Пользовательский поиск

Как проходит МРТ (магнитно-резонансная томография)

Д-р Раймонд Дамэдиан, врач и ученый, трудился в течение многих лет, пытаясь создать аппарат, который мог бы неинвазивно сканировать тело с использованием магнитов. Вместе с несколькими аспирантами он построил сверхпроводящий магнит и разработал катушку антенных проводов. Так как никто не хотел опробовать это хитрое устройство, Дамэдиан вызвался быть первым пациентом.

Продолжение ниже

МРТ органов малого таза (магнитно-резонансная томография)

Если во время МРТ используется краситель, он может повредить ваши почки. Риск выше, если у вас диабет или болезнь почек. Если у вас есть куски металла в теле ...

Читать дальше...

всё на эту тему


Содержание статьи:

  1. Магниты МРТ: основные игроки
  2. Другие части аппарата МРТ
  3. Видео о магнитно-резонансной томографии
  4. Атомы водорода и магнитные моменты
  5. Что еще происходит в МРТ?
  6. Изображения МРТ и как их делают
  7. Проблемы безопасности МРТ

Однако когда он залез внутрь, ничего не произошло. Дамэдиан сожалел о годах, потраченных на неудачное изобретение, но один из его коллег смело предположил, что, возможно, тот слишком большой для этого аппарата. Стройный аспирант вызвался попробовать, и 3 июля 1977 года первое изображение МРТ было сделано на человеке. Потребовалось почти пять часов, чтобы создать одно изображение, а тот оригинальный аппарат, названный «Неукротимый» в настоящее время принадлежит Смитсоновскому институту.

В течение всего нескольких десятилетий использование сканеров магнитно-резонансной томографии (МРТ) значительно выросло. Врачи могут заказать МРТ для диагностики рассеянного склероза, опухолей головного мозга, разрывов связок и сухожилий, при раке и инсульте, не говоря уже о других заболеваниях. МРТ является лучшим способом, чтобы заглянуть внутрь человеческого тела, не разрезая его.

Подготовка к МРТ может быть немного некомфортной. Вы снимаете драгоценные украшения, убираете кредитные карты, и вас подробно расспрашивают обо всех металлических предметах, которые могут находиться в вашем теле. Вас кладут на небольшой стол и толкают в отверстие, которое едва ли кажется достаточно большим для человека. Вы слышите громкие звуки вокруг себя, и должны лежать неподвижно, иначе они проделают все это с вами снова и снова. И каждую минуту вы можете только недоумевать, что же происходит с вашим телом, пока оно находится в этом аппарате. Неужели это обследование действительно лучше, чем другие техники визуализации, такие как рентген или компьютерная томография? Что же выдумал Раймонд Дамэдиан?

Посмотрим, что же происходит внутри.

Вернуться к содержанию

Магниты МРТ: основные игроки

Сканеры МРТ различаются по размеру и форме, а некоторые новые модели имеют более открытые боковые стороны. Тем не менее, основная конструкция одинаковая, и пациент помещается в трубу, которая имеет диаметр всего лишь 60 сантиметров. Но что там?

Самый большой и самый важный компонент системы МРТ - магнит. Существует горизонтальная труба – та, в которую ложится пациент – и она проходит через магнит в направлении спереди назад. Эта трубка называется каналом. Но это не просто магнит - мы имеем дело с невероятно сильной системой, где каждый из магнитов способен производить большое, стабильное магнитное поле.

МРТ

Сила магнита МРТ системы оценивается с помощью единицы измерения, известной как тесла. Другой единицей измерения, обычно используемой для магнитов, является гаусс (1 тесла = 10000 гауссов). Магниты, используемые сегодня в системах МРТ, создают магнитное поле от 0,5 тесла до 2,0 тесла, или 5000-20000 Гс. Когда вы понимаете, что магнитное поле Земли составляет 0,5 гаусса, вы можете увидеть, насколько мощные эти магниты.

Большинство систем МРТ используют сверхпроводящие магниты, которые состоят из нескольких катушек или обмотки провода, через который передается электрический ток, создавая магнитное поле до 2,0 Тл. Поддержание такого большого магнитного поля требует больших затрат энергии, что достигается за счет сверхпроводимости или снижения сопротивления в проводах почти до нуля. Для этого провод постоянно находится в жидком гелии при температуре 269,1 градусов ниже нуля по Цельсию. Такой холод изолируется вакуумом. Поскольку сверхпроводящие магниты стоят дорого, сильное магнитное поле позволяет дать высочайшее качество изображения, а сверхпроводимость позволяет системе работать экономно.

Вернуться к содержанию

Другие части аппарата МРТ

Разработки МРТ

Аппараты МРТ разрабатывают, чтобы они были более удобны для пациентов. Например, многие страдающие клаустрофобией люди просто не могут вынести тесные границы, а отверстие может не вместить людей, страдающих ожирением. Существуют более открытые сканеры, которые дают большее пространство, но эти аппараты имеют слабые магнитные поля, то есть они чаще могут пропустить аномальные ткани. Также разрабатывается очень маленький сканер для работы с изображениями отдельных частей тела.

Другие достижения, достигнутые в области МРТ. Функциональное МРТ (фМРТ), например, создает карты нервной активности клеток мозга каждую секунду и помогает исследователям лучше понять, как работает мозг. Магнитно-резонансная ангиография (МРА) создает изображения того, как течет кровь в артериях и венах практически в любой части тела.

Два других магнита, используемых в системах МРТ, имеют гораздо меньшую силу. Резистивные магниты структурно похожи на сверхпроводящие магниты, но в них нет жидкого гелия. Это различие означает, что они требуют огромного количества электроэнергии, что делает их непомерно дорогими при эксплуатации выше уровня 0,3 тесла. Постоянные магниты имеют постоянное магнитное поле, но они настолько тяжелые, что трудно построить такой магнит, который бы поддерживал большое магнитное поле.

Внутри МРТ есть также три градиентных магнита. Эти магниты имеют гораздо меньшую силу по сравнению с основным магнитным полем, их сила может варьироваться от 180 Гс до 270 Гс. Хотя основной магнит создает интенсивное стабильное магнитное поле вокруг пациента, градиентные магниты создают переменное поле, которое позволяет сканировать различные части тела.

Другой частью системы МРТ является набор катушек, которые передают радиочастотные волны в тело пациента. Существуют различные катушки для различных частей тела: коленей, плечей, кистей рук, головы, шеи и так далее. Эти катушки обычно соответствуют контуру изображаемой части тела, или, по крайней мере, находятся очень близко к нему во время сканирования. Другие части аппарата включают в себя очень мощные компьютерные системы и стол для пациента, который скользит вместе с пациентом в отверстие. То, какая часть тела должна изучаться, определяет направление: пациент может заезжать в отверстие либо головой вперед, либо ногами вперед. Как только части тела, которые будут обследоваться, попадут точно в центр, или в изоцентр, магнитного поля, можно начинать сканирование.

Что же происходит во время сканирования?

Вернуться к содержанию

Видео о магнитно-резонансной томографии

Атомы водорода и магнитные моменты

Когда пациенты въезжают внутрь аппарата МРТ, они привносят с собой миллиарды атомов, из которых состоит человеческое тело. Для МРТ важны только атомы водорода, которые находятся в изобилии, так как тело в основном состоит из воды и жира. Эти атомы случайным образом крутятся, или прецессируют, на своей оси. Все атомы движутся в разных направлениях, но при нахождении их в магнитном поле, атомы выстраиваются в направлении поля.

Эти атомы водорода имеют сильный магнитный момент, что означает, что в магнитном поле они выстраиваются в линию в направлении поля. Так как магнитное поле проходит прямо по центру аппарата, линии протонов водорода выстраиваются таким образом, что они направлены либо к ногам пациента, либо к его голове. Примерно половина идет в одну сторону, а половина – в другую, так что подавляющее большинство протонов компенсируют друг друга - то есть, для каждого атома направленного к ногам, один выстраивается в сторону к голове. Лишь пара протонов из каждого миллиона не имеет компенсации. Кажется, что это немного, но само число атомов водорода в организме достаточно большое, чтобы создать чрезвычайно детальные изображения. Именно эти атомы «без пары» интересуют нас больше всего.

Вернуться к содержанию

Что еще происходит в МРТ?

Далее аппарат МРТ применяет радиочастотные (РЧ) импульсы, которые воздействуют только на водород. Система направляет импульс в сторону той области тела, которую мы хотим изучить. Когда подается импульс, непарные протоны поглощают энергию и закручиваются в другом направлении. Это и есть «резонансная» часть МРТ. РЧ импульс заставляет их вращаться с определенной частотой, в том или ином направлении. Конкретные частоты резонанса называются ларморовской частотой, которая рассчитывается на основе определенной ткани, для которой создают изображение, и на силе основного магнитного поля.

Магнитно-резонансная томографияПримерно в то же время, три градиентных магнита включаются в действие. Они устроены таким образом внутри основного магнита, что, когда они включаются и выключаются быстро определенным образом, они изменяют основное магнитное поле на локальном уровне. Это означает, что мы можем выбрать, какие именно области мы хотим визуализировать, и эту область называют «срезом». Представьте буханку хлеба с ломтиками толщиной в несколько миллиметров - срезы МРТ имеют именно такую толщину. Фрагменты могут быть взяты из любой части тела в любом направлении, что дает врачам огромное преимущество перед любым другим методом визуализации. Это также означает, что вам не нужно двигаться в аппарате, чтобы получить изображение с другого ракурса – аппарат может сам манипулировать всем при помощи градиентных магнитов.

Но аппарат производит огромное количество шума во время сканирования, который напоминает постоянные быстрые удары. Это происходит в связи с ростом электрического тока в проводах градиентных магнитов, противостоящих основному магнитному полю. Чем сильнее основное поле, тем громче градиентный шум. В большинстве центров МРТ вы можете принести музыкальный плеер, чтобы заглушить шум, и пациентам также дают затычки для ушей.

Когда радиочастотные импульсы выключают, протоны водорода медленно возвращаются в их естественное выравнивание в магнитном поле и выпускают энергию, поглощенную из радиочастотного импульса. Когда они это делают, они выделяют сигнал, который улавливается катушками и направляется в компьютерную систему. Но как этот сигнал преобразуется в изображение, которое что-то означает?

Вернуться к содержанию

Изображения МРТ и как их делают

МРТ сканера может выделить очень маленькую точку внутри тела пациента и спросить ее, по сути, «Ты какой тип ткани?». Система проходит через тело пациента точка за точкой и создает карту типов тканей. Затем она объединяет всю эту информацию для создания 2-D изображений или 3-D модели с математической формулой известной как преобразование Фурье. Компьютер получает сигнал от вращающихся протонов в виде математических данных, данные преобразуются в изображение. Это и есть «визуализирующая» часть МРТ.

В системе МРТ используются инъекции контрастного вещества, или красителя, для изменения локального магнитного поля в рассматриваемых тканях. Нормальные и аномальные ткани по-разному реагируют на это небольшое изменение, давая различные сигналы. Эти сигналы переводятся в изображение; МРТ система может отображать более 250 оттенков серого для изображения различных тканей. Изображения позволяют врачам визуализировать различные типы аномальных тканей лучше, чем без использования контраста. Мы знаем, что, когда мы делаем «А» нормальная ткань будет выглядеть как «Б» - и если это не так, возможна аномалия тканей.

Магнитно-резонансная томография

Рентген является очень эффективным, чтобы показать врачам сломанную кость, но если они хотят взглянуть на мягкие ткани пациента, в том числе органы, связки и сердечнососудистую систему, то они, скорее всего, захотят провести МРТ. И, как мы уже упоминали, еще одним важным преимуществом МРТ является ее способность создавать изображения в любой плоскости. Компьютерная томография (КТ), например, ограничивается одной плоскостью, осевой плоскостью (по аналогии с хлебом, осевая плоскость будет выглядеть, как хлеб, нарезанный обычным образом). МРТ система может создать осевые изображения, а также изображения в сагиттальной плоскости (хлеб, нарезанный на кусочки вдоль) и корональной (как слои в слоеном пироге) или в иной промежуточной, а пациенту даже не нужно будет перемещаться.

Но для создания этих высококачественных изображений, пациенту придется не двигаться какое-то время. Для МРТ требуется, чтобы пациенты лежали неподвижно от 20 до 90 минут или больше. Даже очень небольшие движения сканируемой части тела могут вызвать искаженные изображения, которые нужно будет повторить. К тому же такое качество имеет высокую стоимость. МРТ системы являются очень дорогими, и поэтому обследования также очень недешевы.

Но есть ли другие последствия? Что насчет безопасности пациента?

Вернуться к содержанию

Проблемы безопасности МРТ

Может быть, вы обеспокоены долгосрочными последствиями того, что все ваши атомы смешиваются, но как только вы выходите из магнитного поля, тело и его химия возвращаются к норме. Не существует известной биологической опасности для человека от воздействия сил магнитных полей, используемых сегодня в медицинской визуализации. Тот факт, что в системах МРТ не используется ионизирующее излучение, как это происходит в других визуализирующих устройствах, успокаивает многих пациентов, а также то, что контрастный материал для МРТ имеет очень низкую частоту побочных эффектов. В большинстве лабораторий предпочитают не обследовать беременных женщин, в связи с ограниченным исследованием биологического действия магнитного поля на развивающийся плод. Решение о том, следует ли сканировать беременную пациентку, производится в каждом конкретном случае на индивидуальной основе после консультации МРТ-радиолога и врача-акушера.

Тем не менее, помещение с МРТ может быть очень опасным местом, если не соблюдать строгих мер предосторожности. Кредитные карты или что-либо другое с магнитной кодировкой будет размагничено. Металлические предметы могут стать опасными снарядами, если их взять с собой в комнату для сканирования. Например, скрепки, ручки, ключи, ножницы, ювелирные украшения, стетоскопы и любые другие мелкие предметы могут вылетать внезапно из карманов и от тела, и неизвестно, в какой момент они полетят в сторону отверстия магнита на очень высоких скоростях.

Большие объекты также представляют опасность – швабры, ведра, пылесосы, носилки, сердечные мониторы и множество других объектов - все они притягиваются в магнитные поля МРТ. В 2001 году молодой человек, проходящий обследование, был убит, когда кислородный баллон втянулся в магнитное отверстие. Кроме того, однажды, пистолет вылетел из кобуры полицейского, и притягивающая сила заставила пистолет выстрелить. Никто не пострадал.

Для обеспечения безопасности пациенты и обслуживающий персонал должны быть тщательно обследованы на наличие металлических предметов перед входом в комнату сканирования. Однако часто у пациентов есть имплантаты, из-за которых им очень опасно находиться в присутствии сильного магнитного поля. Они включают в себя:

  • Металлические фрагменты в глазу, которые являются очень опасными, так как перемещение этих фрагментов может привести к повреждению глаза или слепоте.
  • Кардиостимуляторы, которые могут стать неисправными во время сканирования или даже находясь рядом с аппаратом.
  • Аневризматические клипсы в мозге, которые могут порвать саму артерию, на которой они размещены, если магнит их передвинет.
  • Зубные имплантаты, если они имеют магнитные свойства.

Большинство современных хирургических имплантатов, в том числе скобы, искусственные суставы и стенты изготавливаются из немагнитных материалов, и даже если это не так, они могут быть одобрены для сканирования. Но сообщите о них врачу, так как некоторая ортопедическая техника, находясь в области сканирования, может вызвать искажения изображения. 




© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".