Как работает аппарат мрт (магнитно-резонансной томографии)

Преимущества МРТ в медицинской практике

Рассматриваемый метод диагностики применим при обследовании мягких тканей и суставов. Методика используется для выявления заболеваний спины и позвоночника, патологий головного мозга. Эта же методика применяется в онкологии, ангиологии и прочих медицинских областях.

Преимущества процедуры

Преимущества МРТ выражаются в следующих характеристиках:

• исключение лучевой нагрузки (чего не скажешь о компьютерной томографии);
• диагностирование рака на ранних стадиях с высокой степенью точности;
• возможность сделать качественные снимки срезов без применения контрастного препарата;
• демонстрация не только структурных элементов, но и ряда функциональных показателей (скорость кровотока, активность головного мозга, температура внутренних органов и др.);
• обследование беременных женщин.

Недостатки методики

В числе минусов описываемого диагностического метода:

• продолжительность процедуры. По этой причине МРТ-диагностика исключена в экстренных клинических случаях (кровоизлияния, серьёзные травмы, нарушение целостности магистральных сосудов и пр.);
• малая информативность при диагностике костной ткани. В качестве альтернативного метода в таких случаях применима КТ;
• необходимость нахождения пациента в неподвижном состоянии на протяжении всей процедуры. Этот факт затрудняет процесс обследования детей, при работе с которыми нередко применяется наркоз;
• высокая стоимость, в сравнении с другими аппаратными методами диагностики.

Метод

Аппарат для магнито-резонансной томографии

Метод ядерного магнитного резонанса позволяет изучать организм человека на основе насыщенности тканей организма водородом и особенностей их магнитных свойств, связанных с нахождением в окружении разных атомов и молекул. Ядро водорода состоит из одного протона, который имеет спин и меняет свою пространственную ориентацию в мощном магнитном поле, а также при воздействии дополнительных полей, называемых градиентными, и внешних радиочастотных импульсов, подаваемых на специфической для протона при данном магнитном поле резонансной частоте. На основе параметров протона (спинов) и их векторных направлений, которые могут находиться только в двух противоположных фазах, а также их привязанности к магнитному моменту протона можно установить, в каких именно тканях находится тот или иной атом водорода. Иногда могут также использоваться МР-контрасты на базе гадолиния или оксидов железа.

Если поместить протон во внешнее магнитное поле, то его магнитный момент будет либо сонаправлен, либо противоположно направлен магнитному полю, причём во втором случае его энергия будет выше. При воздействии на исследуемую область электромагнитным излучением определённой частоты часть протонов поменяют свой магнитный момент на противоположный, а потом вернутся в исходное положение. При этом системой сбора данных томографа регистрируется выделение энергии во время релаксации предварительно возбужденных протонов.

Первые томографы имели индукцию магнитного поля 0,005 Тл, однако качество изображений, полученных на них, было низким. Современные томографы имеют мощные источники сильного магнитного поля. В качестве таких источников применяются как электромагниты (обычно до 1—3 Тл, в некоторых случаях до 9,4 Тл), так и постоянные магниты (до 0,7 Тл). При этом, так как поле должно быть весьма сильным, применяются сверхпроводящие электромагниты, работающие в жидком гелии, а постоянные магниты пригодны только очень мощные, неодимовые. Магнитно-резонансный «отклик» тканей в МР-томографах на постоянных магнитах слабее, чем у электромагнитных, поэтому область применения постоянных магнитов ограничена. Однако, постоянные магниты могут быть так называемой «открытой» конфигурации, что позволяет проводить исследования в движении, в положении стоя, а также осуществлять доступ врачей к пациенту во время исследования и проведение манипуляций (диагностических, лечебных) под контролем МРТ — так называемая интервенционная МРТ.

Для определения расположения сигнала в пространстве, помимо постоянного магнита в МР-томографе, которым может быть электромагнит, либо постоянный магнит, используются градиентные катушки, добавляющие к общему однородному магнитному полю градиентное магнитное возмущение. Это обеспечивает локализацию сигнала ядерного магнитного резонанса и точное соотношение исследуемой области и полученных данных. Действие градиента, обеспечивающего выбор среза, обеспечивает селективное возбуждение протонов именно в нужной области. Мощность и скорость действия градиентных усилителей относится к одним из наиболее важных показателей магнитно-резонансного томографа. От них во многом зависит быстродействие, разрешающая способность и соотношение сигнал/шум.

Наблюдение за работой сердца в реальном времени с применением технологий МРТ

Современные технологии и внедрение компьютерной техники обусловили возникновение такого метода, как виртуальная эндоскопия, который позволяет выполнить трёхмерное моделирование структур, визуализированных посредством КТ или МРТ. Данный метод является информативным при невозможности провести эндоскопическое исследование, например при тяжёлой патологии сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Метод виртуальной эндоскопии нашёл применение в ангиологии, онкологии, урологии и других областях медицины.

Результаты исследования сохраняются в лечебном учреждении в формате DICOM и могут быть переданы пациенту или использованы для исследования динамики лечения.

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.

Силовое электрооборудование.

По степени надежности электроснабжения электроприемники кабинета компьютерной томографии я к потребителям 1 категории. Компьютерная техника, медицинское оборудование (по заданию заказчика) относятся к потребителям электроприемников 1 категории.

Электроснабжение от ВРУ здания по отдельному проекту. (ВРУ) выполнено по системе TN-S 380/220 В, 3 фазы, нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники. 

Освещение  и розеточная сеть выполнены от щитка распределительного ЩР1,который запитан от резервной группы существующего щита освещения.  Электропитание КТ,осуществить с шин ~380/220В ВРУ, вентсистемы и кондиционирование с шин ВРУ через общий выключатель с независимым расцепителем. 

Вся проектируемая электропроводка выполняется кабелем марки ВВГнг -LS, прокладываемым открыто в кабель-каналах,  в трубах, проложенных в строительных конструкциях, за подшивным потолком. Электропроводка рассчитана по длительно допустимой токовой нагрузке и проверена по потере напряжения.

Проектом предусмотрено отключение систем вентиляции и систем кондиционирования при пожаре. Отключение вентиляции  и кондиционирования при пожаре предусмотрено в проекте по пожарной безопасности всего здания.

Процесс

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

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

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

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

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

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

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

С контрастом

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

Принцип исследования

ядерно-магнитной томографиейголовной мозгметод называется функциональной МРТ

• МР-диффузия. Дает возможность проследить за движением молекул воды, находящихся внутри тканевых клеток,
• Диффузная спектральная томография – способ дает возможность проследить связи между нейронами. Используется в основном при остром нарушении кровообращения в головном мозге,
• МР-перфузия. Способ определения движения крови через ткани. В основном используется для диагностики состояния печени и головного мозга,
• МР-спектроскопия. Способ дает возможность выявить нарушения биохимии клеток, то есть нарушение обмена веществ в клетках. Метод позволяет выявить нарушение метаболизма на самых ранних стадиях, когда никаких клинических проявлений еще нет,
• МР-ангиография. Способ исследования состояния сосудов. Не требует применения контрастного вещества. Иногда же, если необходимо получить очень контрастную картинку, применяются специальные контрасты, включающие парамагнетики.

Магнитно-резонансная томография закрытого типа

Закрытый томограф – это классика магнитно-резонансной томографии. Аппарат здесь выполнен по знакомому многим принципу: пациента кладут на вращающийся «стол», а потом «закатывают» в магнитную узкую трубу, где исследуемый со всех сторон оказывается окружен стенками томографа, остаются лишь отверстия снизу и сверху.

Закрытый томограф

Сама процедура занимает в среднем 25 минут. При этом пациенту все это время нужно находиться в неподвижном положении, иначе полученное в результате изображение будет искажено, что поставить под сомнение информативность процедуры.

В завершении врач выдает снимки или диск с изображениями и заключение с расшифровкой полученных в результате МРТ данных.

Недостатки:

• Во время диагностической процедуры постоянно издаются громкие звуки и шумы, которые вызывают дискомфорт. Обычно пациенту выдают специальные наушники или беруши, но они не всегда полностью ликвидируют звук.
• Существует обратная связь с медицинским персоналом, но в форме звонка или аудиосвязи, непосредственного контакта нет.
• Такой вид МРТ обычно вызывает панику у людей, страдающих клаустрофобией, поэтому кому-то приходится принимать успокаивающие препараты перед процедурой (иногда даже очень сильные), кто-то просто отказывается от томографии не в пользу своего здоровья.
• Люди с серьезными травмами (например, перелом) в силу специфики аппарата не могут пройти обследование без неудобств, а иногда и совсем.
• Пациентам с ожирением МРТ закрытого типа остается недоступным.
• Аппарат не подходит для тяжелобольных опять же из-за неудобства расположения в нем человека.

Преимущества:

• Благодаря очень мощной силе магнитного поля, создаваемого закрытым томографом, есть возможность проводить диагностику любой сложности.
• Изображения, полученные на томографе закрытого типа, максимально четкие и достоверные, несколько лучше чем на открытом.