особую опасность предоставляют электромагнитные колебания для людей с кардиостимулятором, так как могут вывести его из строя, поставив жизнь пациента под угрозу. Относительных противопоказаний выделяется гораздо больше, но почти каждое из них можно обойти и провести процедуру при каких-либо способствующих обстоятельствах.

Так, к относительным препятствиям для проведения обследования причисляются:

  • клаустрофобия, психические и физиологические расстройства, проявляющиеся повышенной возбудимостью и невозможностью выдержать процедуру в спокойном состоянии;
  • общее тяжелое состояние пациента – необходимость постоянного контроля его основных жизненных показателей – дыхания, ритмов сердца, пульса, АД;
  • аллергическая реакция на контрастный препарат (в случае необходимости провести МРТ с контрастированием);
  • беременность первого триместра (врачи опасаются назначать процедуру на этом сроке, так идет закладка основных органов плода);
  • сердечная, дыхательная и почечная недостаточность в стадии декомпенсации;
  • ожирение 2–3 степени при массе свыше 120–150 кг.

Для каждой из вышеперечисленных ситуаций можно подобрать альтернативный вариант либо определиться необходимо ли МРТ настолько, или его можно заменить каким-либо другим обследованием. Можно избавить человека, страдающего клаустрофобией, от неудобств либо попробовать провести процедуру пациенту с большим весом, для чего делают МРТ на открытом томографе.

Нужно ли подготавливаться к процедуре?

Диагностика электромагнитным полем не нуждается в подготовительном процессе. Нет необходимости придерживаться определенного режима питания и соблюдать диету. Только при необходимости исследовать органы малого таза нужно прийти на процедуру с наполненным мочевым пузырем – так как диагностирует МРТ данную область при расправленных стенках органа.

Читайте также:  Толщина стяжки под теплый пол электрический

Существует еще один момент, который следует учитывать при назначении МРТ с контрастным усилением. Даже при условии, что для контрастирования применяются не вызывающие аллергические реакции препараты на основе солей гадолиния (Омнискан, Гадовист), все равно предварительно нужно провести тест. Нельзя исключать индивидуальную непереносимость каждого конкретного пациента.

Перед тем как идти на процедуру лучше всего будет продумать одежду и выбрать ту, которая не содержит металлических предметов – замков-молний, пуговиц, страз и других украшений. В некоторых частных клиниках предлагают переодеться в медицинскую сорочку, специально предназначенную для подобного рода мероприятий. Не следует приходить на МРТ в белье с люрексом, так как его нить создана с примесью железа.

Немаловажным моментом, который стоит не игнорировать, является посещение кабинета со всеми предыдущими, если таковые имеются, результатами обследований. Это позволит врачу сразу же сравнить новые снимки и сделать вывод об эффективности лечения или о скорости прогрессирования заболевания, либо его ремиссии. Аппараты МРТ создают настолько мощное магнитное поле, что в кабинете диагностики не присутствует никаких металлических предметов – кушеток, костылей, тростей и других личных вещей пациентов – все предметы остаются за дверью комнаты. После чего только пациенту разрешается проходить на диагностику.

Проведение исследования

Итак, полностью подготовленный пациент располагается на аппаратном столе-кушетке и медицинский персонал фиксирует его для обеспечения полной неподвижности, с учетом того, какую область нужно обследовать. Для закрепления тела больного применяются специально предназначенные ремни и валики. Параллельно ему объясняется, что работа томографа сопровождается довольно громким шумом – постукиванием, гулом, что это абсолютно нормально и не должно вызывать опасений.

Для комфорта при проведении процедуры обследуемому предлагаются наушники либо беруши, что поможет избавиться от неприятных шумовых эффектов. Уведомляют о наличии двухсторонней связи между диагностическим кабинетом и комнатой, в которой находится специалист, управляющий процессом. В любой момент, если пациент почувствует нарастание паники либо смены своего состояния в сторону ухудшения, можно сообщить врачу и он прервет сканирование.

Безусловно, будет хорошо, если пациент перед прохождением МРТ почитает отзывы о нем на любых интернет-порталах, оставленные людьми уже прошедшими диагностику. Тогда он сможет подготовиться морально. Если же он знает, что в подобных ситуациях может испугаться, то стоит заранее позвать с собою на процедуру близкого человека. Для этого нужно предварительно узнать, нет ли у сопровождающего лица противопоказаний к нахождению в электромагнитном поле, чтобы не принести ему вред и не создать помехи для проведения процедуры.

Если все условия выполнены, то кушетка томографа, на которой располагается пациент, задвигается в тоннель аппарата и запускается магнитно-резонансное сканирование. Сама процедура может длиться от 20 минут и до часа – это зависит от особенностей исследуемой области. Если же существуют показания МРТ с контрастированием, например, при подозрениях на онкологические процессы, то время диагностики, как правило, увеличивается вдвое.

После диагностирования

По окончании процедуры в большинстве клиник пациенту предлагается подождать 1–2 часа, пока врач расшифрует результаты исследования. После чего полученные данные выдаются на руки прошедшему обследование в виде снимков, а также на цифровых носителях – компактных дисках, которые доступно можно просмотреть в любое удобное время. Никакого дополнительного отдыха от МРТ не требуется – диагностика не влияет на физическое, психическое и эмоциональное состояние пациента. По завершении всех мероприятий, связанных с посещением клиники, он может заниматься своими привычными делами, в том числе и управлять различной техникой.

Как проводится процедура МРТ

Процедура МРТ – это метод получения изображений внутренних органов и тканей для изучения человеческого тела посредством задействования томографа – устройства для проведения обследования. Работает он на принципе ядерного магнитного резонанса, а полученные снимки называются томограммами или томографическими снимками. Сегодня вы узнаете, что дает МРТ, как проводится процедура, что необходимо предпринять перед её осуществлением и массу иных тонкостей обследования.

Физика явления

Магнитно-резонансный томограф работает на принципе магнитного резонанса, основой которого является насыщенность клеток организма молекулами водорода. В зависимости от окружения, они имеют различные свойства и, как следствие, излучают электромагнитные волны в разных спектрах.

В состав ядра водорода, как известно из курса химии и физики, входит единственный протон с определённым спином (магнитным моментом). Тот изменяется под воздействием искусственных и сильных естественных полей, в частности, магнитного, но с условием, что их частота входит в резонанс с частотой колебания протона.

Используя тот факт, что спин протона имеет только две противоположные фазы (векторные направления движения), привязанные к магнитному моменту элементарной частицы, можно точно установить место дислокации атома водорода с определёнными частотными характеристиками при помощи электромагнитных волн магнитного поля высокой напряженности. Это что касается технологии МРТ. Принцип действия следующий:

  • спин (магнитный момент) помещённого во внешнее магнитное поле протона направлен в ту самую (что и поле) или противоположную сторону (в данном случае его энергетический потенциал будет куда выше, чем в первом случае), третьего не дано;
  • под действием облучения протон инвертирует свой магнитный момент, а после прекращения воздействия внешнего раздражителя мгновенно возвращает его обратно;
  • датчики регистрируют вспышку энергии при релаксации возбуждённой элементарной частицы;
  • программное обеспечение на основании входящих данных анализирует их и строит изображение.

Используемый магнит должен быть очень сильным. Если первые устройства оснащались магнитами с индукцией всего 0,0005 Тл, дающими весьма некачественную и размытую картинку низкого разрешения, то в современных томографах используются магниты силой 1-3, а в некоторых случаях до 9 Тл. Нередко эксплуатируются элементы, обладающие эффектом сверхпроводимости, который проявляется при низких температурах. Обычно они работают погруженными в жидкий гелий.

Отклик на постоянные магниты значительно слабее, чем электромагниты, зато первые обладают явным преимуществом – позволяют:

  • проводить МРТ исследования в движении, положении стоя или сидя;
  • предоставляют возможность доступа к пациенту врачу или рентгенолаборанту.

Для обследования позвоночника и головного мозга применяются низкопольные аппараты с напряженностью поля ниже 1 Тл.

Для получения точных сведений о локализации атома водорода, протон которого излучает, постоянный магнит или электромагнит нередко заменяется градиентными катушками. Они к однородному полю прибавляют магнитное возмущение в виде градиента. Благодаря ему обеспечивается высокая точность получения данных.
Именно скорость и мощь градиента являются одними из ключевых характеристик томографа. От них зависит разрешающая способность аппарата и качество сигнала (количество шумов).

До и после

Прежде чем узнать, как проводится исследование МРТ, обратим внимание на подготовительный этап: что следует знать и учитывать, если вам назначили процедуру.

Магнитное поле томографа где-то на 4 порядка превышает напряженность естественного земного поля. Врачи изучили влияние процесса и доказали, что кратковременное облучение никак не отражается на физическом состоянии человека, по крайней мере заметного вреда не обнаружено.

Влияние столь мощного облучения на структуру атомов и молекул не рассматривается.

Несмотря на это, методика проведения МРТ требует выполнения целого свода правил, рекомендаций и требований к безопасности. Все они должны быть доведены до сведения пациента.

  1. Заполняем предложенную анкету, где указываем состояние здоровья, последние перенесённые операции и болезни, чтобы доктор мог выявить противопоказания, если они есть.
  2. После появления в кабинке или ином помещении для переодевания снимаем c себя все металлические предметы (цепочки, серьги и прочие украшения), одежду с таковыми элементами: рубашку с металлическими пуговицами, ремень, кофту с молнией. Извлекаем из карманов все металлосодержащие предметы (ключи, деньги) и работающие с применением магнитного поля (телефоны и иные гаджеты, магнитные носители цифровых данных, кредитные и прочие карточки, наушники).

Перед процедурой убедитесь, что ваша косметика не содержит молекул металла, присутствие которых исказит магнитное полое и, как следствие, общую картину исследования.

  1. Во время клинического исследования обязательно защитить органы слуха от механических колебаний (аппарат сильно шумит) при помощи специальных наушников.
  2. Перед тем, как ложиться на койку, обязательно следует узнать такие вещи: каковы достоинства процедуры и как её проведение поможет в лечении или выявлении недуга, как будет проводиться исследование МРТ, нет ли у вас индивидуальных противопоказаний для её проведения, применяется ли контраст, если да, то с какой целью.
  3. Никаких ограничений на приём продуктов питания и питьё не предусмотрено, разве кроме приёма психотропных и наркотических веществ, в число которых включён и алкоголь.
  4. При проведении обследования с контрастом доктор может порекомендовать ничего не есть на протяжении 3-4 часов перед посещением томографа.

Если отличаетесь наличием страха перед небольшими и замкнутыми пространствами, обязательно уведомьте об этом доктора. Возможно он решит ввести успокаивающее средство перед проведением процедуры.

Противопоказания

Высокая информативность и точность принуждает тысячи пациентов прибегать к помощи магнитно-резонансного исследования, при котором не используется рентгеновское или ионизирующее излучение. Обычно к обследованию не допускаются люди, у которых в области сканирования присутствуют металлы. Такой запрет называется абсолютным, относятся к нему следующие случаи:

  • внутричерепные металломагнитные пластины или клипсы;
  • внутрисосудистые фильтры;
  • сердечные стенты и регуляторы ритма (при анализе грудной или брюшной полости);
  • кардиостимуляторы;
  • прочие металлические импланты.

Относительные или условные запреты (можно проходить при определённых условиях и должной подготовке):

  • применение нервных стимуляторов;
  • кровоостанавливающая клипса;
  • протезы сердечного клапана;
  • импланты среднего уха, в состав коих не входят ферромагнитные материалы;
  • сердечная недостаточность;
  • первая половина беременности или весь срок (точных данных о влиянии МРТ на беременную женщину и плод нет, в таких случаях нужно быть осторожным);
  • клаустрофобия;
  • наличие психических отклонений или неадекватное состояние обследуемого;
  • очень тяжелое состояние пациента;
  • зубные протезы.

Показания

Для прохождения МРТ существует целый перечень поводов:

  • заболевания и аномалии в развитии сосудов головы;
  • травмы головного мозга, которые протекают с кровоизлиянием в полость черепной коробки;
  • опухоли ЦНС;
  • инсульт;
  • заболевание гипофиза;
  • инфекционное заболевание мозга;
  • аневризм, тромбоз и прочие аномалии;
  • опухоль так называемого мостомозжечкового узла;
  • рассеянный склероз;
  • постоянные боли, причина которых нуждается в изучении специалистами.

Ни в одном из случаев категорически не следует временить с посещением специальной клиники: болезнь/вирус будут только прогрессировать, и время играет не в вашу пользу.

Для детей

Для несовершеннолетних МРТ прописывается в гораздо меньшем количестве случаев, несмотря на отсутствие вреда от самого процесса:

  • периодические или частые обмороки без видимой причины;
  • отставание в развитии от сверстников;
  • логоневроз (значительные задержки в появлении речи ребёнка);
  • серьёзные основания полагать о наличии психических расстройств или отклонений;
  • судорожные припадки.

Ещё раз отметим, что отрицательное влияние специалистами не обнаружено, но это ещё не значит, что оно отсутствует.

Процесс

Теперь рассмотрим, как проводится МРТ, из чего состоит, какой бывает и что даёт. Начнём с последнего.

Обследование позволяет выявить опухоли, аневризм, проблемы с сосудами головы и нервной системой в общем, с его помощью отслеживается активность коры. Различают два режима МРТ: без контраста и с использованием веществ, повышающих контраст нужных тканей. В этом случае обычно вводятся соли гадолиния. Преимущество – высокая точность, за которую можно поплатиться возникновением аллергической реакции на вещество. Её появление специалист должен выявить заранее.

Читайте также:  Почему машина бьется током что делать

Аппарат для МРТ выглядит как большой полый цилиндр. Обследуемый располагается на перемещающемся столе, который въезжает в аппарат. Перед обследованием пациент довольно-таки туго фиксируется ремнями, чтобы его движения были минимальными. Чем их меньше, тем более чётким будет изображение, а полученные данные и выводы на основе их анализа – точными.

Вокруг головы расположены излучатели с проводниками, которые и будут генерировать необходимое магнитное поле. Часто, но не всегда, предлагается надеть наушники или беруши для защиты ушей от возникающего в процессе функционирования аппарата шума. После окончательной подготовки стол перемещается в аппарат, а рентгенолаборант и/или врач отправляются к компьютеру, посредством которого осуществляется управление магнитно-резонансным томографом.

Система создаёт последовательность снимков, дающих полную картину. На создание каждой томограммы уходит несколько (2-5) минут, что касается обследования головы, при сканировании брюшной полости процесс затягивается вдвое: без применения контраста процедура продлится 15-30 минут, с веществом, которое создаёт контраст, приблизительно в два раза дольше – 25-50 минут.

Излучение не вызывает неприятных ощущений, кроме того, что необходимо всё время лежать неподвижно. Каждое движение или изменение положения тела отрицательным образом отражаются на качестве снимка.

При каждом проходе осуществляется сканирование 4-5 мм тканей, и процесс продолжается до получения полной картины, что может затянуться на два десятка циклов. В аппаратах с более высокой напряженностью магнитного поля эти срезы будут тоньше, а результат точнее, хоть процесс займёт немного больше времени. Современные аппараты с мощным магнитным полем позволяют обследовать любой отдел мозга, а не весь орган целиком.

С контрастом

Иногда пациенту вводят вещество, которое придаст снимкам контраст. Обычно это невредное для человеческого организма соединение, но может вызывать аллергическую реакцию. Дабы убедиться в её отсутствии или наличии, изначально вводится небольшая доза и проводится наблюдение. Если всё в порядке, контраст вводят в нужном количестве за определённый интервал времени перед проведением исследования.

Получение результата

Спустя приблизительно полчаса после завершения процедуры (в зависимости от загруженности специалистов) вы сможете получить заключение. Оно распечатывается на бумаге, отправляется на электронную почту или записывается на любой носитель цифровой информации вместе с приложением для просмотра и печати результатов. Обычно роль носителя выполняет компакт-диск. Здесь же можно получить и консультацию, которая, как правило, оплачивается отдельно.

Нормальными считаются следующие заключения:

  • новообразования не обнаружены;
  • патологии в мягких тканях отсутствуют;
  • тромбы, патологии и кровоизлияния не найдены;
  • габариты желудочков в норме.

Заключения, которые могут стать предметом тревоги:

  • обнаружена опухоль, припухлость или опухолевое образование;
  • найдены следы развития инфекции либо воспалительного процесса;
  • замечены кровотечение, аномалии в развитии сосудов или аневризм.

Сильные стороны

На этом описание процедуры МРТ можно завершить. Осталось лишь выделить её преимущества перед иными методиками обследования и особенности:

  • можно выявить отклонения в работе и развитии мозга, которые иными способами не обнаружить;
  • безопасность введения контрастного вещества – вероятность реакции минимальна, и она всегда учитывается;
  • выявление сложных патологий на начальных стадиях их появления;
  • легко обнаруживаются образования в мягких тканях головного мозга и опухоли на первых стадиях их формирования;
  • безопасность доказана научными исследованиями, хотя изменения, вносимые сильным магнитным полем в структуру облучаемых тканей, не изучены, и чем они могут обернуться, науке попросту неизвестно;
  • отсутствие вредного для живых клеток излучения: рентгеновского или ионизирующего;
  • на пациента влияет только магнитное поле высокой напряженности, причем кратковременно;
  • можно увидеть ткани мозга в поперечном и продольном срезе;
  • возможность изучения состояния сосудов головного мозга;
  • определение реального места появления патологий, их точной формы и размеров во всех плоскостях.

uziprosto.ru

Энциклопедия УЗИ и МРТ

Чудо диагностики: принцип работы МРТ

Буквально три-четыре столетия назад докторам приходилось ставить диагноз, не имея ничего точнее рентгенологического исследования. Даже тогда было диковинкой, о которой мало кто что-либо слышал. Сейчас столько точных исследований, которые помогают дать четкое представление о той или иной патологии, ее размерах, форме и опасности. Среди таких диагностических процедур магнитно-резонансная томография. В чем же ее принцип?

Принцип работы

За принцип этой диагностической процедуры взят феномен ЯМР (ядерно-магнитный резонанс), при помощи которого можно получить послойное изображение органов и тканей организма.

Ядерно-магнитный резонанс – это физическое явление, которое заключается в особенных свойствах ядер атомов. При помощи импульса радиочастотной природы в электромагнитном поле в виде особого сигнала излучается энергия. Компьютер отображает и запечатлевает эту энергию.

ЯМР дает возможность все знать об организме человека из-за насыщенности последнего атомами водорода и магнитных свойств тканей организма. Установить, где находится тот или иной атом водорода, можно благодаря векторному направлению протонных параметров, которые делятся на две расположенные по разные стороны фазы, а также их зависимости от магнитного момента.

Принцип работы МРТ

При помещении ядра атома во внешнее магнитное поле, момент магнитной природы направится в противоположную сторону от магнитного момента поля. Когда на определенный участок организма воздействует электромагнитное излучение с той или иной частотой, некоторые протоны изменяют свое направление, но затем все снова возвращается на круги своя. На этом этапе при помощи специальной системы в компьютере производится сбор данных, полученных с томографа, регистрируются несколько «расслабленных» ядер атома.

Что такое магнитно-резонансная томография?

МРТ – на сегодняшний день единственный метод лучевой диагностики, который может дать наиболее точные данные о состоянии организма человека, метаболизме, строении и физиологических процессах в тканях и органах.

Во время исследования создаются снимки отдельных участков организма. Органы и ткани отображаются в разных проекциях, что дает возможность увидеть их в разрезе. После врачебной оценки таких снимков можно сделать достаточно точные выводы об их состоянии.

Принято считать, что МРТ была основана в 1973 году. Но первые томографы существенно отличались от современных. Качество их изображения было низким, хотя они и были гораздо мощнее, чем томографы сегодняшнего дня. Прежде чем появились томографы, имеющие вид современных и работающие также качественно и точно, над их усовершенствованием трудились величайшие умы мира.

Современный магнитно-резонансный томограф – это высотехнологичное устройство, работающее благодаря взаимодействию магнитного поля и радиоволн. Прибор выглядит как тоннельная труба с выдвижным столом, на котором и размещают пациента. Работа этого стола устроена так, что может перемещаться в зависимости от томографического магнита.

Пример современного аппарата МРТ

Обследуемый участок окружают радиочастотные датчики, считывающие сигналы и передающие их на компьютер. Полученные данные обрабатываются на компьютере, вследствие чего и получается точное изображение. Эти снимки записывают на пленку либо на диск.

В результате получается не снимок наподобие рентгеновского, а точное изображение необходимого участка в нескольких плоскостях. Можно посмотреть мягкие ткани в различных разрезах, при этом костная ткань не отображается, а значит – и мешать не будет.

При помощи этой методики можно визуализировать сосудистое русло, органы, различные ткани тела, нервные волокна, связочный аппарата и мышцы. Можно оценить скорость движения крови, измерить температуру любого органа.

МРТ бывает с применением контрастного вещества или без него. Контраст делает аппаратуру более чувствительной.

Сам процесс исследования совершенно безболезненен. Вмешательство радиоволн и магнитного поля в свой организм никак не ощущается. Зато ощущается множество различных специфических для данной процедуры звуков: различных сигналов, постукиваний, разных шумов. В некоторых клиниках выдают специальные беруши, чтобы пациента не раздражали эти звуки.

Нужно учесть один немаловажный нюанс. Во время процедуры пациента помещают внутрь томографа, который представляет собой тоннелеобразный магнит. Есть люди, которые боятся закрытых пространств. Страх этот может быть различной интенсивности – от небольшого беспокойства до паники. В некоторых лечебных учреждениях есть открытые томографы для таких категорий пациентов. Если же такого томографа нет, то нужно рассказать о своих проблемах доктору, он назначит успокоительное перед исследованием.

Для каких исследований больше всего подходит?

Без магнитно-резонансной томографии не обойтись при диагностике таких состояний:

  • многие недуги воспалительного характера, например, мочеполовых органов;
  • нарушения головного и спинного мозга (патологии нервной системы, гипофиза);
  • опухоли, как доброкачественные, так и злокачественные. Этот единственный метод, который предоставляет самые точные данные о метастазах, позволяет видеть даже самые мелкие, которые при других исследованиях незаметны. Помогает выяснить, уменьшаются ли они после проведенной терапии или, наоборот, увеличиваются;
  • патологии сердечной и сосудистой систем (сосудистые нарушения, пороки сердца);
  • травмы органов и мягких тканей;
  • для определения эффективности проведенного оперативного лечения, химиотерапии и лучей;
  • инфекционные процессы в суставах и костях.

Преимущества и недостатки МРТ

У каждой методики есть свои положительные стороны и свои минусы. Среди плюсов этого исследования отмечают:

  • методика не вызывает боли или каких-нибудь неприятных ощущений, кроме звуков, которые издает аппарат при работе;
  • нет никакого вредного радиоактивного излучения, которое присутствует, к примеру, при рентгенологических методах;
  • после процедуры получаются изображения высокого качества, контрастные вещества не причиняют таких побочных эффектов, как при рентгеновском исследовании;
  • не нужна никакая специальная подготовка;
  • исследование является самым информативным и точным среди других, известных ныне.

Исследование дает возможность получить точные и достоверные данные о строении, размерах, форме тканей и органов. Иногда МРТ является единственной возможностью выявить серьезный недуг в начальной стадии, к сожалению, эффективность процедуры недостаточно высока при диагностике костной ткани и нарушениях функции суставов. Но светила медицины смогли и здесь найти выход: если сопоставить данные МРТ и КТ (компьютерной томографии), можно получить вполне достоверные и информативные данные.

Как у каждой методики, у МРТ есть свои противопоказания. Они могут быть относительными и абсолютными. К абсолютным противопоказаниям относят:

  • если у пациента есть вживленный кардиостимулятор;
  • электромагнитные имплантанты в среднем ухе;
  • различные имплантанты металлического или ферромагнитного происхождения.

К относительным противопоказаниям относят:

  • заболевания сердца, печени и почек в стадии декомпенсации;
  • почечная недостаточность;
  • клаустрофобия, беспокойство в закрытых пространствах;
  • беременность в первом триместре.

Насколько эффективно пройдет та или иная процедура зависит от многих обстоятельств. Не стоит при малейших подозрениях на наличие той или иной патологии незамедлительно бежать на МРТ. Не смотря на всю точность этого метода, могут быть некоторые нюансы, которые способен выявить только специалист. Например, проводить исследование с контрастом или без него, или делать МРТ параллельно с КТ, ультразвуковым, рентгеновским или другим исследованием, лабораторными анализами.

Интернет, безусловно, очень полезная и нужная вещь, как, впрочем, и советы знакомых. Но все это не может заменить объективного врачебного исследования и опроса. Только специалист может правильно подойти к вопросу назначения магнитно-резонансной томографии. Поэтому перед тем как идти на эту процедуру нужно зайти к своему терапевту и взять направление, где будет указан предположительный диагноз и какой именно орган или участок нужно исследовать.

После исследования, с полученными данными также лучше пойти к специалисту. Возможно, он решит назначить еще какие-то дополнительные исследования, чтобы прояснить ситуацию и назначить, если нужно, лечение.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector