Атомные ядра, их структура, свойства и особенности поведения в определенных условиях были предметом повышенного научного интереса и объектом множества исследований с момента зарождения ядерной физики как самостоятельной отрасли науки. В середине ХХ века двумя независимыми группами ученых под руководством Ф. Блоха и Э. М. Парселла был открыт феномен, который получил название ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) и нашел практическое применение в области медицины.
Явление магнитного резонанса атомных ядер стало основой для возникновения и развития современных методов высокоэффективной диагностики – ядерно-магнитной томографии (ЯМТ). Оригинальное название отражало суть методики, но вызывало негативные ассоциации. Поэтому приставка «ядерный» была изъята из названия, и заменена на магнитно-резонансную томографию (МРТ).
Современное оборудование для МР-томографии позволяет с высокой точностью провести диагностику всего организма без хирургического вмешательства. С помощью МРТ можно выявить изменения в структуре мягких и соединительных тканей, обнаружить злокачественные образования на ранних стадиях, функциональные нарушения работы ЦНС, периферической нервной системы, кровеносной системы. МРТ дает возможность не просто визуализировать головной мозг и другие внутренние органы, но и отслеживать их работу в реальном времени, измерять скорость кровотока, движения спинномозговой и внутриклеточной жидкости.
Главное преимущество МРТ заключается в том, что исследование происходит без участия ионизирующего излучения, является абсолютно безопасным и имеет относительно немного противопоказаний. Во время диагностики пациент не испытывает боли и дискомфорта, поэтому обследование можно проводить не только для того, чтобы поставить диагноз, но и для отслеживания динамики болезни и контроля процесса выздоровления.
Физические основы и суть МРТ
В ходе исследований атомных ядер и их свойств было обнаружено, что, попадая в однородное магнитное поле, ядра некоторых атомов способны поглощать энергию в определенном радиочастотном диапазоне и индуцировать ее после прекращения подачи радиочастотного импульса. Исследуемый объект помещают в мощное постоянное поле и подвергают воздействию радиочастотного поля, напряженность и частота которых строго соответствуют друг другу. Регистрация радиочастотного сигнала происходит от ядер, которые имеют собственный магнитный потенциал. Малые изменения частоты исходящего сигнала позволяют идентифицировать атомные ядра и исследовать молекулярную структуру вещества.
В 1971 году американскими учеными был впервые зарегистрирован сигнал, исходящий от живого организма, что положило начало применению ЯМР в медицинских целях. В томографии наибольший интерес представляют атомы водорода, концентрация которого является максимальной в организме человека, а ядро состоит из одного протона, поэтому его сигнал проще зарегистрировать и идентифицировать. Опытным путем было выяснено, что от злокачественных образований исходит более сильный сигнал, чем от здоровых тканей.
Аппарат, который позволяет в кратчайшие сроки уловить радиочастотный сигнал человеческого тела и преобразовать его в двухмерное изображение был изобретен в 2003 году и назван МР-томографом.
Конструкция МР-томографа:
- сверхпроводящий магнит, генерирующий мощное магнитное поле;
- система охлаждения магнита;
- стол для пациента, помещаемый в тоннель магнита;
- катушки для передачи, приема и визуализации радиочастотного сигнала;
- компьютерная система и консоли управления;
- система видеонаблюдения и связи с пациентом.
Томографы отличаются типом магнита и мощностью генерируемого поля. В современной медицине низкопольные томографы открытого типа применяют для локальной диагностики, а закрытые высокопольные томографы – для комплексной МРТ всего организма. Индукционная мощность томографов закрытого типа варьируется от 1 до 3 Тл, а их магнит представляет собою полый цилиндр диаметром 60 см и длиной до 2 м. Пациент полностью помещается внутрь магнита-сканера в лежачем положении, что дает возможность получить полную магнитно-резонансную картину всего тела.
Комплексная МРТ диагностика
Как первичная диагностика МР-томография применяется для исследования организма в реальном времени и получения детальной информации о каждом участке тела. Комплексная МРТ позволяет визуализировать в высоком разрешении большие области тела и фиксирует данные в двумерных изображениях-срезах, толщиной до нескольких микронов.
Ситуации, в которых назначают МРТ всего организма:
- необходимость обследования обширных повреждений, выявление природы заболевания и его очага;
- подозрения на наличие скрытых воспалений;
- обнаружение злокачественных образований на ранних стадиях;
- механические и инфекционные полиорганные поражения;
- нарушения работы внутренних органов и систем;
- отслеживание кровотока и диффузии внутриклеточных жидкостей;
- масштабная профилактическая диагностика.
Полная МРТ организма больных онкологией дает ценную информацию для установления текущей стадии рака и своевременного выявления метастазов. МР-томография необходима для отслеживания течения болезни и предупреждения возникновения новых очагов поражения. Контроль состояния пациента с помощью МРТ позволяет оперативно вносить коррективы в лечение и делать точные прогнозы, что значительно повышает шансы пациента на выздоровление.
| Пораженные области | Заболевания и повреждения |
|---|---|
| Голова | Опухоли, пороки развития и аномалии головного мозга |
| Черепно-мозговые травмы | |
| Аневризма аорты и сосудов головного мозга | |
| Паразитарные и инфекционные поражения мозга, энцефалит, абсцесс | |
| Демиелинизирующие заболевания ЦНС | |
| Гипертензионная гидроцефалия | |
| Заболевания и повреждения органов глаз и ЛОР-органов | |
| Грудная клетка | Выявление рака молочной железы и подтверждение диагноза |
| Патологические образования в области грудной клетки, сердца, легких и бронхов | |
| Нарушения кровотока, воспалительные процессы в лимфоузлах | |
| Позвоночник | Пороки развития и врожденные аномалии позвоночника и спинного мозга |
| Инфекционные поражения позвоночника и спинного мозга | |
| Механические повреждения любых отделов позвоночника | |
| Тяжелый склероз, сколиоз, межпозвоночные грыжи и другие неопухолевые патологии | |
| Опухоли позвоночника и спинного мозга | |
| Воспалительные, сосудистые и дегенеративно-дистрофические заболевания спинного отдела | |
| Брюшная полость | Злокачественные образования органов брюшной полости |
| Неопухолевые заболевания ЖКТ, печени, поджелудочной, селезенки | |
| Заболевания желчного пузыря и желчных протоков | |
| Нарушения кровотока, заболевания сосудов, воспаления лимфоузлов | |
| Область таза | Врожденные и приобретенные нарушения развития органов таза, травмы и повреждения |
| Онкологические и неонкологические патологии внутренних и наружных мужских и женских половых органов | |
| Конечности | Врожденные и приобретенные аномалии развития, травмы и их последствия |
| Злокачественные опухоли и воспаления мягких тканей | |
| Нейродистрофические и дегенеративно-дистрофические поражения | |
| Заболевания соединительных тканей |
Снимки МРТ качественно визуализируют мягкие ткани, опухоли и паренхиматозные ткани, но не отображают твердые тела, например, кости и полые органы, заполненные газом. Из этого следует, что комплексная МРТ неэффективна для обнаружения патологий костной ткани, переломов, ушибов, камней в почках, моче- и желчевыводящих протоках и посторонних тел в организме. МРТ не диагностирует заболевания коронарных артерий, рак легких и толстой кишки. В случае необходимости исключить эти заболевания и обследовать эти органы, необходимо отдать предпочтение другому методу диагностики.
Особенности комплексной МР-диагностики
Одним из основных преимуществ исследований методом МРТ является небольшое количество противопоказаний, однако МР-диагностика имеет ряд ограничений, связанных с особенностями процесса сканирования. Общая МРТ организма осуществляется с помощью высокопольных томографов закрытого типа, технические параметры которых требуют соответствия размеров тела и сканера и соблюдения полной неподвижности во время исследования.
Условия, при которых невозможно проведение МР-томографии всего организма:
- диаметр талии пациента более 60 см;
- вес тела 150 кг и выше;
- невозможность сохранять неподвижность;
- возраст до 5 лет;
- тяжелая клаустрофобия.
Вышеуказанные ограничения характерны только для закрытых томографов с тоннельным магнитом, на которых традиционно проводят сканирование всего тела. Использование открытых томографов позволяет диагностировать пациентов с такими параметрами, избежать приступов клаустрофобии и фиксировать отдельные участки тела в случае необходимости. Однако открытые томографы не обладают достаточно высокой мощностью для получения качественных снимков, а высокопольные аппараты открытого типа пока что находятся в стадии разработки.
Контрастная МРТ всего организма
В некоторых случаях для усиления контраста между патологически измененными структурами и здоровыми тканями пациентам вводят внутривенно специальные контрастные вещества на основе парамагнетика гадолиния. Точно рассчитанную дозу препарата вводят непосредственно в ходе сканирования с помощью шприца или специального инъектора. В дальнейшем подача вещества регулируется по ходу выполнения диагностики.
Заболевания, которые визуализируются с помощью контрастирования:
- онкология головного и спинного мозга на ранних стадиях, размеры и плотность новообразований;
- ранние метастазы в головном и спинном мозге, их локализация;
- доброкачественные и злокачественные образования в области гипофиза;
- рецидивы неонкологических заболеваний головного и спинного мозга в послеоперационный период;
- дифференциальная диагностика межпозвоночных грыж и образований спинномозгового канала;
- рассеянный склероз, степень его активности в период лечения.
Гадолиний вызывает опасение пациентов, страдающих непереносимостью лекарственных препаратов, однако это вещество нетоксично и аллергические реакции на его применение наблюдаются крайне редко. Тест на переносимость контрастных веществ необходимо провести заблаговременно и в случае положительных результатов отказаться от данного вида диагностики. Абсолютно противопоказана контрастная диагностика беременным и кормящим.
Противопоказания к МРТ всего тела
МР-диагностику организма можно проводить даже тяжело больным пациентам, способным провести необходимое время в полной неподвижности. Однако противопоказания к МРТ существуют и условно делятся на абсолютные и относительные.
Абсолютные противопоказания к обследованию магнитно-резонансным методом:
- постоянные кардиостимуляторы и другие имплантированные электронные устройства;
- внутричерепные клипсы из ферромагнитного материала;
- электронные или ферромагнитные имплантаты среднего уха;
- металлические инородные тела и осколки в глазницах;
- тяжелая клаустрофобия.
Интенсивные радиочастотные импульсы воспринимаются водителями ритма как сердечные сокращения, что подвергает большой опасности пациента, который нуждается в постоянной кардиостимуляции. Магнитное поле способно вывести из строя электронные приборы и намагнитить ферромагнетики, поэтому во всех случаях, описанных выше, МРТ делать нельзя.
Факторы, осложняющие процесс диагностики и влияющие на точность сканирования:
- наружные стимуляторы, водители ритма, инсулиновые насосы;
- неферромагнитные имплантаты, протезы внутреннего уха, кровоостанавливающие клипсы;
- металлические протезы, инородные тела в органах и тканях;
- татуировки и перманентный татуаж с использованием металлосодержащих красок;
- необходимость постоянного мониторинга физиологических показателей;
- металлические зубные протезы, брекеты;
- сильные боли и заболевания, которые не позволяют сохранять неподвижность;
- психические заболевания, панические приступы.
Вышеописанные факторы являются относительными противопоказаниями к МРТ, которые необходимо обсудить с лечащим врачом. При наличии относительных противопоказаний возможно проведение обследования при соблюдении определенных условий, индивидуальных для каждого случая.
Беременность и лактация не препятствуют МР-диагностике без применения контрастирования. Однако ввиду того, что влияние магнитных полей на развитие эмбриона не изучено, в первом триместре не рекомендуется делать МР-сканирование и пребывать в одном помещении с томографом.
Процесс полного МР-сканирования
Процедура МРТ не требует специальной предварительной подготовки, поэтому перед обследованием можно питаться и принимать необходимые медикаменты в обычном режиме.
Одежда для диагностики не должна содержать пуговиц, кнопок, молний и других металлических деталей. Пациент может принести подходящую одежду с собой или воспользоваться халатом, предлагаемым в клинике. Перед диагностикой необходимо убедиться в отсутствии на теле металлических предметов и аксессуаров (ювелирных украшений, пирсинга, заколок, шпилек, кнопок, пуговиц и т. д.). Электронные устройства, мобильные гаджеты, кредитные карты и другие личные вещи также нельзя оставлять в помещении с томографом.
Во время МРТ всего организма стол полностью заезжает в тоннель, связь с рентген-лаборантом осуществляется через мини-гарнитуру. От пациента требуется сохранять спокойствие, дышать ровно и не двигаться. Процедура полного сканирования тела занимает около 90 минут.
Чтобы щелчки и постукивания томографа во время диагностики не доставляли дискомфорт, рекомендуется воспользоваться наушниками или берушами. Для моральной поддержки больного допускается присутствие близкого человека в помещении, за исключением женщин в первом триместре беременности.
Преимущества и недостатки МРТ всего организма
МР-томография считается наиболее точным и безопасным методом диагностики, с помощью которого можно выявить многие изменения в организме. В отличие от других методик, МРТ не использует ионизирующее излучение, является абсолютно безвредной, может применяться так часто, как это необходимо, в том числе и для обследования тяжело больных, беременных, детей и пожилых пациентов.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Неинвазивность, безболезненность и безопасность | Необходимость сохранять полную неподвижность в течение продолжительного времени |
| Отсутствие ионизирующего излучения | Нарушение сердечного ритма РЧ-импульсами |
| Высокое разрешение и точность изображений | Низкое качество визуализации легких на снимках, обусловленных дыхательными движениями |
| Качественная визуализация мягких тканей | Ненадежность исследования костных тканей, выявления камней в почках и мочевыводящих путях |
| Возможность наблюдения за деятельностью организма в реальном времени | Невозможность диагностики пациентов с постоянными электронными аппаратами и металлическими имплантатами |
| Отсутствие на снимках искаженных изображений костных тканей | Высокая стоимость полного обследования |
Сочетание магнитного и радиочастотного полей высокой мощности предъявляет жесткие требования к условиям, в которых выполняется сканирование тела пациента. Медицинское оборудование, электронные приборы и аварийная система должны содержаться в надлежащем состоянии и проходить регулярный техосмотр на предмет наличия неисправностей.
Дорогостоящая аппаратура, ее обслуживание, энергоемкость процесса обследования и потребность в квалифицированном персонале – основные причины высокой стоимости магнитной томографии.
Цена комплексной МРТ организма зависит от мощности томографа, вида диагностики, длительности сканирования и других особенностей процедуры, которые обсуждаются с лечащим врачом индивидуально для конкретных случаев.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
