Дополнительное магнитное поле для получения двухмерного изображения

Что такое магнитно-резонансная томография (МРТ) позвоночника?

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это диагностическая процедура, в которой используется комбинация большого магнита, радиочастот и компьютера для получения подробных изображений органов и структур внутри тела. В отличие от рентгенографии или компьютерной томографии (КТ), МРТ не использует ионизирующее излучение. Некоторые МРТ выглядят как узкие туннели, а другие более просторные или более широкие. МРТ может длиться от 30 минут до двух часов.

Как работает МРТ?

Аппарат МРТ представляет собой большую цилиндрическую (трубчатую) машину, которая создает сильное магнитное поле вокруг пациента. Магнитное поле, наряду с радиоволнами, изменяет естественное выравнивание атомов водорода в организме. Импульсы радиоволн, посылаемые сканером, выбивают ядра ваших атомов из их нормального положения. Когда ядра возвращаются в правильное положение, ядра посылают радиосигналы. Эти сигналы принимаются компьютером, который анализирует и преобразует их в двумерное (2D) изображение исследуемой структуры тела или органа.

Магнитный резонанс (МРТ) может использоваться вместо компьютерной томографии (КТ) в ситуациях, когда изучаются органы или мягкие ткани, потому что МРТ лучше показывает разницу между нормальной и ненормальной мягкой тканью.

Новые применения и показания для МРТ способствовали развитию дополнительной технологии магнитного резонанса. Магнитно-резонансная ангиография (МРА) — это новая процедура, используемая для оценки кровотока через артерии неинвазивным способом (кожа не прокалывается). МРА также можно использовать для выявления внутричерепных (внутри головного мозга) аневризм и пороков развития сосудов (аномалии кровеносных сосудов в головном мозге, спинном мозге или других частях тела).

Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) является еще одной неинвазивной процедурой, используемой для оценки химических нарушений в тканях организма, таких как мозг. МРС может использоваться для оценки таких нарушений, как ВИЧ-инфекция головного мозга, инсульт, травма головы, кома, болезнь Альцгеймера, опухоли и рассеянный склероз.

Функциональная магнитно-резонансная томография головного мозга (ФМРТ) используется для определения конкретного местоположения в головном мозге, где происходит определенная функция, такая как речь или память. Общие области мозга, в которых возникают такие функции, известны, но точное местоположение может варьироваться от человека к человеку. Во время функциональной резонансной томографии головного мозга вас попросят выполнить определенное задание, например, прочитать «Клятву верности», пока выполняется сканирование. Уточняя точное местоположение функционального центра в мозге, врачи могут планировать хирургическое вмешательство или другие методы лечения определенного заболевания головного мозга.

Анатомия позвоночника

Позвоночник состоит из 33 позвонков, которые разделены на отдельные области.

Шейный отдел состоит из 7 позвонков на шее.

Грудная область состоит из 12 позвонков в области грудной клетки.

Поясничная область состоит из 5 позвонков в нижней части спины.

Крестец имеет 5 маленьких сросшихся позвонков.

4 копчиковых позвонка сливаются в одну кость, называемую копчиком.

Спинной мозг, основная часть центральной нервной системы, расположен внутри позвоночника в позвоночном канале и простирается от основания черепа до верхней части нижней части спины. Спинной мозг окружен костями позвоночника и оболочками, содержащим спинномозговую жидкость. Спинной мозг передает сенсорные и двигательные сигналы в мозг и обратно и контролирует многие рефлексы.

Когда делают МРТ позвоночника?

МРТ можно использовать для обследования позвоночника на предмет повреждений, наличия структурных нарушений или некоторых других состояний, таких как:

• Опухоли
• Абсцессы
• Врожденные аномалии
• Аневризмы
• Венозные мальформации
• Кровоизлияние или кровотечение в спинной мозг
• Дегенеративные заболевания
• Грыжа или дегенерация межпозвонковых дисков
• При планировании операции на позвоночнике, такие как декомпрессия сдавленного нерва или спондилодез

У вашего врача могут быть другие причины рекомендовать МРТ позвоночника или головного мозга.

Каковы риски МРТ позвоночника?

Поскольку рентгеновское излучение не используется, нет риска подвергнуться воздействию ионизирующего излучения во время обследования МРТ.

Из-за использования сильного магнита необходимо соблюдать особые меры предосторожности для проведения МРТ у пациентов с определенными имплантированными устройствами, такими как кардиостимуляторы. Специалисту МРТ понадобится некоторая информация от вас относительно имплантированного устройства, такая как марка и номер модели, чтобы определить, безопасно ли для вас иметь МРТ. Пациенты с внутренними металлическими предметами, такими как хирургические стержни, пластины, винты или проволочная сетка, могут не попасть на МРТ. Однако, титановые импланты, которые устанавливаются в позвоночник, как правило, не являются противопоказанием для МРТ.

Если вы беременны или подозреваете, что можете забеременеть, вы должны сообщить об этом своему врачу. На сегодняшний день нет информации о том, что МРТ вредна для нерожденного ребенка, однако тестирование МРТ в первом триместре не рекомендуется.

Врач может назначить использование контрастного красителя во время некоторых МРТ-обследований, чтобы рентгенолог лучше видел внутренние ткани и кровеносные сосуды на готовых изображениях. Если используется контраст, существует риск аллергической реакции. Пациенты, которые имеют аллергию или чувствительны к контрастному красителю или йоду, должны уведомить рентгенолога или технолога.

Могут быть другие риски в зависимости от вашего конкретного состояния здоровья. Обязательно обсудите любые проблемы с вашим врачом до процедуры.

Как мне подготовиться к МРТ позвоночника?

ЕСТЬ / ПИТЬ : Вы можете есть, пить и принимать лекарства, как обычно.

ОДЕЖДА : Пожалуйста, удалите весь пирсинг и оставьте все драгоценности и ценные вещи дома.

ЧТО ОЖИДАЕТСЯ : обработка изображений происходит внутри большой трубчатой структуры, открытой с обоих концов. Вы должны лежать совершенно неподвижно для качественных изображений.

АЛЛЕРГИЯ : Если у вас была аллергическая реакция на контраст, требующая лечения, обратитесь к врачу, чтобы получить рекомендованный рецепт.

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА : Если вам требуются лекарства от тревожных состояний из-за клаустрофобии, обратитесь к врачу, который выписал рецепт. Обратите внимание, что вам понадобится еще кто-нибудь, чтобы отвезти вас домой.

СИЛЬНАЯ МАГНИТНАЯ СРЕДА : Если в вашем теле есть металл, который не был известен до этого, ваше исследование может быть отложено, перенесено или отменено по прибытии до получения дополнительной информации.

В зависимости от состояния вашего здоровья ваш поставщик медицинских услуг может потребовать другой специальной подготовки.

Когда вы звоните, чтобы записаться на прием, очень важно, чтобы вы сообщили, относится ли к вам что-либо из следующего:

• У вас есть кардиостимулятор или заменены сердечные клапаны
• У вас есть имплантируемая помпа любого типа, например, инсулиновая помпа
• У вас есть металлические пластины, винты, металлические имплантаты, хирургические скобы или зажимы для аневризмы
• Вы беременны или думаете, что беременны
• У вас есть пирсинг
• Вы носите пластырь с лекарством
• У тебя когда-нибудь была пулевая рана
• У вас есть металлические фрагменты в любом месте тела
• Вы не можете долгое время лежать

Что происходит во время МРТ позвоночника?

МРТ может проводиться амбулаторно или как часть вашего пребывания в больнице. Процедуры могут различаться в зависимости от вашего состояния и практики вашего врача.

Как правило, МРТ следует этому процессу:

• Вас попросят снять любую одежду, украшения, очки, слуховые аппараты, заколки для волос, съемные зубные импланты или другие предметы, которые могут помешать процедуре.
• Если вас попросят снять одежду, вам дадут замену.
• Если вам необходимо провести процедуру с контрастом, внутри кисти (руки) введут катетер для инъекции контрастного красителя.
• Вы будете лежать на столе для сканирования, который скользит в большом круглом отверстии сканирующего устройства. Подушки и ремни могут быть использованы для предотвращения движения во время процедуры.
• Специалист будет в другой комнате, где расположены элементы управления сканером. Тем не менее, вы будете в поле зрения специалиста через окно. Динамики внутри сканера позволят специалисту общаться и слышать вас.
• Во время процесса сканирования будет слышен щелкающий шум, когда создается магнитное поле и импульсы радиоволн отправляются со сканера.

Для вас будет важно оставаться очень неподвижным во время обследования, поскольку любое движение может вызвать искажение и повлиять на качество сканирования.

Через определенные промежутки времени вас могут попросить задерживать дыхание или не дышать в течение нескольких секунд, в зависимости от исследуемой части тела. Затем вам скажут, когда вы сможете дышать. Вы не должны задерживать дыхание дольше, чем на несколько секунд.

Если для вашей процедуры используется контрастный краситель, вы можете почувствовать некоторые эффекты, когда краситель вводится в катетер. Эти эффекты включают чувство покраснения или чувство холода, соленый или металлический привкус во рту, кратковременную головную боль, зуд или тошноту и / или рвоту. Эти эффекты обычно длятся несколько минут.

Вам следует уведомить специалиста МРТ, если вы чувствуете затрудненное дыхание, потливость, онемение или учащенное сердцебиение.

После завершения сканирования стол выскользнет из сканера.

Хотя сама процедура МРТ не вызывает боли, необходимость лежать неподвижно на протяжении всей процедуры, что может вызвать некоторый дискомфорт или боль, особенно в случае недавней травмы или инвазивной процедуры, такой как операция. Специалист МРТ будет использовать все возможные меры комфорта и завершит процедуру как можно быстрее, чтобы минимизировать любой дискомфорт или боль.

Что происходит после МРТ позвоночника?

Вы должны двигаться медленно, когда встаете со стола сканера, чтобы избежать головокружения.

Если для процедуры были приняты какие-либо успокоительные средства, вам может потребоваться отдохнуть, пока эффект не пройдет. Вам также нужно будет избегать вождения.

Если во время процедуры используется контрастный краситель, вас могут контролировать в течение определенного периода времени на наличие побочных эффектов или реакций на контрастный краситель, таких как зуд, припухлость, сыпь или затруднение дыхания.

В противном случае после МРТ позвоночника особого ухода не требуется. Вы можете возобновить обычную диету и занятия, если только ваш врач не посоветует вам другое.

Ваш врач может дать вам дополнительные или альтернативные инструкции после процедуры, в зависимости от вашей конкретной ситуации.

Компьютерная томография

• Цифровой маммограф экспертный с биопсией МАММОСКАН-3 за от 14 500 000 руб.
• Цифровой маммограф экспертный МАММОСКАН-2 за от 12 500 000 руб.
• Цифровой маммограф с томосинтезом ОМИКРОН-ПЛЮС за от 19 000 000 руб.
• С-дуга CARMEX за 5 500 000 руб.
• Цифровой маммограф МАММОСКАН — 1 за от 5 000 000 руб.
• Система маммографическая рентгеновская цифровая ОМИКРОН за от 9 000 000 руб.
• Экспертный спирометр с опцией оксиметрии SPIROLAB I NEW за от 150 000 руб.
• Электрокардиограф MAC 800 (GE Healthcare) за 180000 руб.

1.1. Общее описание

Компьютерная томография – рентгеновский метод исследования, позволяющий:

получать изображения срезов объекта

в различных плоскостях (2D)

строить объемные модели (3-4D)

Потенциально КТ может быть проведена для исследования любого органа/области. Наиболее востребовано применение КТ:

— в неврологии и нейрохирургии;

— в хирургии грудной клетки и брюшной полости;

— в онкологии и фтизиатрии;

— в травме и ортопедии;

— при оказании экстренной помощи в приемных отделениях;

— в кардиологии и сосудистой хирургии.

1.2. КТ как исследование

Рентгеновская компьютерная томография — томографический метод послойного исследования внутренних органов с использованием рентгеновского излучения и последующим компьютерным построением изображения. В отличие от обычных рентгеновских изображений (в том числе и от линейной томографии), КТ-изображение является результатом вычислений, а не проекционным теневым изображением.

КТ позволяет получить раздельные изображения практически любых срезов исследуемого объекта.

Основные преимущества КТ перед традиционными методами рентгенодиагностики – это:

— отсутствие теневых наложений, т.к. изображение не проекционное;

— более высокая точность измерений;

— широкая область исследования пациента;

— существенно более высокая контрастная чувствительность.

1.3.Состав компьютерного томографа

КТ портального типа представляет собой стационарную рентгеновскую систему. Во время съемки излучатель и приемник синхронно вращаются вокруг пациента.

— устройство гентри – кольцевой штатив, внутри которого расположены излучатель, приемник и РПУ;

— стол пациента с подвижной декой, автоматически продвигающейся вперед по мере исследования;

— программно-аппаратный комплекс для управления исследованием, получения и реконструкции изображений, дальнейшей работы с ними – консоль (АРМ) оператора, АРМ врача, сервер.

При КТ происходит сканирование пациента пучком рентгеновского излучения (РИ) в различных направлениях. Излучатель и приемник синхронно двигаются по кругу.

Стол в процессе съемки поступательно перемещается внутрь гентри, что обеспечивает последовательную съемку области исследования. Различают следующие типы сканирования:

— пошаговый режим съемки, при котором сканирование выполняется по схеме: оборот трубки => продвижение стола на шаг => съемка => следующий оборот трубки и т.д., пока не исследована вся необходимая область. Шаг стола в этом случае равен размеру приемника. Пошаговый режим используется для исследований, которые требуют получение изображений с высоким пространственным разрешением;

— спиральный режим съемки, при котором непрерывное синхронное вращение трубки и детектора совмещено с непрерывным поступательным движением стола. Спиральное сканирование используют для съемки областей, требующих быстрого исследования (например, ОГК).

— для исследований, когда необходимо снимать одну и ту же область в течение некоторого времени (например, для отслеживания распределения контраста в зоне интереса), используется динамический режим съемки, при котором одна и та же область снимается постоянно.

При КТ каждая точка объекта снимается с множества различных углов. В каждой проекции на детекторе производится измерение излучения. Результаты преобразовываются в цифровую форму, после чего производится компьютерный синтез каждого среза по всем его измерениям. Затем производится построение изображения исследуемого среза и вывод его на монитор.

Основной инструмент первичной КТ-визуализации – анализ поперечных (аксиальных) срезов.

В дополнение к поперечным срезам могут быть построены изображения срезов, ориентированных в любой другой плоскости, а также произведено построение объемной модели объекта.

1.5. Толщина среза сканирования

Построение двумерного изображения слоя возможно из срезов в диапазоне 0,5-10 мм. Тонкими считаются срезы 1-1,5мм, очень тонкими – менее 1 мм.

Выбор необходимой толщины зависит от вида исследования и от размера объектов, которые необходимо визуализировать.

1.6. Временная разрешающая способность (ВРС)

ВРС – время, затраченное на сбор данных, необходимых для построения изображения. Высокая ВРС позволяет быстро производить съемку и быстро получать изображение. Преимущества высокой ВРС:

— возможность качественной съемки сердца;

— возможность просканировать протяженные области на одной задержке дыхания, что особенно важно пациентам, которым трудно задерживать дыхание – детям, пациентам в тяжелом состоянии;

— провести исследование с высокой скоростью пациентам в критическом состоянии;

— избежать появления артефактов из-за движений пациента (опять же, в первую очередь – это дети) и движения органов;

— снижение риска пропуска патологий за счет съемки на разных стадиях движения органов (например, смещение легких из-за съемки на разных вдохах, которые могут отличаться по глубине);

— повышение точности «попадания» в нужную фазу контрастирования, возможность съемки за один оборот нескольких фаз контрастного усиления.

ВРС зависит не только от скорости оборота гентри, но и от размера области, которая может быть обследована за один оборот, и от скорости считывания информации.

1.7. Современные КТ

В настоящий момент наиболее распространены КТ третьего поколения – спиральные многосрезовые КТ (МСКТ), для которых характерно:

— непрерывное синхронное вращение трубки и детектора совмещено с непрерывным поступательным движением стола.

— детектор состоит из несколько рядов, что позволяет за один оборот трубки сканировать бОльшую область и получать большее количество срезов (до 640).

Непрерывное движение системы при сканировании и многорядность детектора значительно сократили время исследования. Высокая скорость сканирования позволяет получать более четкие изображения с меньшими артефактами от физиологических движений, т.е. улучшается качество изображений движущихся органов грудной клетки, брюшной полости. Возможность быстро обследовать объекты большой протяженности позволяет производить качественные исследования сосудов и проводить сканирование на одной задержке дыхания.

1.8. Количество рядов и количество полученных срезов

В связи с тем, что слишком дорого оснащать каналом передачи данных каждый отдельный ряд детектора, в некоторых КТ используется считывание и оцифровка сигналов от нескольких рядом расположенных элементов – то есть количество рядов детектора не всегда равно количеству каналов считывания. Именно от количества каналов считывания, а не от количества рядов детектора зависит максимально возможное количество получаемых срезов. Таким образом, не всегда количество рядов = максимальному количеству срезов.

Например, при 8 рядах детекторов может быть:

— 4 канала считывания. Соответственно, за 1 оборот можно получить не более 4 срезов.

— 8 каналов считывания. Соответственно, за 1 оборот можно получить до 8 срезов.

Вариант, когда количество каналов считывания не соответствует количеству рядов, уменьшает себестоимость модели.

1.9. Плюсы увеличения области исследования

Чем больше размер детектора, тем большая область может быть просканирована за один оборот. Использование детектора большого размера в сочетании с высокой скоростью оборота гентри позволяет очень быстро произвести съемку достаточно протяженной области. Это качество особенно важно для следующих исследований:

— компьютерная ангиография (если покрытие маленькое, сканирование занимает больше времени. За это время контраст может полностью уйти из зоны интереса и потребуется его повторное введение и повторное сканирование);

— исследования сердца (нужно успевать произвести сканирование в промежутках между сокращениями);

— исследования детей (т.к. им трудно не шевелиться и задерживать дыхание);

— исследования пациентов с тяжелыми травмами, в критических состояниях.

Для исследований сердца наиболее подходящими являются CT от 64 срезов. Сейчас 32-срезовые модели используются для кардиосъемки в неспециализированных ЛПУ, а в специализированных – CT от 64 срезов..

В настоящее время выпускаются CT с количеством рядов от 2 до 320. Минимальная ширина элемента детектора составляет 0,5-0,75 мм.

CT, позиционирующиеся как 640-срезовые, на самом деле являются 320-срезовыми моделями с программным удвоением.

Примерное разделение специализации CT по количеству срезов:

— 2-4 среза (крайне редко 10) – уходящие аппараты, могут использоваться для исследования конечностей, позвоночника, брюшной полости. У многих из них не хватает скорости качественно провести контрастные исследования, на них невозможно качественно снять грудную клетку из-за длительного времени сканирования. Могут использоваться для скорой помощи (с ограничениями – ОГК, головной мозг).

— 16-32 – все исследования, кроме сердца (на 32 потенциально возможно, но лучше от 64), для любого учреждения.

— 64-128 срезов – дает преимущества для полноценной съемки сердца.

— выше 128 – для использования в экспериментальной медицине, для крупных научных центров.

2.1. Принцип получения изображения

Если двумерное плоское изображение состоит из пикселей (прямоугольников), то элемент объемного изображения – воксел (параллелепипед).

Каждый воксел характеризуется определенной степенью поглощения излучения, которая зависит от плотности тканей. Множество проекций воксела, полученных под разными углами, позволяет точно рассчитать его плотность. Такой расчет производится для каждого просвечиваемого воксела.

В итоге реконструированный слой проецируется на монитор как двухмерное изображение.

За счет того, что при КТ рассчитываются параметры для каждой отдельно взятой точки, КТ-изображение гораздо контрастнее теневых рентгеновских изображений – примерно в 200 раз.

2.2. Визуализация плотности тканей

2.2.1. Шкала Хаунсфилда

Цифровая шкала, отражающая плотность воксела, называется шкалой Хаунсфилда. То есть фактически эта шкала отражает используемый в КТ диапазон оптических плотностей.

В таблице приведены примеры плотности некоторых тканей в единицах по шкале Хаунсфилда (НU).

поджелудочная железа, почки

2.2.2. Понятие «окна»

В связи с тем, что все оттенки шкалы Хаунсфилда глаз различить не в состоянии, при просмотре шкала серого придается ограниченному интервалу шкалы НU. «Окно» в КТ – интервал отображаемой плотности по шкале НU (в рутинной рентгенодиагностике это понятие соответствует отображаемому интервалу динамического диапазона).

Для каждого типа тканей характерен свой диапазон плотности, и, соответственно, свое окно – например, окно для просмотра костной структуры, окно для просмотра легочной ткани и т.д.

Чаще всего при диагностике необходимо использовать минимум два окна. Например, при подозрении на опухоль мозга с помощью мозгового окна выявляют наличие опухоли в веществе мозга, а помощью костного – определяют прорастание опухоли в кости черепа.

2.3. Реконструкция изображений

После получения данных со всех проекций производится реконструкция изображений.

2.3.1. Первичная реконструкция

Первичная реконструкция срезов – простейший инструмент КТ-диагностики, при котором получают 2D изображения срезов.

2.3.2. Вторичная реконструкция

После анализа 2D изображения можно реконструировать срезы с другими параметрами (отличными от установленных перед исследованием – например, с другой толщиной), а также использовать другие виды реконструкций – построение изображений срезов в различных произвольных плоскостях, построение объемных моделей и пр.

2.4. Параметры качества КТ-изображения

2.4.1. Пространственная разрешающая способность (ПРС)

Высокая ПРС обеспечивает четкую визуализацию мелких деталей. Пространственная разрешающая способность (далее – «разрешение») в основном определяется размером пикселя детектора. Среднее разрешение КТ – 1,5-3 пл/мм, наиболее распространенный показатель 2-2,5 пл/мм.. При сравнении разрешения рентгеновских изображений необходимо всегда помнить, что в КТ принято указывать разрешение в линиях или в парах линий на см, а не на мм.

Также в КТ пространственное разрешение может обозначаться не посредством количества линий, а через функцию MTF, дающую представление об изменении амплитуды сигнала в зависимости от разрешения. Чем ниже показатель MTF – тем выше разрешение изображения. Относительно невысокое пространственное разрешение КТ компенсируется очень высоким контрастным разрешением, существенно более высоким по сравнению с обычными рентгеновскими изображениями.

«КТ с высоким разрешением» не является каким-то отдельным видом КТ. Под этим термином понимается совокупность мер, направленных на увеличение качества итоговых изображений. Чаще всего это:

— съемка на малом фокусном пятне,

— выбор максимально тонкого среза.

Наиболее высокое разрешение требуется при исследовании легких и костей (детализация костной структуры).

2.4.2. Контрастная разрешающая способность (КРС)

Высокая КРС обеспечивает видимость близко расположенных объектов, незначительно отличающихся по плотности.

Под низкоконтрастной КТ понимают не получение низкоконтрастного изображения, а возможность выявления на изображении низкоконтрастных деталей. Наиболее важно это при исследовании мягких тканей.

2.4.3. Отсутствие артефактов

Артефакты при КТ могут возникать по множеству причин – движение пациента, металлические включения, недостаточность данных и т.д.

Наиболее существенной проблемой остается наличие металла в тканях, что накладывает ограничение на исследования пациентов с металлическими конструкциями (например, после переломов).

Для снижения выраженности артефактов используются в основном специальные способы предобработки изображения (фильтры).

I. ПРОВЕДЕНИЕ И ПАРАМЕТРЫ КТ-ИССЛЕДОВАНИЯ

3. Этапность КТ-исследования

Стандартные этапы КТ-исследования:

— Позиционирование пациента и штатива.

— Обзорное сканирование, получение топограммы.

— Планирование точной области исследования по топограмме.

— Выбор параметров исследования.

— Основное сканирование, сбор и обработка данных.

— Реконструкция. Предварительная оценка достаточности полученных данных.

— При необходимости – повторное сканирование. Если дополнительного исследования не требуется – сохранение результатов, отправка на сервер или АРМ врача.

— Анализ результатов. Дополнительные реконструкции.

4. Подготовка и обзорное сканирование

4.1. Подготовка к исследованию

В большинстве случаев специализированной подготовки пациента не требуется. Пациент при исследовании находится в сознании. В случаях серьезных психических расстройств возможно применение легких успокаивающих препаратов.

Для предупреждения появления артефактов необходимо, по возможности, изъять у пациента все металлические предметы.

4.2. Положение пациента и штатива

Стандартное положение пациента – лежа на спине, головой по направлению к гентри. В большинстве случаев гентри находится в прямом положении, без наклона. Довольно часто при КТ необходима задержка дыхания, чтобы избежать нечеткости изображения от движения органов.

При исследовании желательно поместить интересующую область в центр поля (аналогично, как и при обычных рентгеновских исследованиях).

4.3. Обзорное сканирование, получение топограммы

Топограмма выглядит как обычный рентгеновский снимок. С помощью топограммы определяется область исследования, позиционируется пациент и стол, ориентируется гентри по отношению к плоскости, в которой лежат интересующие структуры.

Для получения топограммы трубка и детектор фиксируются, передвигается только стол (принцип получения изображения – аналогично сканирующим рентгенографическим системам). Обычно топограмма снимается в прямой и/или боковой проекции.

5. Параметры основного сканирования

5.1. Область исследования

5.1.1. Длина и ширина сканирования

Область сканирования выбирается прямо на топограмме расширением или сужением границ виртуальной прямоугольной «рамки». Некоторые модели КТ позволяют увеличить зону сканирования за пределы топограммы – путем прибавления определенного количества срезов в сторону по направлению к гентри и от гентри. Это полезная возможность, если при съемке топограммы нужная область не захвачена целиком.

5.1.2. Поле сканирования

В связи с тем, что приемник и излучатель описывают окружность вокруг пациента, то полноценному сканированию подвергается ограниченная область. Эта область называется полем сканирования (SFOV). Вне этой области невозможно собрать достаточное количество данных.

Максимальное поле сканирование одинаково практически у всех производителей и составляет 50 см.

Мультисканирование используется в тех случаях, когда одному пациенту необходимо исследование разных анатомических областей, например черепа и брюшной полости. В этом случае производится последовательное их сканирование – сканируется сначала одна, а затем другая область.

5.2. Толщина среза

5.2.1. Основные понятия

На рисунке схематично изображено исследование на КТ с шириной элемента детектора (ШЭД) 1 мм. При сканировании будут считываться данные со срезов толщиной 2 мм. Предположим, что нужная область будет исследована за 1 оборот трубки. Реконструкция среза будет проведена с толщиной 4 мм.

Толщина среза, с которым производится сканирование и с которого считываются данные, называется толщиной среза сканирования и обозначена на рисунке S. При высоком значении S сканирование производится с толстыми срезами, при уменьшении S – сканирование с тонкими срезами.

Толщина, с которой будет проведена первичная реконструкция срезов, называется эффективной толщиной среза, обозначена на рисунке SW.

Реконструкция среза может быть произведена с толщиной, равной или большей, чем толщина среза сканирования. То есть в приведенном примере мы не можем реконструировать срез с толщиной менее 2 мм.

5.2.2. Необходимое значение толщины среза

При сканировании тонкими срезами пространственная разрешающая способность будет максимальной, при этом контраст будет ниже. Поэтому при выборе толщины среза сканирования нужно соблюсти разумный баланс между разрешением и контрастом.

Возможные варианты значения S, и SW определяются производителем, а не выбираются произвольно. Например, в некоторых моделях КТ с четырьмя рядами детекторов шириной 1 мм значения S могут быть равны 1 и 2, а значение 3 мм выбрано быть не может.

5.3. Параметры экспозиции

Логика выбора параметров кВ и мАс при КТ, в принципе, аналогична логике при обычных рутинных Rg исследованиях.

Для исследований, при которых не требуется высокое контрастное разрешение, используются более низкие значения мАс.

5.4. Использование контраста при КТ

5.4.1. Цели применения контраста при КТ

Контрастирование производится для лучшей визуализации органов с низкой естественной контрастностью. Также контрастирование позволяет провести оценку динамики прохождения контраста – отследить прохождение контраста за определенный промежуток времени, позволяет оценить распространение и накопление контраста тканями (например, большинство опухолей и метастазов активно накапливают контраст).

5.4.2. Прием контраста внутрь

Прием контраста внутрь практикуется для исследования ЖКТ, а также для исследования других органов брюшной полости и малого таза – для того, чтобы дифференцировать кишечник от других органов. Применяется редко.

5.4.3. Внутривенное введение контраста

Внутривенное (в/в) введение контраста применяется для:

— оценки кровоснабжения органов;

— поиска наличия и источника внутреннего кровотечения;

— поиска очаговых изменений (наиболее часто – в печени).

Контраст может вводиться вручную или с помощью инжектора – автоматического шприца, на котором можно запрограммировать количество контраста, скорость его введения и прочие параметры.

При необходимости можно установить задержку начала съемки от момента начала ввода контраста – чтобы контраст успел дойти до зоны интереса.

Обычные стандартные инжекторы – одноколбовые. В колбу заправляется контраст. Колбы могут быть одноразовыми и многоразовыми.

Помимо контраста, при CT-исследованиях дополнительно вводят физраствор (после контраста). Физраствор используется для «проталкивания» болюса и для «запирания» контраста, чтобы он не размывался кровотоком. Это позволяет снизить количество контраста, что важно и точки зрения стоимости исследования, и с точки зрения здоровья пациента.

Использование физраствора актуально для всех исследований, но особенно это необходимо при исследованиях с небольшим объемом контраста, например, для кардиоисследований – при съемке сердца контраст может вводиться несколько раз небольшими количествами.

Если инжектор с одной колбой, то в колбу последовательно набирается контраст и физраствор (последовательность зависит от того, куда направлена верхушка колбы) – так, чтобы физраствор «лежал» слоем на контрасте. При этом сложно полностью избежать смешения слоев.

Двухголовочные инжекторы позволяют одновременно использовать две разные колбы – одну для контраста, вторую – для физиологического раствора.

При использовании бесколбового инжектора колбы вообще не нужны – в него можно заряжать заводские флаконы. Это сокращает время подготовки к исследованию, позволяет исключить процесс обработки многоразовых колб, при использовании одноразовых колб – обеспечивает существенную экономию. Все бесколбовые инжекторы – двухголовочные.

5.5. Протоколы исследования

В КТ заложены готовые протоколы исследований с готовым набором параметров, аналогично программам органоавтоматики в аппаратах рутинного рентгена. В протоколах бОльшая часть параметров может быть изменена, например, выбрана другая толщина среза и т.д.

Обычно протоколы разделяются по следующим уровням:

— Выбор типа сканирования – пошаговое или спиральное.

— Выбор детского или взрослого протокола.

— Выбор области исследования – голова, грудная клетка и т.п. Детализация довольно укрупненная – отдельным видом выделяются немногие специфические исследования, например, перфузия головного мозга.

В протоколах бОльшая часть параметров может быть изменена. Изменения могут быть сохранены в этом же протоколе, измененный протокол можно сохранить как новый, также можно изменить параметры только для конкретного текущего исследования.

6. Реконструкция данных

6.1. Порядок реконструкции

В большинстве систем используется следующий порядок построений:

— На АРМ (консоли) оператора производится первичная реконструкция срезов с параметрами, заданными перед исследованием. Оценивается достаточность полученной информации – не нужно ли проводить повторное сканирование (на этом этапе присутствует врач). При необходимости используется MPR или объемная реконструкция для оперативной диагностики. Затем данные пересылаются на АРМ врача или сервер.

— На АРМ врача осуществляется более тщательная работа с изображениями. При необходимости производится дальнейшее изменение толщины слоя, использование расчетных модулей, применение MPR и объемной реконструкции

В отличие от рутинного рентгена, АРМ оператора компьютерного томографа имеет большой набор различных функций для реконструкции изображения. Это необходимо для того, чтобы можно было сразу сделать первичную оценку и, при необходимости, провести дообследование.

6.2. Мультипланарная реконструкция

MPR может производиться как в стандартно ориентированных плоскостях, так и в произвольных – косых, искривленных и т.д. При MPR толщина реконструируемого среза выбирается произвольно – по необходимости, в зависимости от размеров объектов, которые нужно визуализировать. MPR позволяет реконструировать не только срезы стандартной ориентации, но и произвольные: боковые, косые, ломаные, изогнутые. MPR также позволяет реконструировать срезы с другой толщиной.

Преимущества MPR – это:

— возможность выбора среза, ориентированного наилучшим для анализа образом;

— возможность выбора срезов различной толщины.

Данный метод востребован практически для всех исследований.

6.3. Объемная реконструкция

Объемные модели ценны тем, что предоставляют возможность изучения пространственного расположения исследуемых объектов. Ценность объемных моделей очень высока для планирования операций, т.к. они позволяют оценить точное расположение объекта, близость крупных сосудов, объем оперативного вмешательства. Также благодаря данному методу, можно провести некоторые исследования без обычного инструментального вмешательства (например, виртуальная эндоскопия, ангиография).

Объемная визуализация или рендеринг – VR (volume rendering) – метод создания объемных моделей. VR позволяет получить разнообразные объемные модели не только отдельно взятых органов, но и органов в их естественном окружении.

На объемной модели можно оценить и анатомию органов, и проанализировать их взаимное расположение – например, сосудов, костей, патологических изменений. Поэтому VR частоиспользуеься для планирования операций – очень важно четко представлять, какие зоны органа захвачены очагом поражения, насколько близко расположены сосуды и т.д. Это позволяет эффективно спланировать хирургическое вмешательство, оценить его объем и минимизировать риски, а повысить «органосохранность» — то есть свести к минимуму повреждение органа.

Технология 4D реконструкции позволяет получать объемные модели органов в реальном режиме – например, объемную модель сердца с визуализацией его реальных сокращений. То есть при использовании данного метода мы получаем не только объемную, но и движущуюся модель.

Данный метод относительно новый, находится фактически в стадии опытной эксплуатации. Клиническая ценность 4D пока не подтверждена.

7. Общие сведения о КТ-исследованиях

7.1. Стандартная визуализация

Стандартное КТ-исследование представляет собой спиральное или пошаговое сканирование с последующей реконструкций 2D-изображений срезов нужной ориентации, мультипланарной или объемной реконструкция. Для многих случаев стандартной визуализации вполне достаточно. Но существует ряд заболеваний, при которых необходимо проведение специализированных КТ-исследований, которые описаны ниже.

7.2. КТ-ангиография (КТА)

7.2.1. Применение КТА

КТА, аналогично обычной (=инвазивной, «прямой», катетеризационной) ангиографии, применяется как для оценки состояния самих сосудов (наличие стенозов, аневризм и прочих патологий), так и для исследования органов (например, с помощью КТА можно обнаружить разрастание сосудов, свидетельствующее о наличии опухоли).

Для усиления визуализации сосудов применяют внутривенное введение контраста.

Главное преимущество КТ-ангиографии перед традиционной ангиографией – это отсутствие хирургического вмешательства. В связи с быстрым развитием КТА большая часть диагностических ангиографических исследований перешла на КТ, в первую очередь – КТА головного мозга в связи с высоким риском инсульта после прямой ангиографии.

В ряде случаев КТ является предварительным исследованием. Например, если при КТА сосудов сердца просветы сосудов изменены, то это является показанием для прямой коронарографии, в случае нормы прямая коронарография не проводится. Также КТА коронарных сосудов используется для планирования ангиопластики и стентирования (если на проведение КТ есть время, то есть не в экстренных случаях).

При работе с изображениями КТА, помимо визуального анализа, используются следующие функции:

— выделение сосудов на изображении (сегментация);

— использование сосудистого пакета – расчеты, специальные возможности (описаны далее);

— построение объемных моделей.

Все КТ-исследования сосудов разделяются на исследования коронарных сосудов и прочих сосудов, (иногда называемых периферическими, что не очень корректно). Такое разделение обусловлено тем, что проведение КТА сердца существенно отличается от КТА других сосудов – постоянные сокращения миокарда требуют применения других алгоритмов съемки, также для исследования коронарных сосудов требуются дополнительные расчетные модули, например, анализ содержания кальция.

7.2.2. Сосудистый пакет

Для оценки состояния сосудов и планирования операций используется:

— измерение просвета сосуда;

— расчет процента стеноза (зон сужения сосуда);

— расчет объема и плотности атеросклеротических бляшек;

— анализ содержания кальция в стенках коронарных артерий – для определения степени их кальциноза и, соответственно, риска развития стенокардии и/или инфаркта;

— эндоскопический вид сосуда (вид сосуда «изнутри»)

7.2.3. Пакет для подбора стентов (планирование стентирования)

— В случае, если сосуд сужен очень сильно, для восстановления его проходимости необходимо установить стент – специальную конструкцию, изнутри расправляющую и удерживающую нормальное состояние стенки сосуда. Для простых форм стентов (например, цилиндрических), стент подбирается из набора существующих размеров – по диаметру сосуда. Для планирования стентирования сложными стентами (раздвоенными, сложной ассиметричной формы и пр) применяется специализированный модуль, имеющий набор шаблонов таких стентов, что позволяет подобрать точный размер..

Участок сосуда, в который планируется установка стента, измеряется по определенным точкам и формируется таблица для заказа изготовления стента по точным размерам пораженного сосуда.

7.3. Исследования кровоснабжения (перфузии)

Перфузия – прохождение крови через органы и ткани. При исследовании перфузии производится оценка накопления контраста в патологически измененных тканях, оценка кровоснабжения органа, скорости прохождения контраста, объем его накопления. Так как кровоснабжение здоровых и больных тканей существенно различается, оценка перфузии позволяет выявлять различные патологии.

Особенно востребовано исследование перфузии в онкологии, а также при ишемическом инсульте головного мозга. В онкологии исследование перфузии позволяет оценить размер и кровоснабжение опухоли, оценить распространенность процесса, проводить мониторинг роста опухоли и контроль лечения. Так как исследование перфузии дает представление о кровотоке, то даже при постоянном размере опухоли или метастаза можно оценить их состояние – например, после химиотерапии опухоли кровоток в ней существенно снижается или совсем прекращается при сохранении размера. Поэтому можно уверенно говорить об успешности лечения.

Исследование перфузии при ишемическом инсульте позволяет оценить текущее соотношение погибших и потенциально восстановимых тканей. На основании этого принимается решение о дальнейшем лечении. Важно сделать это в максимально короткие сроки – до 4 часов после инсульта.

При исследовании перфузии измеряется ряд значений, по которым можно сделать выводы о скорости накопления контраста тканями, скорости его прохождения и т.д. Дополнительно к расчетам строятся цветные карты, на которых интересующие параметры отображены различными цветами.

Исследования перфузии разделяются на исследования следующих органов:

— «общая перфузия» – прочие органы (в основном это – селезенка, предстательная железа, поджелудочная железа).

Печень и головной мозг имеют нестандартную схему кровотока, поэтому для проведения исследования необходимы специальные параметры съемки и схемы расчетов. Сердце, как постоянно движущийся объект, требует особенных параметров съемки.

При исследовании перфузии внутривенно вводится контраст и зона интереса постоянно сканируется в течение определенного времени, то есть движения стола не происходит. В связи с этим размер ширина приемника имеет очень высокое значение, т.к. именно этим определяется область, исследования перфузии которой может быть проведено одномоментно.

Денситометрия – это количественная оценка оптической плотности тканей.

— костная денситометрия (отдельный расчетный модуль). Применяется для диагностики остеопороза и контроля эффективности его лечения, при диагностике опухолей костей;

— денситометрия легочной ткани применяется для выявления заболеваний легких (в первую очередь – эмфиземы);

— денситометрия отдельных патологических очагов – например, при подозрении на опухоль оценивается плотность в предполагаемой зоне патологии.

7.5. Виртуальная эндоскопия

Разновидность объемного моделирования, позволяет моделировать эндоскопические исследования. С помощью виртуальной эндоскопии возможно получить «вид изнутри» полых органов, заменяя таким образом классические эндоскопические исследования желудка, кишечника, бронхов, эндоваскулярные и прочие исследования. Наиболее распространенное исследование – виртуальная эндоскопия толстого кишечника (колонография, колоноскопия), бронхоскопия.

эндоскопический вид кишечника

При проведении виртуальной эндоскопии врач может «перемещаться» внутри исследуемого органа так же, как и при обычной эндоскопии и оценивать внутреннее состояние органа с точки зрения наличия каких-либо патологических изменений.

Ограничение КТ-эндоскопии, в отличие от обычной – невозможность оценки истинного цвета внутренней оболочки органа.

7.6. Использование систем CAD

CAD (Computer Aided Detection) – система компьютерного распознавания образов. Основная задача CAD – выявление областей высокого риска. CAD не снимает задачу диагностики с рентгенолога, а лишь указывает ему на потенциально опасные участки – зоны, в которых, возможно, присутствуют какие-либо патологические образования. Врач должен проанализировать отмеченную зону и сделать вывод о наличии/отсутствии патологии.

В КТ CAD используется при исследовании толстого кишечника и легких.

7.6.1. CAD в виртуальной колоноскопии

При исследовании толстого кишечника – виртуальной колоноскопии – CAD определяет и отмечает участки слизистой, «подозрительные» с точки зрения наличия опухолей или полипов (полипы часто перерождаются в опухоли).

голубым цветом CAD отметила «подозрительные» участки кишки

7.6.2. CAD в исследовании легких

При исследовании легких CAD отмечает узелковые образования, которые потенциально могут являться опухолевыми образованиями.

Вмеcте с CAD применяется специализированный модуль анализа узелковых образований в легких. Основная задача – оценка динамики узелковых образований. Каждый узелок выделяется на изображении и система запоминает его местонахождение, определяет диаметр, площадь, плотность. При анализе изображения, сделанного через промежуток времени, по установленным меткам можно найти все отмеченные образования и вычислить их новые параметры. После этого автоматически производится построение сравнительной таблицы – для каждого образования выводятся старые и новые параметры, подсчитывается разница в значениях. Благодаря этому модулю можно точно оценить – изменились ли патологические образования, если да – насколько, появились ли новые.

7.7. Специализированные методы для кардиоисследований

7.7.1. Анализ содержания кальция в стенках коронарных сосудов

С помощью этого модуля определяется объем кальция на стенках сосудов, что позволяет оценить риск развития инфаркта. Модуль работает по принципу автоматического определения плотностей – система маркирует области определенной плотности и рассчитывает объем этих областей.

7.7.2. Анализ деятельности левого желудочка

Используется специальный расчетный модуль. Анализ деятельности ЛЖ аналогичен соответствующему исследованию, проводимому методом прямой ангиографии. Оценивается сокращение стенки и объем выброса ЛЖ. Для проведения анализа необходимо получение изображения, синхронизированного с ЭКГ. Помимо визуального анализа сокращений и состояния стенок, получают ряд значений, характеризующих сокращение стенок левого желудочка и его объемные показатели.

7.1. Интервенционная КТ (ИКТ)

ИКТ – это применение КТ для контроля хирургических манипуляций.

ИКТ в большинстве случаев используется для биопсий. КТ эффективна для проведения биопсий, требующих высокой точности, особенно в случаях, когда патологическое образование расположено в сложнодоступных местах или близко к органам, повреждение которых вызовет серьезные последствия. Наиболее распространенная область применения – вертебропластика, биопсии позвонков. Также использование КТ обосновано для проведения биопсий образований, которые расположены в низкоконтрастном окружении – в печени, головном мозге. Это делает ИКТ востребованным методом в онкологии.

В настоящее время ИКТ широко не распространена, т.к. является новым методом.

8. Клиническое применение

8.1. Общее применение

В многопрофильных клиниках КТ применяется для:

— исследования патологий сосудов (востребованы при большинстве патологий, т.к. дают представление о кровоснабжении органов и тканей). В основном применяется КТА в совокупности с расчетами;

— исследования костных структур (конечности, позвоночник) в травме, ортопедии, онкологии, гинекологии. Обычное сканирование и костная денситометрия;

— исследования любых органов для дифференциации патологий или уточнения диагноза – например, доброкачественное или злокачественное образование. Обычное сканирование, денситометрия легочной ткани, КТА, перфузия;

— исследование кишечника – виртуальная колоноскопия;

— исследование бронхов – виртуальная бронхоскопия.

Практически всегда сперва проводится обычное КТ-исследование нужной области. Применяется стандартная визуализация результатов – анализ 2D-изображений срезов, с использованием мультипланарной реконструкции или без нее, при необходимости – анализ объемных моделей. Часто обычного сканирования достаточно для достижения целей исследования. Но, если требуется, после стандартного сканирования проводятся специализированные исследования – КТ-ангиография, исследование перфузии и пр.

Специализированное исследование может быть проведено и без первичного стандартного – если оно проводится повторно, или перед ним проводились исследования других видов (УЗИ, обычная ангиография), то есть уже точно определена необходимость проведения специализированного исследования, ясны цели и области исследования.

В неврологии КТ в основном применяется при опухолях головного мозга (ГМ), инсультах, серьезных травмах, патологиях сосудов.

— Помимо стандартной визуализации, широко применяется исследование перфузии ГМ, в первую очередь – при ишемических инсультах, чтобы определить объем потенциально жизнеспособных тканей и назначить эффективную схему лечения.

— При патологиях сосудов ГМ востребована КТ-ангиография со стандартными расчетами стенозов.

— Для планирования операций на ГМ (анализ объема оперативного вмешательства, оценка взаимного расположения костей и сосудистого русла, близость опухолей к кровеносным сосудам и т.п.) используется построение объемных моделей.

Несмотря на то, что КТА и исследование перфузии ГМ можно проводить на ограниченной области (в месте скопления крупных сосудов), увеличение зоны охвата при исследовании очень желательно, то есть, чем шире приемник – тем лучше.

В кардиологии КТ в первую очередь, применяется для исследования патологий коронарных сосудов. Для всех исследований сердца востребовано построение объемных моделей, т.к. это помогает уточнить анатомию сосудов и клапанов.

— Наиболее распространенное применение КТ в кардиологии – анализ стенозов, для чего используют КТА и сосудистый пакет.

— Также становится востребован модуль анализа кальция в коронарных сосудах, помогающий оценить риск возникновения сердечных заболеваний.

— Помимо сосудов, в кардиологии исследуют состояние и деятельность самого сердца. В первую очередь, это анализ деятельности левого желудочка, для которого используется специальный расчетный модуль.

— Исследования пороков сердца особенно востребованы при планировании операций (обеспечивается возможность получить точные размеры клапанов сердца).

В связи с постоянным движением сердца, его съемка сильно затруднена. Фазы сердечного цикла, при которых движения сердца незначительны, крайне малы. Поэтому основные требования к КТ для исследования сердца – наименьшее время съемки и наибольшая зона охвата.

При проведении КТ сердца требуется обязательное отслеживание ЭКГ, а в отдельных случаях – и синхронизация съемки с ЭКГ – проведение сканирования в фазе наименьшего сокращения сердца.

Доза, получаемая пациентом при КТ сердца – одна из самых высоких, в два и более раз по сравнению с прочими исследованиями. Поэтому снижение лучевой нагрузки для КТ сердца представляется особенно важной задачей.

Основные цели проведения КТ-исследований в онкологии – поиск первичных опухолей и метастазов, оценка доброкачественности или злокачественности опухолей, оценка динамики заболевания и результативности лечения.

— В онкологии, помимо обычного сканирования, используется КТ высокого разрешения и низкоконтрастная КТ (которая в онкологии даже более важна, т.к. опухолевые очаги трудноразличимы именно из-за того, что сливаются по плотности с окружающими тканями. Особенно это касается печени и головного мозга).

— Помимо стандартной визуализации, очень востребованы КТА и исследование перфузии (головной мозг, печень и пр), т.к. кровоснабжение органа существенно изменяется на разных этапах роста опухоли. Также с помощью КТА можно оценить результат лечения – например, если опухоль успешно облучали, ее ткани умирают и это хорошо видно по изменению ее кровоснабжения.

— Часто используются виртуальные эндоскопические исследования – КТ-колоноскопия и КТ-бронхоскопия. Некоторые производители включают в пакет виртуальной колоноскопии CAD, облегчающую поиск патобразований в толстом кишечнике.

— КТ в онкологии востребована для контроля биопсий, особенно образований в печени и головном мозге, а также для вертебропластики.

— Также в онкологии применяется специализированный модуль анализа узелковых образований в легких, который позволяет оценить прогресс заболевания и успешность лечения.

— Для планирования операций так же, как и в других областях, используется построение объемных моделей.

При использовании КТ во фтизиатрии, кроме обычного сканирования, используют КТ легких высокого разрешения.

Помимо стандартной визуализации, востребовано использования модуля анализа узелковых образований, возможность определения плотности легочной ткани (денситометрия легких).

8.6. Экстренные исследования

Для экстренной диагностики КТ применяется чаще всего в следующих случаях:

— политравмы – используется обычное сканирование и стандартная визуализация для определения количества, местоположения и типа повреждений. При политравмах обследуется сразу несколько областей – череп, грудная клетка, брюшная полость, таз. Наиболее серьезными повреждениями являются повреждения головного и спинного мозга, разрыв внутренних органов. КТ позволяет быстро найти повреждения, определить их тяжесть и корректно расставить приоритеты оказания помощи. Особенно важно для пациентов без сознания, когда невозможно оценить жалобы;

— инородные тела (чаще всего – при огнестрельных ранениях). С помощью обычного сканирования и 3D – определение точной локализации инородного тело, необходимое для планирования хирургического вмешательства, особенно важно при повреждении сосудов, сердца, позвоночника;

— ишемические инсульты – проведение исследования перфузии позволяет быстро оценить объем жизнеспособных тканей, что, в свою очередь, влияет на принятие решения о тактике лечения ;

— острая загрудинная боль (является симптомом серьезных патологий, требующих немедленного вмешательства, например, инфаркт, расслоение аорты и пр) – проведение КТ в этих случаях позволяет выявить истинные причины загрудинной боли и быстро назначить адекватное лечение;

— острая боль в животе, подозрение на внутреннее кровотечение – КТ позволяет быстро выявить причины и определиться с необходимостью срочной операции.

III. КТ: СКАНЕР И РПУ

Диаметр апертуры гентри – в среднем 70 см. Существуют специальные модели КТ с диаметром апертуры от 80 см. Данные модели применяются в онкологии, где важно, чтобы полные пациенты могли заложить руки за голову, для захвата при сканировании подмышечных лимфоузлов, а также для обеспечение возможности сканирования в той позе, в которой впоследствии пациент будет проходить лучевую терапию,.

Наклон гентри в диапазоне +/- 30° используется для получения косых срезов, данное значение одинаково у всех КТ.

Время ротации – время полного (360°) оборота системы трубка-детектор вокруг объекта. Особенно важна высокая скорость оборота при исследовании быстрых процессов – в первую очередь, это относится к КТ-ангиографии и съемке сердца, исследованиям пациентов в тяжелом состоянии и детей.

Время ротации в современных КТ для рутинных исследований – 0,5-0,8 с, для специализированных исследований сердца – 0,3-0,4 с.

Скорость стола как отдельную величину оценивать бесполезно, т.к. скорость важна в совокупности с временем ротации и некоторыми другими параметрами. Сама по себе высокая скорость стола не дает никаких преимуществ.

Вертикальное перемещение деки стола используется для удобства перекладывания пациента с/на каталку, а также для того, чтобы пациенты с ограниченной подвижностью могли без труда сесть на стол. Несмотря на то, что у моделей КТ разница в диапазоне вертикального перемещения может составлять 10-20 см, в принципе, все они обеспечивают удобное позиционирование пациента.

Дополнительные принадлежности:

— Подушка под колени – для выравнивания позвоночника;

— подставка для удлинения деки стола – если исследование проводится в положении «ногами вперед» (например, стопа), также при необходимости сканирования всего пациента (сочетанные травмы), иногда нужно нарастить деку;

— различные подголовники – например, для удобства съемки с запрокинутой головой;

— ремни для крепления пациента, специализированные детские приспособления.

11.1. Теплоемкость и охлаждение

В среднем теплоемкость трубки КТ значительно выше, чем теплоемкость трубок для рутинной рентгенодиагностики.

Чем протяженнее объект – тем больше время исследования, и тем больше нагревается трубка. Если количество рядов детектора невелико, а параметры трубки не позволяют провести длительное исследование, достаточное для съемки необходимой области, то в этих случаях приходится выбирать толщину среза больше оптимальной.

Диапазон теплоемкости КТ-трубок варьируется от 3,5 до 8 миллионов ТЕ.

Время охлаждения трубки определяет, как скоро можно будет провести следующее исследование. При этом нагрев трубки не должен падать ниже 12%, чтобы аппарат был всегда готов к немедленному началу сканирования, иначе придется проводить предварительный прогрев трубки.

11.2. Фокусные пятна (ФП)

Малое ФП используется для тонких срезов с высоким пространственным разрешением, большое – для КТ обширных областей, для исследований, при которых необходима высокая мощность или высокий контраст.

Размеры ФП могут существенно различаться у разных производителей.

Так же, как в рутинных аппаратах, в КТ используются коллиматоры для придания пучку излучения оптимальной формы – например, узкий пучок для небольших областей исследования или конусовидный, если требуется большое покрытие.

Коллимация в КТ происходит автоматически, при выборе количества и толщины срезов, вручную не корректируется.

В КТ используются два типа фильтров. Первый тип отсеивает низкоэнергетическое излучение по всей площади пучка, а второй ослабляет излучение по краям вне основной зоны интереса. Тип фильтра автоматически выбирается в зависимости от исследования.

12.1. Размер элементов детектора

КТ-детектор – «наборный», то есть состоит из нескольких модулей с определенным количеством элементов детектора.

Ширина элемента детектора – это его размер по продольной оси, т.е. ширина элемента = ширине ряда. Ширина элемента может быть различной у разных производителей, поэтому представление «больше рядов – больше область съемки за один оборот» неверно. Например:

8 рядов с элементами шириной 1 мм => область съемки 8 мм.

16 рядов с элементами шириной 0,5 мм => область съемки 8 мм.

В КТ заложены определенные варианты сканирования – сколько срезов с какой толщиной будет сканироваться за 1 оборот, то есть данный параметр нельзя выбирать произвольно. Варианты сочетаний количество срезов/толщина среза различны у разных производителей, например:

КТ 16 рядов, 16 каналов, ширина элемента 1мм.

16 х 1 мм, 4 х 4 мм, 2 х 8 мм, 2 х 0.5 мм .

16 х 1 мм, 8 х 2 мм, 2 х 8 мм.

12.2. Размер детектора, время и область исследования

Чем больше размер детектора, тем большая область может быть просканирована за один оборот. Использование детектора большого размера в сочетании с высокой скоростью оборота гентри позволяет очень быстро произвести съемку достаточно протяженной области. Это качество особенно важно для следующих исследований:

— исследования детей (т.к. им трудно не шевелиться и задерживать дыхание);

— исследования пациентов с тяжелыми травмами, в критических состояниях.

В настоящее время выпускаются КТ с количеством рядов от 4 до 320. Минимальная ширина элемента детектора составляет 0,5-0,75 мм.

13. РПУ. Экспозиция

13.1. Параметры РПУ

В современных КТ используются РПУ со схожими параметрами:

— мощность 40-120 кВт;

— напряжение 80-150 кВ;

Если РПУ не может обеспечить необходимые значения мАс, то на таких моделях КТ будет невозможно качественно произвести исследование низкоконтрастных областей (например, головной мозг, печень.

13.2. Лучевая нагрузка при КТ

13.2.1. Уровень дозы при КТ

КТ была и остается исследованием с высокой лучевой нагрузкой. Особенно высокой дозой сопровождаются КТ-исследования сердца.

Типичный диапазон КТ-дозы – от 1 до 10 мЗв при исследовании отдельных анатомических областей, при исследовании всего тела – до 20 мЗв. Для сравнения – при обычной рентгенографии ОГК доза составляет 0,4-0,6 мЗв, при КТ ОГК – около 3 мЗв.

13.2.2. Технологии снижения дозы

1.1.1.1. Индивидуальный подбор параметров экспозиции

Производится после съемки топограммы – параметры экспозиции автоматически корректируются, исходя из «плотности» конкретного пациента и, уже скорректированные, используются для основного сканирования.

1.1.1.2. Модуляция анодного тока

Модуляция анодного тока обеспечивает выборочное снижение величины мАс:

— в определенных проекциях. Такой метод называется модуляцией в плоскости XY. В основном используется при съемке таза – в прямой проекции ток снижается, в боковой – повышается;

— на определенных областях. Этот метод называется модуляцией по оси Z. Используется при съемке протяженных областей – например, ток снижается при съемке брюшной полости и повышается при съемке таза.

Некоторые производители предоставляют оба этих метода, причем возможно их одновременное использование.

Считается, что в среднем применение модуляции анодного тока позволяет снизить лучевую нагрузку на 20-40% без ухудшения качества изображения.

14. Новые технологии КТ

14.1. Плавающий фокус

За счет плавающего фокуса удается получить в два раза больше проекций за один оборот гентри и, следовательно, собрать больше данных. Чем больше данных для каждого воксела получено, тем точнее будет воспроизведено его изображение.

Это не только не только улучшает ПРС, но и существенно снижает количество артефактов.

14.2. Две и более системы «излучатель – приемник»

Наиболее сложным КТ-исследованием по-прежнему остается КТ сердца – в связи с выраженными недостатками изображения из-за динамической нерезкости. Предполагалось, что увеличение пар «излучатель-приемник» позволит резко увеличить ВРС. В настоящее время эта технология пока не оправдала себя. Не удалось существенно увеличить ВРС. Обработка данных с нескольких приемников привела к появлению множественных артефактов изображения.

14.3. Основные тенденции развития КТ

В настоящее время основными тенденциями развития КТ является:

— Увеличение скорости оборота гентри – для исследования сердца, легких, динамических исследований, КТ-ангиографии.

— Увеличение протяженности области исследования.

— Увеличение пространственного разрешения.

— Повышение чувствительности детектора.

IV. КТ: АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС

15. Программное обеспечение для работы с изображением

15.1. Группы инструментов для работы с изображением

Для работы с КТ-изображением применяются следующие группы инструментов:

— классические, как для рутинного рентгена (изменение масштаба, линейные измерения и т.п.);

— стандартные функции для работы с любыми КТ-изображениями;

— специализированные пакеты для количественного, качественного и пр. анализа, предназначенные для решения узких диагностических задач.

15.2. Область просмотра изображения

Область просмотра может быть разделена на фреймы, в каждый из которых выводятся разные серии изображений.

Предварительно настроенные раскладки области просмотра могут различаться. На рисунке приведена одна из самых распространенных раскладок. В области (1) расположено основное изображение, в областях (2, 3) – референтные. Референтные изображения служат для ориентации.

Некоторые производители обеспечивают возможность применения функций реконструкции и другой работы с изображениями не только в основном, но и в референтных окнах.

15.3. Функции для анализа КТ-изображения

— представление слоя в виде стандартного набора срезов, применение стандартных функций для их просмотра – проигрывание, посрезовая прокрутка.;

— сегментация тканей определенной плотности. Обычно реализована в двух видах:

— готовый набор для выбора нужного типа тканей – кости, сосуды и пр;

— возможность самостоятельно установить верхнюю и нижнюю границу плотности в НU, определяя таким образом диапазон отображаемых тканей;

— построение «проекций интенсивности». Методы получения проекций интенсивности основаны на выделении объектов с тем или иным уровнем плотности. В зависимости от этого уровня, используют построение проекций с минимальной (MiniIP), максимальной (MIP), средней интенсивностью (Average), что позволяет лучше визуализировать структуры той или иной плотности. Подвид MIP, называемый VIP, позволяет создается эффект затенения структур, расположенных дальше от переднего плана. За счет этого визуализируются объекты, перекрывающие друг друга

— для цветных изображений – выбор цветовых протоколов, выбор уровня «прозрачности» изображения;

— для объемных моделей – возможность перемещения и поворотов, обрезание и вырезание ненужных частей, возможность удаления «лишних» тканей определенной плотности;

— для MPR – задание толщины реконструкции, выбор проекции из набора стандартных или ручная прорисовка нестандартной проекции;

— расчет кальция в стенках коронарных артерий,

— расчет плотности костной ткани (костная денситометрия),

— анализ деятельности левого желудочка,

— модуль эндоскопии (бронхи, сосуды, кишечник),

— системы CAD для кишечника, легких;

— модули для легких – анализ узелковых образований, анализ плотности легочной ткани,

— модули для расчета перфузии.

— Наборы модулей в базовой комплектации могут различаться в зависимости от производителя.

V. КОНЕЧНЫЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

16. Режим работы

Стандартная смена работы – 6 часов. Количество исследований может разниться в зависимости от ЛПУ, но чаще всего на КТ достаточно большой поток пациентов. В крупных ЛПУ исследования проводятся буквально одно за другим.

Норма времени на исследования без контраста – 45 мин, с контрастом – 60 мин.

17. Условия использования оборудования

КТ – дистанционно управляемый аппарат. Соответственно, существует процедурная, в которой установлен сам сканер, и пультовая, в которой устанавливаются АРМ.

Чаще всего в пультовой устанавливаются только АРМ оператора, а АРМ врача выносится за пределы кабинета – например, в ординаторскую.

Пользователями КТ являются оператор (лаборант) и врач-рентгенолог. Оператор КТ имеет очень высокую квалификацию, по сравнению с обычным рентгенолаборантом. Оператор, помимо управления КТ и исследованием, должен уметь производить первичную оценку КТ-изображения, хорошо ориентироваться в параметрах исследования. Обычно операторами КТ становятся очень грамотные лаборанты с большим опытом работы.

Врач-рентгенолог, работающий на КТ, проходит дополнительное обучение. Таким образом, его квалификация также гораздо выше, чем у рентгенолога рутинных исследований. Врачи, работающие на КТ, довольно хорошо разбираются в оборудовании и с энтузиазмом воспринимают новые технологии, методы и пр.

Заработная плата специалистов, работающих на КТ, зависит от ЛПУ – может быть как стандартной, так и довольно высокой.

Иногда ПРС называют геометрической РС.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) в Санкт-Петербурге

(812) 493-39-22

Запишитесь на МРТ по телефону (812) 493-39-22 или заполните форму

Расписание приема МРТ:

ЦМРТ Нарвская
(812) 493-39-22
Среда и воскресенье: с 08:00 до 23:00
ул. Ивана Черных, 29
МРТ аппарат 1,0 Тл

ЦМРТ Старая Деревня
ул. Дибуновская, 45
Четверг, суббота: с 08:00 до 23:00
МРТ аппарат 1,5 Тл

• Как выбрать место МРТ
• Головной мозг
  • МРТ турецкого седла
  • МР-ангиография (сосудистая программа)
  • МРТ энциклопедия головного мозга
  • МРТ шейного отдела позвоночника
  • МРТ поясничного-крестцового отдела позвоночника
  • МРТ энциклопедия позвоночника
  • МР-холангиография
  • МРТ-энтерография (гидро-МРТ)
  • Коленный сустав
  • МРТ энциклопедия коленного сустава

  Получение МРТ изображения.

  Физические основы дают нам представление о источнике сигнала, который затем преобразуется в МРТ изображение. МРТ в СПб дает широкие возможности, так как в любом МРТ аппарате заложено множество программ, которые надо умело использовать для получения надлежащего качества изображения. Открытый МРТ всегда слабее, но этот недостаток компенсируется более длительным временем исследования.

  Импульсные МРТ последовательности

  МРТ получают с помощью импульсных последовательностей, представляющих собой чередование радиочастотных импульсов и градиентных магнитных полей через определенные временные интервалы, измеряемые в миллисекундах. Любая импульсная последовательность состоит из подготавливающего (возбуждающего) модуля, считывающего модуля и завершающего модуля. В процессе подготовки радиочастотный импульс возбуждает систему. Угол возбуждения определяется амплитудой импульса. Второй радиочастотный или градиентный импульс рефазирует систему. Поэтому условно все импульсные последовательности можно разделить на радиочастотные и градиентные, причём те и другие могут быть обычными и ускоренными. В процессе считывания происходит измерение сигнала. Завершающий модуль необходим для восстановления системы.

  К радиочастотным МРТ импульсным последовательностям относят «спин – эхо» и «инверсия – восстановление».

  Импульсная последовательность “спин – эхо” (SE) представляет собой последовательность из 90°- и 180°- импульсов, которые вновь подаются через интервал времени повторения (TR). 90°- импульс приводит к возбуждению системы: продольная намагниченность (Mz) переходит в плоскость X-Y, а поперечная намагниченность (Mx-y) начинает прецессировать с Ларморовской частотой. Затем начинается релаксация. В условиях неоднородности магнитного поля (техническая неоднородность поля магнита и действие малых магнитных полей спинов друг на друга) расфазировка идет с небольшой разницей в частоте прецессии отдельных спинов. При этом за время до прихода 180°- импульса “быстрые” спины уходят на некоторый угол от “ медленных” так как последние не успели релаксироваться до такой степени. 180°- импульс переворачивает конус прецессии, т.е. меняет направление прецессирования на противоположное. Тогда “быстрые” спины вновь догоняют “медленные” и в какой-то момент произойдет повторное сфазирование, т.е. появится поперечная намагниченность. Как следствие возникает сигнал в приемной катушке, обозначаемой ЭХО. От 90°- импульса до эха проходит время равное 2t и называемое эхо – задержкой (TE).

  

  Последовательность спин-эхо и графическое описание намагниченности

  Считываемый МРТ сигнал в общем случае сложным образом зависит от Т1 и Т2 тканей, но поскольку Т2 той же ткани всегда существенно меньше, чем Т1, можно получать МРТ, зависящие от одной из магнитных характеристик. При коротких ТЕ (менее 30 мс) повторное сфазирование большинства протонов не успевает произойти и сигнал практически не зависит от Т2 тканей. В этом случае длительное TR определяет зависимость от протонной плотности, напротив, при коротком ТR получаемые МРТ типично Т1-зависимые (Т1-взвешенные). С уменьшением TR:

  • Сократится время МРТ
  • Увеличится Т1-взвешенность
  • Уменьшится отношение S/N
  • Уменьшится число срезов
  • Увеличится поглощённая энергия

  Достичь Т2-взвешенных МРТ можно лишь при достаточно больших TR (более 2000 мс) и ТЕ (более 100 мс).

  Современные томографы позволяют подавать не один 180°- импульс после 90°, а серию. Такой вариант МРТ со “вставочными” 180°- импульсами называется “множественное эхо” (MSE, или , по имени авторов Carr-Purcell-Meiboom-Gill – сокращенно CPMG). Количество “вставочных” импульсов обозначается ETL (Echo Train Length). Тогда на одном уровне получают серию МРТ изображений, от преимущественно зависимых от протонной плотности до глубоко Т2-взвешенных. Вариант MSE дает возможность количественно определять Т2, исходя из амплитуды сигналов в выбранной точке от каждого из изображений, что рассчитывается автоматически по формуле, заложенной в программном обеспечении томографа. Кроме того, он применяется для сегментации К-пространства.

  Импульсная МРТ последовательность “инверсия-восстановление” (IR) представляет собой чередование 180°- импульса и 90°- импульса. Через интервал TR их чередование повторяется. Первоначальный 180°-импульс переворачивает вектор М в положение –Мz (переводит все спины в антипараллельные), не вызывая ответного сигнала в приемной катушке. Однако он создает отрицательную точку отсчета на оси Z, от которой начинается процесс спин – решетчатой релаксации. Через интервал ТI, называемый инверсионной задержкой, следует 90°- импульс, называемый считывающим. Вместо 90°-импульса можно использовать и градиентный a-импульс, тогда последовательность по типу станет градиентной. За период времени TI происходит восстановление продольной намагниченности. Степень восстановления зависит от Т1 ткани. Т1 зависимость МРТ типа IR всегда высокая.

  Изменения интервала TI, необходимого для восстановления, меняют отображение тканей в серой шкале. При TI короче Т1 данной ткани продольная намагниченность не успевает перейти через нулевую линию серой шкалы и эта ткань остается темной. Для усиления Т1-взвешенности МРТ используют усложненный вариант IRSE, когда после 90°-импульса следует еще один 180° с тем же смыслом, что и в последовательности “спин – эхо”.

  Варианты МРТ с короткими TI называются STIR.

  

  Общий принцип МРТ последовательности STIR

  Особенно важно для диагностики использование нулевой точки, когда при ТI равной In2·T1 или 0,69, Т1 ткань теряет свою контрастность. Таким путем можно подавить нежелательный сигнал от жира, так как он имеет короткое Т1 (порядка 210-220 мс). TI выбирается в зависимости от магнитной индукции МР томографа, для 1,5Т равное 150 мс; 1,0Т – 140 мс; 0,5Т – 120 мс. Подавление нежелательного сигнала от жира имеет широкое применение при МРТ позвоночника, внутренних органов, суставов, орбит.

  

  МРТ последовательность спин-эхо и графическое описание намагниченности.

  В градиентных (GRE) импульсных последовательностях возбуждающий импульс (a-импульс), как правило, меньше 90°. Оптимальный угол, обеспечивающий наибольшее восстановление продольной намагниченности, называется углом Эрнста (Richard R. Ernst, род. 1933, лауреат Нобелевской премии по химии 1991 г.). Угол Эрнста рассчитывается как cos a = exp (-TR/T1). В процессе считывания, которое происходит во время образования ССИ, подаются дефазирующий градиент, а затем равный ему, но противоположно направленный рефазирующий градиент. В результате формируется эхо. Завершающий модуль или отсутствует или заполняется дополнительными градиентами, иногда и радиочастотными импульсами.

  

  Градиентная МРТ импульсная последовательность

  Градиентные МРТ последовательности подразделяются на получаемые в устойчивом состоянии и в неустойчивом состоянии.

  Если TR короче Т1 и Т2 ткани после серии импульсов наступает устойчивое состояние (steady state), при котором продольная и поперечная намагниченности сосуществуют. Поскольку смешанная МРТ взвешенность изображения нежелательна, устраняют (“разрушают”) поперечную, либо продольную намагниченности.

  Поперечную намагниченность удается устранить путем дополнительного приложения градиента разрушающего эхо. Он подаётся в завершающем модуле в направлении кодировки выбора слоя. Такая МРТ последовательность имеет следующие акронимы: FLASH (Siemens), SPGR (GE), T1-FFE (Philips), T1-FAST (Marconi), GE (Hitachi), FE (Toshiba). Ускоренный вариант МРТ получают сегментацией к-пространства (см. дальше).

  Т2-взвешенные изображения МРТ можно получить двумя вариантами. В первом варианте для увеличения поперечной намагниченности в завершающем модуле в направлении кодировки фазы подаётся рефокусирующий градиент. С каждым последующим возбуждающим импульсом остаётся избыточная поперечная (отчасти и продольная) намагниченность. Выраженная Т2-взвешенность достигается только при очень коротких значениях TR и TE. Акронимы такой МРТ последовательности: FISP (Siemens), GRASS (GE), FFE (Philips), GFEC (Hitachi). Во втором варианте Т2-взвешенное МРТ изображение строится из наложившихся друг на друга эхо от первого и последующих импульсов. Такое возможно только при маленьких углах возбуждения и очень коротких TR. Импульсные последовательности данного типа называют градиентными Т2-взвешенными с усиленной контрастностью. Используются следующие акронимы: PSIF (Siemens), SSFP (GE), CE- T2-FFE (Philips). Данные импульсные МРТ последовательности отличается Т2-взвешенностью, однако из-за низкого сигнала и выраженной чувствительности к двигательным артефактам практически не применяется.

  Тип взвешенности градиентных МРТ последовательностей зависит не только от TR и ТЕ, но и от угла возбуждения. Чем ниже угол возбуждения, тем более Т2-взвешенное МРТ изображение получается.

  Построение изображения

  Благодаря импульсным МРТ последовательностям можно получить сигналы, исходящие от ядер. Чтобы построить МРТ изображение, надо узнать расположение этих ядер в объекте. Для этого используют градиенты. Градиенты представляют собой слабые магнитные поля, периодически накладываемые на основное поле. Их сила лежит обычно в пределах 10 – 45 мТ/м. Градиенты подаются по трём осям пространства.

  Кодировки градиентов по осям.

  поперечная	сагиттальная	корональная
  X	частота	срез	фаза
  Y	фаза	фаза	срез
  Z	срез	частота	частота

  Одновременно с радиочастотным импульсом подается градиент выбора слоя. Градиент создает ступенчатую неоднородность поля. Тогда только в одной из “ступенек” магнитная индукция будет соответствовать резонансной частоте. В соседних “ступенях” она будет выше или ниже, а следовательно явления ЯМР в этих слоях происходить не будет. Благодаря этому градиенту выбирается срез в плоскости, перпендикулярной его подачи. Например, если градиент направлен по оси Z (вдоль тела пациента), то томограммы получатся в поперечной плоскости. Такой вариант получения срезов обозначается как 2D.

  

  Принцип действия градиента выбора слоя

  После выбора слоя надо определить положение ядер внутри его. Это достигается кодировкой фазы и частоты. Фазовый градиент включается кратковременно после каждого эха шагами вдоль пространства. С каждым шагом меняется амплитуда градиента. Согласно уравнению Лармора, с увеличением силы магнитного поля возрастает частота прецессии. Следовательно фаза (f = wt) от одного градиента к соседнему будет меняться на величину Df. Чем больше число шагов, тем выше разрешение, то есть число линий матрицы. С каждым шагом осуществляется повторение импульсной последовательности. В момент подачи фазового градиента записи сигнала не осуществляется, но он «подготавливает» протоны. Пространственное разрешение в направлении фазового градиента зависит от числа его шагов.

  Частотный или, иначе, считывающий градиент включается в третьей плоскости в момент образования эха. Его амплитуда нарастает в пространстве слева направо с постоянной скоростью. Частота прецессии будет увеличиваться пропорционально силе градиента (w = gB). В каждом пикселе будут присутствовать частоты (частотный спектр) соответственно его ширине. Следовательно, пространственное МРТ разрешение в направлении считывающего градиента зависит от ширины окна сбора данных (частотное разрешение) и силы считывающего градиента, а в общей форме, ещё и от гиромагнитного соотношения.

  В конечном итоге, считываемый МРТ сигнал от каждого пиксела несёт в себе информацию о его амплитуде, частотном спектре и угловой частоте. В процессе записи МРТ сигнала происходит анализ данных параметров методом Фурье-преобразования. Если X и Y компоненты сигнала построить как функцию числа шагов фазового градиента (n) и времени (TR), то кривая будет представлять собой синусоиду, ускоряющуюся по краям и замедляющуюся к центру. Анализ Фурье (Joseph Fourier, 1768-1830, французский математик и физик) представляет её в виде серий синусов и косинусов, называемых сериями Фурье. Тогда, исходя из частот, можно рассчитать, какой амплитуды градиенты были приложены к протонам, а следовательно, выяснить их положение в пространстве.

  Кодировка изображения возможна еще в варианте 3D, когда вместо градиента выбора слоя подается набор фазовых градиентов в этом направлении. В результате заметно улучшается отношение сигнал – шум. Однако, число срезов (вернее, разделений слоя) кратно увеличивает время томографии, а отношение сигнал – шум (S/N) возрастает только на корень из кратности увеличения числа срезов. Например, увеличение числа срезов с 4 до 16 в 4 раза увеличивает время МРТ сканирования и только вдвое улучшает отношение сигнал – шум. Следовательно, методика 3D неприменима с длительными интервалами TR, ибо время томографии выйдет за разумные пределы. В сочетании с быстрыми последовательностями методика 3D даёт возможность получать тонкие срезы, что особенно важно для МР ангиографии.

  Манипуляции первичной матрицей

  Матрица – это число измеряемых линий, она состоит из рядов и колонок. До момента Фурье-преобразования (то есть реконструкции) матрица состоит из первичных данных, собираемых в процессе считывания сигнала. Эта первичная МРТ матрица еще называется К-пространством.

  

  Принцип построения первичной матрицы. Слева – фазовые градиента, справа – дефазировка по линиям матрицы

  Горизонтальная ось К-пространства соответствует шагам фазового градиента и определяет время МРТ . Амплитуда градиента строится по вертикальной оси. Таким образом, каждый шаг фазового градиента представлен значением К, пропорциональным силе градиента кодировки фазы. К-пространство состоит из полного набора градиентов кодировки фазы разной амплитуды, от самого слабого в начале, к самому сильному в середине и опять к самому слабому в конце. Кроме того, К-пространство еще симметрично, то есть имеет положительную и отрицательную половины.

  Поскольку МРТ матрица симметрична (положительные шаги градиента и отрицательные являются зеркальным отображением), можно использовать только одну половину матрицы, математически реконструируя вторую. Чтобы избежать артефактов от движения, МРТ матрица должна быть чуть больше 1/2. Такая методика называется половинным сканированием или половинным Фурье-преобразованием. Время томографии сокращается почти вдвое, но отношение сигнал-шум ухудшается на Ö2. В практической работе матрицу частично редуцируют когда больной не в состоянии лежать длительное время.

  Можно редуцировать МРТ матрицу и по краям, где приложены слабые градиенты. Тогда построение МРТ изображения идет за счет срединной части К-пространства, а по краям представляется как ноль. Это почти не сказывается на контрастности МРТ изображения и лишь в небольшой степени на пространственном разрешении, так как первичная МРТ матрица не совпадает с матрицей конечного МРТ изображения. Время МРТ сокращается на 10 – 30%, но за счет небольшого ухудшения отношения сигнал – шум.

  Манипуляции МРТ матрицей лежат в основе так называемых “ускоренных” последовательностей. Понятие “ускоренные” отражает не только короткое время МРТ, но и принципиально новые качественные возможности.

  В turbo (синонимы: fast, RARE) вариантах после 90°-импульса идет несколько 180°- импульсов. После каждого из формирующихся эхо считывается сигнал. Однако в отличии от обычного МРТ типа MSE на каждое эхо приходится не один, а несколько шагов фазового градиента, другими словами несколько К-профилей. Чем больше число 180°-импульсов (значение ETL или иначе turbo-фактор), тем короче время МРТ. Истинное МРТ изображение отражает одно “эффективное” эхо, комбинируемое из нескольких. Как правило, МРТ последовательность tSE используется Т2-взвешенного типа и мало отличается от классического по изображению. Однако очень высокий турбо-фактор (больше 20 при линейном профиле) приводит к деформации МРТ изображения. Турбо-методика возможна и с двумя эхо, например последовательность DEFSE (Siemens). Сокращение времени МРТ позволяет сочетать tSE c матрицей 512 х 512. Т1-взвешенные tSE МРТ используют гораздо реже, так как с увеличением турбо-фактора пропорционально уменьшается число срезов. Сочетание половинного Фурье-преобразования с tSE-методикой получила сокращение HASTE. Эффективно применять турбо-методику в последовательности IRTSE, так как время МРТ существенно сокращается.

  Turbo вариант градиентных МРТ последовательностей – turbo FLASH ( Siemens), Rapid SPGR (GE), TFE ( Philips) и т.д. – также отличается от обычных градиентных заполнением нескольких линий матрицы. Методика EPI (эхо – планар), отличается тем, что все или много шагов фазового градиента заполняются за один интервал TR. Она требует сильных градиентов. EPI бывает любого типа МРТ взвешенности и в сложных комбинациях. В частности, импульсная последовательность, использующая переслоение EPI и tSE, получила наименование GRASE. Перед возбуждающим импульсом в подготавливающем модуле можно дать 180°- импульс, что приведет к усилению Т1-взвешенности МРТ по аналогии с последовательностью IR. Этот тип турбо-градиентной МРТ последовательности имеет акронимы MPRAGE (Siemens), IR FGR (GE).

  МРТ матрица может быть сокращена также в направлении частотного (считывающего) градиента. Эхо представляет собой симметричное нарастание и снижение сигнала. Поэтому можно считывать 60 – 80% эха, достраивая недостающую часть. Большого выигрыша во времени частичное эхо не дает, в отличии от сокращения К-пространства в направлении фазового градиента. Однако, чем короче ТЕ, тем меньше выражена дефазировка от движений. Поэтому метод нашел применение в МР ангиографии.

  Что показывает МРТ

  МРТ — современный вид лучевой диагностики с применением магнитного излучения, позволяющий получить детальное и четкое изображение внутренних анатомических структур тела.

  Принцип действия томографа

  Физический феномен, лежащий в основе использования магнитно-резонансной томографии, получил название магнитного резонанса. Суть физического закона заключается в способности ядер некоторый химических элементов, из которых состоит человеческое тело, менять свой энергетический потенциал под воздействием интенсивного магнитного поля. Энергия, выделяемая при этом процессе, улавливается и преобразуется томографом в изображение на экране компьютера.

  Преимущества МРТ

  Магнитная томография позволяет получить объемное изображение исследуемых областей в трех проекциях. Во время проведения процедуры аппарат делает множество снимков-срезов, толщина которых может устанавливаться индивидуально и обычно составляет 2-4 мм.

  

  Снимки, полученные с помощью томографа

  Получение большого количества срезов позволяет исследовать весь орган целиком, и обнаружить даже малейшие нарушения и патологии.

  Какие бывают томографы

  Современные магнитные томографы выпускаются в различных вариациях с большим разнообразием характеристик.

  Все томографические аппараты делятся на:

  Несмотря на то, что проведение исследования в открытом томографе обычно считается более комфортным для пациента, закрытые аппараты обладают большей мощностью и детальностью. Если пациент не испытывает сильной боязни перед закрытым пространством и не имеет ограничений по весу, рекомендуется проводить исследование в аппарате закрытого типа.

  Также томографы подразделяются по силе излучения магнитного поля, единица измерения которого называется Тесла. Магнитные томографы могут быть:

  • низкопольными – мощностью до 1,0 Т;
  • высокопольными – сила излучения выше 1,0 Т.

  Низкопольные томографы не дают четкой и детальной картины. Исследование на высокопольном томографе позволит рассмотреть диагностируемую область с высочайшей точностью.

  

  Современный высокопольный томограф

  В клинике «ДиМагнит» установлен томограф закрытого типа фирмы Philips, мощность которого составляет 1,5 Тесла. С помощью аппарата возможно получить изображения высочайшего качества и детальности.

  Стоит ли бояться процедуры

  Некоторые пациенты волнуются перед проведением исследования. Но их опасения напрасны — магнитно-резонансная томография проходит абсолютно безболезненно, а воздействие магнитного излучения на организм безопасно.

  В отличие от других видов лучевой диагностики, для проведения МРТ не применяется ионизирующее излучение. Магнитное поле не оказывает канцерогенного и мутагенного воздействия на клетки организма. Проводить магнитно-резонансное сканирование можно так часто, как это требуется.

  Отличие МРТ от КТ и УЗИ

  Магнитно-резонансная диагностика имеет целый ряд преимуществ по сравнению с УЗИ и компьютерной томографией.

  Ультразвуковое исследование позволяет получить двухмерное изображение исследуемой зоны, но не позволяет увидеть объемное изображение мягких структур.

  Компьютерная томография по четкости изображения может сравниться с МРТ, но имеет ряд серьезных противопоказаний. КТ чаще применяется для визуализации полых органов и костных структур, тогда как МРТ намного эффективнее при визуализации мягких тканей.

  Что показывает МРТ

  Магнитно-резонансная томография с успехом применяется для диагностики заболеваний:

  • щитовидной железы;
  • печени;
  • желчного пузыря и протоков;
  • поджелудочной железы;
  • почек;
  • селезенки;
  • суставов;
  • спинного мозга;
  • сосудов головы, шеи, брюшной области;
  • органов малого таза;
  • мягких тканей;
  • и т.д.

  Все вышеописанные анатомические структуры отлично визуализируются на МР-снимках. Результаты диагностики позволяют с высокой точностью выявить отклонения в работе исследуемых органов.

  В каких случаях назначают МРТ

  Широкие возможности магнитно-резонансной диагностики делают ее применение незаменимым в случае:

  • необходимости постановки первичного диагноза;
  • проведения комплексного обследования;
  • подготовке к хирургическому вмешательству;
  • отслеживания эффективности применяемой терапии и методов лечения.

  В каждом отдельно взятом случае выбор диагностической методики осуществляется лечащим врачом. Магнитно-резонансная томография чаще других методов применяется для выявления заболеваний и травм мягких тканей.

  Методика МРТ незаменима для диагностики:

  • Новообразований.

  Магнитно-резонансное сканирование способно четко выявить границы и размеры опухоли и степень ее прорастания в мягкие ткани. Ни одна другая методика лучевой диагностики не способна дать такую четкую и детализированную картину заболеваний.

  МРТ также дает возможность с большой долей вероятности определить характер опухоли. Злокачественные новообразования имеют нечеткие границы и прорастают в окружающие ткани. Доброкачественные новообразования, как правило, четко дифференцированы от здоровых тканей.

  • Заболеваний головного мозга.

  Большая точность магнитно-резонансной диагностики позволяет визуализировать такие небольшие по размеру анатомические структуры, как гипофиз и турецкое седло. Также МРТ с контрастированием головного мозга показывает имеет высокую эффективность для диагностики демиелинизирующих заболеваний (рассеянный склероз, болезнь Паркинсона и др.), так как позволяет четко увидеть строение измененных нервных тканей.

  Изображение мозга, полученное с помощью МРТ головного мозга с контрастом, отличается особой четкостью, так как магнитные волны плохо отображают твердые анатомические структуры, и на снимках мозга отсутствуют артефакты от костей черепа.

  • Заболеваний межпозвонковых дисков.

  

  МР-снимки позвоночника

  Магнитно-резонансное исследование — единственный метод диагностики, позволяющий увидеть межпозвонковые диски. Даже современные методы диагностики, такие как компьютерная томография, позволяют увидеть только пространство между позвонками, тогда как МРТ дает полную картину состояния дисков, возможного наличия грыж и протрузий.

  Применение МРТ не ограничивается только вышеуказанными заболеваниями, а используется при необходимости выявления и мониторинга широчайшего ряда патологий, врожденных аномалий развития, последствий травм и перенесенных оперативных вмешательств.

  Когда применяется контраст

  Магнитно-резонансная диагностика способна обеспечить очень высокую степень четкости полученных изображений. В большинстве случаев применение контраста не требуется.

  Но когда речь идет о диагностике опухолей и мелких анатомических структур, контрастное вещество все же может использоваться.

  Окрашивающие препараты изготавливаются на основе редкоземельного металла гадолиния и вводятся пациенту внутривенно во время проведения МРТ.

  Контрастные препараты для МРТ переносятся намного лучше, чем аналогичные лекарственные средства для КТ. Это делает использование окрашивающего вещества безопасным даже для пациентов с патологией почек и не требует предварительного анализа на креатинин, который необходим при КТ-диагностике с контрастом.

  МРТ с контрастированием применяется в случаях:

  • подозрения на новообразование;
  • необходимости дифференциальной диагностики злокачественной опухоли;
  • исследовании гипофиза;
  • необходимости диагностировать демиелинизирующие заболевания.

  Использование контраста позволяет получить исчерпывающую картину заболевания, его течения и эффективности применяемого терапии.

  Противопоказания к МРТ

  Несмотря на то, что магнитно-резонансная диагностика является безопасной методикой, исследование имеет ряд абсолютных противопоказаний, при наличии которых проводить диагностику запрещено:

  • наличие кардиостимулятора, нейростимулятора, инсулиновой помпы;
  • сосудистые клипсы на артериях головного мозга;
  • неспособность пациента сохранять неподвижное положение в силу различных причин;
  • ранний детский возраст до 5 лет;
  • вес пациента больше 130 кг и обхват тела более 150 см;
  • первый триместр беременности;

  Существует также ряд состояний, при которых МР-исследование проводится с осторожностью:

  • выраженный болевой синдром, при котором пациентам сложно находиться в неподвижном положении долгое время;
  • боязнь замкнутого пространства;
  • психические отклонения;
  • второй и третий триместр беременности.

  Наличие в теле пациента различных протезов и имплантатов может являться противопоказанием к проведению МРТ в том случае, если они сделаны из металлов, чувствительных к магнитному излучению. Современные медицинские приспособления чаще всего изготавливаются из титана и других материалов, инертных к воздействию магнитного поля. Их наличие в теле не препятствует проведению МРТ.

  Подготовка к МРТ

  Проведение МР-диагностики в большинстве случаев не требует от пациента специальной подготовки. В случае проведения магнитно-резонансного сканирования органов живота, забрюшинного пространства и области малого таза, процедуру нужно проводить натощак, воздерживаясь накануне от пищи с большим содержанием клетчатки, алкоголя, а также курения.

  Использование контрастного вещества во время процедуры не требует предварительной подготовки или сдачи анализов.

  Как долго длится МРТ

  Длительность МР-диагностики может быть различной в зависимости от сканируемой зоны:

  • коленные суставы — 20 минут;
  • головной мозг — 15 минут;
  • молочные железы — 30 минут;
  • органы брюшной полости — 40-45 минут;
  • органы, расположенный в полости малого таза — 40 минут.

  Если требуется использование контрастного вещества, то процедура продлится на 15 минут дольше.

  Как проходит МРТ

  Перед проведением процедуры врач-радиолог опрашивает пациента на предмет наличия противопоказаний к исследованию. Пациента просят снять в себя металлические аксессуары, включая одежду с металлической фурнитурой, и лечь на кушетку, которая затем помещается в трубу томографа.

  В время проведения диагностики строго запрещено двигаться, так как это может повлиять на четкость получаемых изображений.

  

  Процедура сканирования

  Высокопольные томографы издают достаточно высокий уровень шума, который может доставлять пациентам определенный дискомфорт. В медицинском центре «ДиМагнит» выдаются наушники, в которых будет звучать приятная музыка, заглушающая звуки работающего аппарата.

  Томограф сканирует тело пациента в разных проекциях и моментально передает изображения на экран компьютера. Интерпретация результатов врачом-исследователем начинается еще до завершения процедуры.

  Получение результатов

  Результаты сканирования доступны сразу же по окончании исследования. Множество полученных снимков тщательно исследуются врачом-радиологом, составляется подробное заключение с описанием как нормальной анатомии исследуемой зоны, так и возможных отклонений и патологий.

  Спустя 15-30 минут после процедуры пациенту на руки отдаются письменное заключение и компьютерный диск с полученными снимками.

  Магнитно-резонансная томография — современный, безопасный вид лучевой диагностики, позволяющий получить точные и быстрые результаты и тщательно изучить исследуемую область. Проведение МРТ помогает выявить множество заболеваний и отклонений даже на начальных этапах их развития.

  	МРТ поджелудочной железы в Ростове-на-Дону
  	МРТ брюшной полости с контрастированием
  	МРТ позвоночника, что показывает?
  	МРТ мочеточников
  	МРТ брюшной полости, какие органы проверяют?
  	Что показывает МРТ коленного сустава

  • Главная
  • О МРТ центре
  • Онлайн-запись
  • Цены МРТ
  • МРТ со скидкой
  • Информация для врачей
  • Информация об МРТ
  • Дополнительная информация
  • Политика конфиденциальности
  • Контакты
  Похожие публикации:

  1. Как устроен теплый пол электрический
  2. Какая вода лучше проводит ток соленая или пресная
  3. Поляризация света это простыми словами
  4. Потребность строительства в кадрах для пос