Kuidas MRI töötab. Magnetresonantstomograafia

Üks kõige enam tõhusad meetodid meditsiinilised uuringud - MRI või magnetresonantstomograafia, mis võimaldab teil saada kõige täpsemat teavet patsiendi keha anatoomiliste tunnuste, ainevahetusprotsesside, kudede ja siseorganite füsioloogia kohta. Selle ilmumisega sai võimalikuks aju üksikasjalik uurimine haiguste ja degeneratiivsete kahjustuste diagnoosimiseks. Võimalus määrata protsessi lokaliseerimine ja tekkinud kahjustuse maht muutub selle protseduuri peamiseks eeliseks neoplasmide tuvastamisel ja veresoonte uurimisel.

Mis on MRI

Magnetresonantstomograafia on ainulaadne võimalus saada huvipakkuvast piirkonnast ülitäpseid kihtide kaupa pilte. Protseduur viiakse läbi spetsiaalse aparaadiga, mille toime inimorganismile on raadiolainete stimuleerimine, tugeva magnetväli ja keha reaktsiooni elektromagnetilise kiirguse registreerimine. Protsessi tulemuseks on kujutise konstrueerimine, töödeldes sissetulevat signaali arvutis.

Mis on magnetresonantstomograafia skanner? See on seade, mis võimaldab saavutada tõhusat diagnostikat, tuvastada muutusi keha töös ja toota uuritavate organite ülitäpset visualiseerimist, mis ületab oluliselt teiste meetodite (röntgeni, CT, ultraheli) tulemusi. See protseduur võimaldab tuvastada onkoloogiat ja mitmeid muid haigusi ja ohtlikke patoloogiaid, mõõta verevoolu kiirust ja tserebrospinaalvedeliku liikumist jne.

Seadme töö põhineb NMR põhimõttel koos saadud teabe hilisema töötlemisega. eriprogrammid... MRI-aparaat loob tugeva magnetvälja. Seadme tööpõhimõtet selgitav oluline tegur on prootonite olemasolu inimkehas (keemilises mõttes on see vesinikuaatomi tuum). Magnetresonantstomograafia võimaldab säilitada jõuvälja asetamisel patsiendi kehas stabiilse magnetilise seisundi. Seade toodab:

keha stimuleerimine raadiolainetega, aidates kaasa laetud osakeste statsionaarse orientatsiooni muutumisele;

raadiolainete peatamine ja keha elektromagnetkiirguse registreerimine;

vastuvõetud signaali töötlemine ja pildiks muutmine.

Saadud pilt ei ole uuritava lõigu või elundi fotokujutis. Spetsialist saab kvaliteetse ja üksikasjaliku kuva patsiendi keha poolt väljastatavatest raadiosignaalidest. MRI diagnostika ületab täielikult kompuutertomograafia meetodit, kuna sel juhul ei kasutata protseduuri ajal ioniseerivat kiirgust, vaid kasutatakse inimkehale ohutuid elektromagnetlaineid.

MRI loomise ajalugu ja tööpõhimõte

1973. aastat peetakse selle meetodi loomise aastaks ja üks magnetresonantstomograafia rajajaid on Paul Lauterbur. Ühes ajakirjas avaldas ta artikli, milles kirjeldas üksikasjalikult struktuuride ja elundite visualiseerimist magnet- ja raadiolainete abil.

See pole ainus MRI avastamisega seotud teadlane – juba 1946. aastal uurisid Harvardis töötanud Felix Bloch ja Richard Pursell füüsikalist nähtust, mis põhines aatomituumadele omastel omadustel (saadud energia esmane neeldumine ja sellele järgnev). taasemissioon ehk valik koos üleminekuga algolekusse). Selle uuringu eest said teadlased Nobeli preemia (1952).

Blochi ja Purselli avastamine sai omamoodi tõuke NMR-teooria väljatöötamisele. Ebatavalist nähtust on uurinud nii keemikud kui ka füüsikud. Esimese kompuutertomograafia skanneri demonstratsioon, sealhulgas testide seeria, toimus 1972. aastal. Uuringu tulemuseks oli põhimõtteliselt uue diagnostikameetodi avastamine, mis võimaldab üksikasjalikult visualiseerida keha tähtsamaid struktuure.

Lisaks sõnastas Lauterbur osaliselt MRI-aparaadi tööpõhimõtte - teadlase töö oli tänapäevani tehtud uuringute aluseks. Eelkõige sisaldas artikkel järgmisi väiteid:

Objektide kolmemõõtmelised projektsioonid saadakse uuritud struktuuride, elundite jm vee prootonite NMR spektritest.

Erilist tähelepanu pöörati pahaloomuliste kasvajate jälgimisele. Lauterburi tehtud katsed näitasid, et need erinevad oluliselt tervetest rakkudest. Erinevus seisneb vastuvõetud signaali omadustes.

XX sajandi 70ndatel algas MRI-diagnostika arengus uus ajastu. Sel ajal tegi Richard Ernst ettepaneku viia läbi magnetresonantstomograafia spetsiaalse meetodi - kodeerimise (nii sageduse kui ka faasi) abil. Just seda uuritud alade visualiseerimismeetodit kasutavad arstid tänapäeval. 1980. aastal näidati hetkepilti, mille saamiseks kulus umbes 5 minutit. Kuue aasta jooksul lühenes kuvamise kestus viiele sekundile. Samal ajal jäi pildikvaliteet muutumatuks.

1988. aastal täiustati ka angiograafiameetodit, mis võimaldab kuvada patsiendi verevoolu ilma täiendava kontrastainena mõjuvate ravimite verre süstimiseta.

MRI areng on muutunud kaasaegses meditsiinis uueks verstapostiks. Seda meetodit kasutatakse haiguste diagnoosimisel:

selgroog;

liigesed;

aju (aju ja seljaaju);

hüpofüüsi;

siseorganid;

piimanäärmed jne.

Avatud meetodi võimalused võimaldavad avastada haigusi varajases staadiumis ja tuvastada patoloogiaid, mis nõuavad õigeaegset ravi või kohest kirurgilist sekkumist. Kaasaegsete seadmetega läbi viidud tomograafia võimaldab saada täpse pildi uuritud elunditest, struktuuridest ja kudedest, samuti:

koguda vajalikku teavet tserebrospinaalvedeliku vereringe kohta;

määrata ajukoore piirkondade aktiveerimise tase;

jälgida gaasivahetust kudedes.

MRI meetod on teiste diagnostikameetoditega võrreldes soodne:

See ei hõlma kokkupuudet kirurgiliste instrumentidega.

Magnetresonantstomograafia on ohutu ja väga tõhus.

See protseduur on suhteliselt laialdaselt kättesaadav ja seda nõutakse kõige raskemate juhtumite uurimisel, mis nõuavad kehas toimuvate muutuste üksikasjalikku visualiseerimist.

Allolev video näitab kaasaegse tomograafi toimimise põhietappe:

Kuidas MRI töötab (video)

Kuidas magnetresonantstomograafia (MRI) skanner töötab

Kuidas protseduur kulgeb? Inimene asetatakse spetsiaalsesse kitsasse tunnelisse, milles ta peab olema horisontaalasendis. Torus mõjub sellele seadme tugev magnetväli. Uuring kestab 15 kuni 20 minutit.

Pärast seda antakse patsiendile pilt. See luuakse tänu NMR-meetodile, prootonite omadustega seotud tuumamagnetresonantsi füüsikalisele nähtusele.Raadiosagedusliku impulsi abil tekib seadme poolt tekitatavas elektromagnetväljas kiirgus, mis muundatakse signaaliks. . Seejärel registreeritakse ja töödeldakse arvutiprogrammiga.

Igal uuritud ja pildina kuvatud lõigul on oma paksus. Vaadeldav kuvamismeetod sarnaneb tehnoloogiaga, mille abil eemaldatakse kõik, mis asub kihi kohal ja all. Sel juhul mängivad olulist rolli helitugevuse ja tasapinna üksikud elemendid - saadud magnetresonantspildi lõike- ja konstruktsioonikomponendid.

Kuna inimkeha koosneb 90% ulatuses veest, stimuleeritakse vesinikuaatomite prootoneid. See kokkupuutemeetod võimaldab teil vaadata keha ja diagnoosida tõsiseid haigusi ilma füüsilise sekkumiseta.

MRI seadme disain

Kaasaegne varustus koosneb järgmistest osadest:

magnet;

poolid;

seade, mis genereerib raadioimpulsse;

Faraday puur;

jõuallikas;

jahutussüsteem;

sissetulevate andmete töötlemiseks mõeldud süsteemid.

Magnet

Loob stabiilse välja, mida iseloomustab ühtlus ja suur tugevus. Just viimase näitaja järgi hinnatakse seadme võimsust. Tuletage meelde, et sellest sõltub saadud pildi kvaliteet ja protseduuri kiirus.

Sõltuvalt pingest on kõik seadmed jagatud järgmistesse rühmadesse:

Madal põrand – algtaseme varustus, avatud väli, välja tugevus< 0.5 Tл.

Keskväli - näitajad 0,5-1 T.

High-field – neid iseloomustab suur uurimiskiirus, selge pilt ka siis, kui patsient uuringu ajal liigub. Nende paigaldiste magnetvälja tugevus on 1-2 Teslat.

Ülikõrge väli – üle 2 T. Kasutatakse uurimiseesmärkidel.

Eristatakse ka järgmist tüüpi magneteid:

Konstandid - valmistatud ferromagnetiliste omadustega sulamitest. Selliste elementide eeliseks on see, et neid ei ole vaja jahutada, kuna need ei vaja ühtlase välja säilitamiseks energiat. Puuduste hulgas on kasutatud süsteemi suur kaal, madal pinge. Samuti on need magnetid tundlikud temperatuurimuutuste suhtes.

Ülijuhtiv - spetsiaalsest sulamist valmistatud mähis. Sellest saab läbi lasta suuri voolusid. Sellise seadme töö tulemuseks on tugeva magnetvälja loomine. Lisaks disainile on olemas jahutussüsteem. Seda tüüpi puudused on vedela heeliumi suurenenud tarbimine madala energiatarbimisega, seadme kõrged kasutuskulud, kohustuslik varjestus. Ülijuhtivate omaduste kadumisel on ka suur oht jahutusvedeliku krüostaadist välja paiskumiseks.

• Takistuslikud – elektromagnetid ei nõua spetsiaalsete jahutussüsteemide kasutamist, nad suudavad luua suhteliselt homogeense välja keerukate uuringute jaoks. Puudus - suur kaal (umbes 5 tonni, suureneb varjestusprotsessis)

Kuidas spiraal MRI-s töötab

Need elemendid on loodud magnetvälja ühtluse parandamiseks. Enda kaudu voolu juhtides kohandavad nad omadusi, kompenseerides homogeensuse puudumist. Sellised osad asetatakse otse vedelasse heeliumisse või ei vaja jahutamist.

Gradientmähiste töö tulemuseks on selge pildi loomine signaali lokaliseerimise ja protseduuri käigus saadud andmete täpse vastavuse säilitamisega arsti poolt uuritava piirkonna vahel.

Suur tähtsus on osade võimsusel ja toimekiirusel - nendest näitajatest sõltuvad seadme eraldusvõime, müra tase signaali suhtes ja toimekiirus.

Saatja MRI-s: elemendi tööpõhimõte tomograafisüsteemis

See seade genereerib raadiosageduslikke võnkumisi ja impulsse (ristkülikukujulised ja keerulised kujundid). Selline teisendus võimaldab saavutada tuumade ergastuse, mõjutada pildil kuvatava kujutise kontrasti. Elemendi signaal läheb lülitisse, mis omakorda mõjub mähisele, tekitades RF-magnetvälja, mis mõjutab spin-süsteemi.

Vastuvõtja

Tegemist on kõrge tundlikkuse ja madala müratasemega signaalivõimendiga, mis töötab ülikõrgetel sagedustel. Salvestatud vastus läbib muudatusi – MHz konverteerimine kHz-ks (kõrgetelt sagedustelt madalatele sagedustele).

Tomograafide varuosad

Täpse detailse pildi saamise eest vastutavad ka salvestusandurid, mis paiknevad patsiendi uuritava organi ümber. Selline protseduur on täiesti ohutu: pärast edasiantud energia kiirguse tekitamist naasevad prootonid oma varasemasse olekusse.

Täpse detailse pildi saamise eest vastutavad ka salvestusandurid, mis paiknevad patsiendi uuritava organi ümber. Selline protseduur on täiesti ohutu: pärast edasiantud energia kiirguse tekitamist naasevad prootonid oma varasemasse olekusse. Pildikvaliteedi ja pildi detailsuse parandamiseks võib süstida gadoliiniumipõhist kontrastainet, mis ei põhjusta kõrvaltoimeid. Spetsiaalne ravim asetatakse süstlasse või süstlasse, mis arvutab automaatselt annuse ja süstimiskiiruse. Toote tarnimine on täielikult sünkroonitud skannimise edenemisega.

Tehtud uuringu kvaliteet ei sõltu ainult magnetvälja tugevusest, vaid ka kasutatavast mähist, kontrastaine kasutamisest, diagnoosi omadustest ja tomograafiat läbiviiva spetsialisti kogemusest.

Selle protseduuri eelised:

võimalus saada uuritavast elundist kõige täpsem pilt;

diagnostika kvaliteedi parandamine;
ohutust patsiendile.

Tomograafid erinevad tekitatava välja tugevuse ja magneti "avatuse" poolest. Mida suurem on väljatugevus, seda kiirem on skaneerimisprotseduur ja seda kõrgem on tulemuseks saadava kolmemõõtmelise kujutise kvaliteet.

Avatud MRI-aparaadid on C-kujulised ja on parim valik raske klaustrofoobiaga inimeste uurimiseks. Need loodi magneti sees täiendavate protseduuride läbiviimiseks. Seda tüüpi paigaldised on palju nõrgemad kui suletud tomograafid.

MRI-ga uurimine on üks tõhusamaid ja ohutumaid diagnostikameetodeid ning kõige informatiivsem meetod seljaaju ja aju, lülisamba, kõhuõõne ja vaagnaelundite üksikasjalikuks uurimiseks.

MRI (ehk magnetresonantstomograafia) skaneerimine on radioloogiline uurimismeetod, mis kasutab magnetvälja energiat, raadiolaineid ja skaneerimisel tekkinud kehapiltide arvutitöötlust. MRI skanner ehk MRI tomograaf on suur toru, mille korpusesse on monteeritud suur spetsiaalsete anduritega silindriline magnet. Patsient asetatakse spetsiaalsele lauale, mis tomograafi aktiveerimisel liigub järk-järgult läbi selle magneti. Tomograafi töö käigus tekib inimkeha ümber tugev magnetväli, mis on tingitud aktiivsete vesinikuaatomite asukoha määramisest ja nende ruumilise orientatsiooni muutumisest, mis võimaldab registreerida elundite ehituslikke iseärasusi ja koed. MRT tomograafi aktiveerimisel muutub vesinikuaatomi prootonite suund ning seejärel toimub pöördredutseerimine, mille tulemusena vabaneb teatud energia. Tomograafi andurid registreerivad need muutused ja töötlevad neid arvutitehnoloogia abil, kuvades need muutused pildiks teisendades.

Joonis 1 Välimus ja magnetresonantstomograafia seade

MRT-diagnostika käigus tekkivad kujutised on reeglina väga täpsed ja võimaldavad tuvastada minimaalseid muutusi kudede struktuuris. Mõnel juhul kasutatakse diagnostilise täpsuse parandamiseks spetsiaalseid kontrastaineid, näiteks gadoliiniumi, et tugevdada kudede signaali.

Millal ja millistes kliinilistes olukordades kasutatakse MRI-d?

MRI skaneerimine on üks täpsemaid meetodeid elundite ja kudede haiguste diagnoosimiseks. Selle teabesisaldus on eriti kõrge pehmete kudede ja parenhüümsete organite patoloogia tuvastamisel. MRI abil saab diagnoosida mis tahes kehaosa, kuid kõige sagedamini kasutatakse magnetresonantstomograafiat erinevate ajuhaiguste, näiteks kasvajate või ajusisese hemorraagia ja hematoomide tuvastamiseks ajuvigastuste korral. Lisaks võib aju MRI paljastada aju aneurüsm, insult, ajukasvajad, selgroo ja seljaaju mis tahes osa kasvajad ja põletikunähud.

Joonis 2 aju MRI

Neurokirurgid kasutavad magnetresonantstomograafiat mitte ainult ajukoe struktuuride anatoomia määramiseks, vaid ka seljaaju terviklikkuse hindamiseks pärast vigastust. Lülisamba MRI on üks võtmemeetodid haiguste diagnostika nagu lülisamba osteokondroos ja hernia ketas(Schmorli hernia). MRT abil on võimalik hinnata südame ja selle klappide ehitust ja talitlust, samuti tuvastada aordi patoloogiat, näiteks aordi dissektsiooni või.

Joonis 3 lülisamba MRT koos ketta herniaga

Sageli kasutatakse magnetresonantstomograafiat erineva lokaliseerimise (asukoha) näärmete - hüpofüüsi, kõhunäärme ja kõhuorganite, väikese vaagna patoloogia kahtluse korral, samuti täpse teabe saamiseks näärmete struktuuri kohta. luu- ja lihaskonna liigesed ja liigesed, pehmed koed ja luud. MRI-d kasutatakse sageli elundite ja kudede struktuuri täpsemaks hindamiseks enne plaanilist operatsiooni.

Joonis 4 MRI põlveliiges

Millised on MRI diagnostika riskid ja vastunäidustused?

MRI absoluutselt ohutu meetod uuringuid ja sellel on mõned eelised võrreldes kompuutertomograafiaga. MRI kõige olulisem eelis CT ees on röntgenikiirguse ja kompuutertomograafiale omase kiirguse puudumine. Hetkel ei ole tuvastatud kõrvalmõjud MRI diagnostika ajal.
Magnetresonantstomograafia kasutamisel on aga mitmeid piiranguid. Patsiendid, kes on teadlikud metallmaterjalide või esemete olemasolust nende kehas või kehas, peaksid enne uuringut teavitama radioloogi või magnetresonantstomograafia osakonna liiget. Metallilaastud, materjalid, kirurgilised klambrid või -klambrid ja implanteeritud materjal (kunstliigendid, luumurdude korrigeerimiseks sisestatud metallplaadid või proteesid) võivad MRI-pilte oluliselt moonutada. MRI-diagnostika läbiviimine on rangelt keelatud, kui patsiendid on implanteeritud südamestimulaatorid, metallist implantaadid, proteesid või metallklambrid ja -klambrid, mis asetatakse orbiidile või kõhuõõnde, mis on tingitud metallesemete nihkumise võimalusest MRI skanneri aktiveerimisel. Siia kuuluvad ka patsiendid, kellel on kunstlikud südameklapid, siirdatud kuuldeaparaadid, kuulide või mürskude killud, implanteeritud pumbad pidevaks keemiaravi või insuliinipump.

Magnetresonantstomograafia ajal viibib patsient tomograafi torus omamoodi suletud ruumis, mistõttu patsiendid kannatavad klaustrofoobiline(hirm kinnise ruumi ees) on enne MRT-uuringut kohustuslik konsulteerida psühholoogi või psühhiaatriga. Võib-olla selleks, et vältida suletud ruumi kahjulikku mõju psüühikale, võib sellisele patsiendile määrata rahusti. Lisaks on patsiendi ja arsti vahelise pideva kontakti säilitamiseks magnetresonantstomograafia skanneri korpusesse paigaldatud valjuhääldi või sisetelefon, mis võimaldab taasluua tunde, et patsient pole üksi ja teda jälgitakse. spetsialisti poolt.

Kuidas peaks patsient valmistuma MRT-uuringuks ja kuidas seda tehakse?

MRT-uuringu eelõhtul tuleb kehast eemaldada kõik metallesemed ja ehted. MRT-tomograafi aktiveerimisel võivad seadmesse endasse ilmuda klõpsud ja müra, mis võivad tekitada patsiendis mõningast ärevust ja segada diagnoosimist, mistõttu sageli enne uuringut määratakse või soovitatakse patsiendile võtta rahusteid või rahusteid, võimaldades patsiendil MRI-uuringu ajal lõõgastuda. Oluline on, et patsient oleks uuringu ajal teatud aja liikumatu ja säilitaks ühtlase rahuliku hingamise. MRT-uuringu ajal hoitakse patsiendi ja radioloogi vahel pidev visuaalne ja verbaalne (kuulmis) kontakt. Nagu varem mainitud, patoloogia diagnoosimisel südame-veresoonkonna süsteemist Pildi parandamiseks kasutatakse gadoliiniumipõhiseid kontrastaineid, mis võib vajada veenisiseseks manustamiseks perifeerse veeni punktsiooni ja kateteriseerimist. MRT-tomograafia aeg sõltub uuringu mahust, kuid sagedamini jääb see pooleteise tunni vahemikku.

Millal saab patsient MRI-uuringu tulemused?

Pärast seda, kui MRI-tomograaf on huvipakkuva ala skaneerimise lõpetanud, taasesitab arvuti kujutise ja pildi elundist või koest järjestikuste lõikudena, mida saab seejärel vaadata ja analüüsida radioloog. Praegu arhiveeritakse kõik läbiviidud uuringud arvuti mällu või salvestatakse CD-le ja salvestatakse arhiivi. Kogenud radioloogil kulub MRT-uuringu andmete tõlgendamiseks tavaliselt pool tundi kuni 1 tund, keerulisema patoloogia korral võib see aeg pikeneda kuni 2 tunnini. Tomogrammi hindamise ja analüüsi tulemuste põhjal saab radioloog koos patsiendi MRT-uuringule saatnud arstiga arutada uuringu tulemusi patsiendi või tema lähedastega. Magnetresonantstomograafiat saab teha ambulatoorselt, st pöördudes igasse raviasutusse, kus on MRI üksus. MRI maksumuse arvutavad tavaliselt meditsiinikeskuste kaubandusosakonnad eelnevalt, võttes arvesse kavandatud uuringuprogrammi. Või vastupidi, esmalt teeb radioloog uuringu, hindab piltide kvaliteeti ja suunab patsiendi kliinikumi kommertsosakonda, et tasuda kogu uuringuprogrammile vastav kulu ning seejärel jagab pildid välja. Magnetresonantstomograafia maksumus Moskvas on väga erinev ja hinna kohta optimaalse teabe saamiseks on parem võtta ühendust kliinikuga telefoni teel.

Milliseid praeguseid suundumusi kasutatakse magnetresonantstomograafias?

V Hiljuti teadlaste tähelepanu on suunatud uute, kaasaegsemate ja kaasaskantavate MRT-tomograafide loomisele. Viimased põlvkonnad toodetud seadmetel on ka minimaalne tomograafi aktiveerimisest tekkiv müraspekter. Lisaks võivad kaasaskantavad tomograafid olla kasulikud käte, jalgade, küünarnukkide ja põlvede pehmete kudede infektsioonide ja kasvajate diagnoosimisel.

Kuidas MRI töötab (video)

Kaasaegne meditsiinidiagnostika põhineb kahte tüüpi uuringutel: rakenduslikel (bioloogiline, keemiline jne) ja pildistamine. Kui esimest tüüpi uuringud ilmusid iidsetest aegadest, kui inimene määras haiguse olemasolu, nagu öeldakse "lõhna ja keele järgi", siis siseorganite visualiseerimine ilma keha kahjustamata sai võimalikuks alles vara avastamisega. radioaktiivsetest materjalidest, et tekitada läbitungivat kiirgust, mida praegu tuntakse kui "röntgenikiirgust".

Füüsikute avastused elementaarosakeste maailmas andsid meditsiinile veel ühe võimaluse saada ilma otsese sissejuhatuseta pilte inimkeha kõigist kudedest ja organitest. Magnetresonantstomograafia (MRI) on üks kõige arenenumaid ja pidevalt arenevaid tüüpe elusorganismide seisundi kohta teabe saamiseks.

Lülisamba haiguste diagnoosimisel on MRI juhtiv pildistamise tüüp, kuna lülisamba struktuur sisaldab palju pehmete kudede elemente ( intervertebraalsed kettad, sidemed, fasettliigeste kotid), mille jaoks on magnetresonantstomograafia parim viis"Mittepurustav katsetamine".

Mis on MRI?

Pildistamise uurimismeetod nimega "Magnetic Resonance Imaging" põhineb ühel kvantfüüsika ja osakestefüüsika avastusel, et teatud elementide tuumad on võimelised kiirgama orienteeritud magnetväljade ja raadiosagedusliku kiirguse mõjul neeldunud liigset energiat.

"Tuumamagnetresonantsi" fenomen, millel põhineb objektide (elus- ja elutute) magnetresonantsuuring, avastati 1922. aastal elektronide "spinkvantimise" määramise katse käigus. Just siis mõistsid füüsikud, et kvantfüüsika "spin" (osakese nurkimpulss) mõistel on füüsiline väljendus.

Raadiosagedusliku (RF) kiirguse mõju uurimine osakestele tugevas magnetväljas 1937. aastal näitas, et proovide südamikud neelavad teatud sagedusega raadiosageduslikku energiat ja kiirgavad pärast välise impulsi väljalülitamist. Sellist tegevust saavad tekitada ainult osakesed, mille tuumades on elektrilaeng ja keerutada. Sellised omadused on omased elementidele, mille tuumas on üks "lisa" prooton (st prootonite arv ületab elektronide arvu). Kaasaegne MR-kuvamine kasutab uurimistöös mitmete "orgaaniliste" elementide omadusi, millest populaarseim on vesinik H (1).

Olles tugevas ühtlases magnetväljas, suudab ühest prootonist koosnev vesiniku tuum teatud sagedusel (Larmori resonantssagedusel) kiiratava raadioimpulsi mõjul "ergastuda": neeldunud RF-impulsi energia. kannab vesinikuaatomi üle kõrgemale energiatasemele. Kuid see ebastabiilne seisund ei suuda püsida ilma välise mõjuta ja kui impulsid lakkavad, naaseb stabiilsesse olekusse (lõõgastumine). Selle "jahutuse" käigus kiirgab südamik elektromagnetlainet, mida saab fikseerida. Edasi - keeruliste matemaatiliste ruumiarvutuste küsimus, mille käigus teatud aatomi signaal muutub teatud koordinaatidega "piksliks".

Mis paneb vesiniku tuuma neelama RF-impulsi energiat? See on tuuma enda magnetvälja ja tugevate elektromagnetite tekitatud suure, konstantse ja orienteeritud magnetvälja vastastikmõju, mis indutseeritakse "uurimisobjekti" ümber. Iga vesinikuaatomi tuum on üks magnetsüsteem, millel on ainulaadne magnetmomendi suund. Kõigi prootonite magnetmomendid on sunnitud orienteeritud suunas, kuhu on suunatud välisvälja magnetinduktsiooni vektor. Prootonite pöörlemissagedusega ühtival sagedusel kiiratava raadiosagedusliku impulsi energia neeldub magnetvälja üldsuunas (pööratud 90 (T1) ja 180 kraadi (T2) suunatud telje asendi muutmisega. . Tagasi normaalseks, st. "Äratu" olek, kus pöörlemistelje pöörlemine on sissepoole algne suund millega kaasneb sama sagedusega elektromagnetlaine kiirgamine, millega energia neeldus. Asendites T1 ja T2 vesiniku tuumad "salvestuvad" erinev summa energia ja vastavalt ka kiirgusvõimsus on erinev (esimene olek annab väiksema impulsi kui teine).

See on tuumamagnetresonantsi olemuse lihtsaim seletus ühes süsteemis, milleks on vesinikuaatom, kuid tihedas aines on tulemuste saamiseks vaja keerukamat magnetvälja rakendamist. Selleks võetakse kasutusele täiendavad magnetväljad, mida nimetatakse "gradiendiks". Nende abiga on võimalik muuta üldmagnetvälja suunda kolmes dimensioonis, mis võimaldab saada pilte mis tahes projektsioonis (tasapinnas) ja moodustada arvutitöötlusel (nagu arvutusröntgeni puhul) kolmemõõtmelisi kujutisi. tomograafia).

Ausalt öeldes tuleks tomograafiat nimetada "tuumamagnetiliseks", sest see on aatomituumade kiirgus, mida kasutatakse. Kuid pärast õnnetust, mille tulemuseks oli Tšernobõli tuumaelektrijaama tuumareaktori hävimine ja külgnevate territooriumide saastumine radioaktiivsete heitmetega, suhtutakse igasse nime, mis sisaldab sõna "tuuma", märkimisväärse ebatervisliku skeptitsismiga. Lühend võeti kasutusele selleks, et hoida elanikkonda rahulikuna, mitte kvantfüüsikaga kursis.

Leiutamise ajalugu, seade ja tööpõhimõte

Kaasaegseid matoodetakse mitmes tehniliselt arenenud riigis, mille kogutoodangust kuni 40% moodustab USA. See pole juhus, sest enamik peamisi MR-kuvamisega seotud tehnoloogilisi avastusi tehti Ameerika teaduskeskustes:

• 1937 – Columbia ülikooli (New York, USA) professor Isidore Rabi viis läbi esimese katse tuumamagnetresonantsi uurimiseks molekulaarkiirtes;
• 1945 – kahes ülikoolis (Stanford ja Harvard) viidi läbi tahkete objektide TMR fundamentaalsed uuringud (F. Bloch ja E. Purcell);
• 1949 – E.F. Ramsey (Columbia ülikool) sõnastas keemilise nihke teooria, mis pani aluse MR-spektroskoopiale, mis varustas keemialaborid kõige täpsemate analüüsiseadmetega;
• 1971-1977 – füüsik Raymond Vagan Damadian koos kolleegide rühmaga (Brooklyni meditsiinikeskus) lõi esimese MR-skanneri ja sai pildi elusobjektide (sealhulgas inimeste) siseorganitest. Arstid on uuringute käigus leidnud, et kasvajate kujutised erinevad tervetest kudedest väga palju. Tööde projekteerimiseks ja teostamiseks kulus umbes 7 aastat;
• 1972 – Keemik Paul Lauterbur (New Yorgi osariigi ülikool) jäädvustab esimese 2D-pildi, kasutades enda väljatöötatud vahelduvaid gradientseid magnetvälju.

1975. aastal pakkus Šveitsi füüsikalis-keemik Richard Ernst välja meetodid MRI tundlikkuse suurendamiseks (kasutades Fourier' teisendusi, faasi- ja sageduskodeeringut), mis tõstis oluliselt kahemõõtmeliste kujutiste kvaliteeti.

1977. aastal esitas R. Damadian teadusmaailmale esimese pildi inimese rindkere lõigust, mis tehti esimesel MR-skanneril. Edaspidi tehnika ainult paranes. Eriti suure panuse MRT arendamisse andis arvutitehnoloogia ja programmeerimise areng, mis võimaldas programmiliselt juhtida keerulist elektromagnetiliste seadmete komplekti ja töödelda vastuvõetud kiirgust ruumilise kujutise ehk kahemõõtmeliste "lõikude" saamiseks. mis tahes lennukis.

Praegu on 4 tüüpi MRI-skannereid:

1. Püsimagnetitel (väikesed, kaasaskantavad, nõrga magnetväljaga kuni 0,35 T). Võimaldab operatsioonide ajal teha "väliuuringuid". Kõige laialdasemalt kasutatavad on neodüümpüsimagnetid.
2. Resistiivsetel elektromagnetitel (kuni 0,6 T). Üsna mahukad, võimsa jahutussüsteemiga statsionaarsed seadmed.
3. Hübriidsüsteemid (püsi- ja takistusmagnetid);
4. Ülijuhtivatel elektromagnetitel (krüogeense jahutussüsteemiga võimsad statsionaarsed süsteemid).

Kõige kõrge kvaliteet selged ja kontrastsed pildid saavad teadlased krüogeensetele MR-tomograafidele tugeva magnetväljaga kuni 9,4 T (keskmiselt - 1,5 -3 T). Kuid praktika näitab, et kvaliteetse pildi saamiseks pole vaja mitte niivõrd võimsat välja, vaid suuremal määral kiiret signaalitöötlust ja head kontrasti. Koos arenguga tarkvara tavaliste meditsiiniliste MR-skannerite magnetite võimsus on vähenenud 1-1,5 Tesla peale. Kõige võimsamad tomograafid on valmistatud meditsiinilisteks teadusuuringuteks.

Standardne MRI skanner koosneb mitmest üksusest:

1. Mitme magneti süsteem:

• suur torusmagnet, mis loob konstantse välja;
• gradientmagnetmähised, mille abil muudetakse kolmemõõtmeliselt magnetinduktsiooni vektori suunda ("pooluse nihutatakse"). Gradiendi nihutamiseks leiutati erineva kuju ja suurusega poolid (8-kujuline, sadulakujuline, paaris (Helmgotz), Maxwell, Golay). Üksik- ja paarispoolide arvutiga juhitav töö on võimeline suunama tuumade momente mis tahes suunas või isegi pöörama neid suure magneti poolt algselt määratud suuna suhtes;
• reguleerivad poolid, mis on vajalikud üldise välja stabiliseerimiseks. Nende poolide väikesed magnetväljad kompenseerivad suurte ja gradientmagnetite tekitatud kõrvalisi häireid või välja võimalikku ebahomogeensust;
• RF mähis. RF mähised loovad magnetvälja, mis pulseerib resonantssagedusel. Välja on töötatud ja kasutatud kolme tüüpi pooli: edastav, vastuvõttev ja kombineeritud (edastav ja vastuvõtt). RF-kiirgur on samal ajal ka detektor. kui sihtida "lõõgastavate" prootonite tekitatud välise kiirguse mähist, ilmneb selle kontuur induktsioonivoolud jäädvustatud RF-signaalidena. Detektorite - poolide konstruktsioonid jagunevad kahte tüüpi: pindmised ja mahulised, s.o. objekti ümbritsev. Kujundid sõltuvad signaalide püüdmise meetoditest, mis võtavad arvesse kiirguse võimsust ja suunatavust. Näiteks kasutatakse peast ja jäsemetest paremate kujutiste saamiseks linnupuuri mahulist mähist. Tomograafil on mitu paaristatud ja üksikut RF-mähist igat tüüpi ja igat tüüpi RF-signaalide jaoks.

Kõige võimsama välja loovad ülijuhtivad magnetid. Suur konstantse välja tekitav rõngasmagnet on sukeldatud veeldatud heeliumiga (t = -269 o C) täidetud suletud anumasse. See anum suletakse teises, suuremas suletud anumas. Kahe seina vahelises ruumis tekib vaakum, mis ei lase heeliumil isegi kraadi võrra soojeneda (pesastatud vaakumanumate arv võib olla üle kahe). Mida väiksem on poolijuhtme takistus, seda suurem on magnetvälja tugevus. Just see omadus õigustab ülijuhtide kasutamist, mille takistus on 0 oomi lähedal.

Tomograafi juhtimissüsteem koosneb seadmetest:

• arvuti;
• gradientimpulsi programmeerija (genereerib magnetvälja suuna, muutes gradientväljade amplituudi ja tüüpi);
• gradientvõimendi (juhib gradientimpulsside võimsust, muutes mähiste väljundvõimsust);
• RF-impulsside allikas ja programmeerija moodustavad resonantskiirguse amplituudi;
• RF-võimendi muudab impulsside võimsust vajalikule tasemele.

Arvuti juhib väljade ja impulsside moodustamise üksusi, võtab detektoritelt vastu andmeid ja töötleb neid, muutes analoogsignaalide voo digitaalseks "pildiks", mis kuvatakse monitoril ja prinditakse.

MR-skanner (st magnetsüsteem) on tingimata ümbritsetud varjestussüsteemiga elektromagnetilise ja raadiokiirguse väliste "pippide" eest, mis võivad pärineda raadiosignaalide allikatest ja mis tahes tugevasse magnetvälja sattunud metallesemetest. Ruumi seinu kattev metallvõrk või tahke leht loob elektrit juhtiva Faraday puuriekraani.

MRI meditsiinilises diagnostikas

Magnetresonantstomograafia erineb täielikult röntgenikiirguse edastamisest, sest see ei ole sõna otseses mõttes "analoogne" (st fotograafiline) viis kujutise saamiseks, vaid pildistamine digiteeritud andmete abil. See tähendab, et pilt, mida inimene ekraanil näeb, on paljude mikroskoopiliselt väikeste signaalide dekodeerimise tulemus, mis on jäädvustatud skanneri detektoriga (RF mähis). Igal neist elektromagnetilistest impulssidest on keha sees teatud võimsus ja ruumilised koordinaadid. Kujutise töötlemine ja konstrueerimine saadud "prootonite lõdvestamise" impulsside alusel toimub spetsiaalsete programmide abil võimsa arvutiga.

MRI kasutab RF-impulssjärjestuste komplekti, mis loovad keha kudedes vesiniku prootonite "ergastamise" spetsiifilised režiimid ainulaadse neeldumiskiiruse ja vastava energiatagastusega. Tegelikult on jadad arvutiprogrammid, mis kiirgavad RF-signaale kindla amplituudi ja võimsusega ning juhivad magnetvälja gradiente.

Vesinik on kehas kõige rikkalikum element sellisel kujul, nagu see on ei esine mitte ainult kõigis orgaanilistes molekulides, vaid ka vee komponendina enamikus kudedes. Seetõttu (ja ka seetõttu, et tuumas on ainult üks prooton, mis muudab resonantsi esilekutsumise lihtsamaks) kuvab tomograafia paremini pehmeid kudesid, milles vee kontsentratsioon on palju suurem. MRI-pildil paistavad väga vähe vabu veemolekule sisaldavad luud läbimatute mustade aladena.

Paljud katsed on näidanud, kui erinev võib olla prootoni lõõgastusaeg, kui seda sisaldav aatom elementaarosake, on teatud tüüpi kangast. Veelgi enam, kui see kude on terve, erineb reaktsiooniaeg oluliselt. See on lõõgastumise ajaks, s.o. RF-impulsi tagastamise kiirus, objekti heleduse määrab arvuti.

Meditsiinilises diagnostikas, kasutades MRT-d, ei uurita mitte ainult tihedaid kudesid, vaid ka vedelikke: MR angiograafia võimaldab määrata verehüüvete tekkekohti, tuvastada turbulentsi ja verevoolu suunda ning mõõta veresoonte valendikku. Vedela keskkonna uuringutes aitavad spetsiaalsed ained, mis muudavad prootonite reaktsiooniaega vedeliku koostises. Kontrastained sisaldavad elemendi "gadoliiniumi" ühendeid, millel on aatomituumade ainulaadsed magnetilised omadused, mille jaoks seda nimetatakse "paramagnetiks".

Samuti mõõdetakse MRI abil sisetemperatuuri mis tahes kehapunktis. Kontaktivaba termomeetria põhineb kudede resonantssageduste mõõtmisel (temperatuuri mõõdetakse relaksatsioonisageduse hälvete alusel veeaatomites vesiniku mürkides).

Pildistamine põhineb kolme põhiparameetri fikseerimisel, mis prootonitel on:

• relaksatsiooniaeg T1 (spin-võre, prootoni pöörlemistelje pöörlemine 90 o võrra);
• relaksatsiooniaeg T2 (spin-spin, prootoni pöörlemistelje pöörlemine 180 o võrra);
• prootonite tihedus (aatomite kontsentratsioon koes).

Teised kaks tingimust, mis mõjutavad pildi kontrastsust ja heledust, on jada kordusaeg ja kajaaeg.

Kasutades järjestustes kindla võimsuse ja amplituudiga RF-impulsse ning mõõtes T1 ja T2 reaktsiooniaegu, saavad teadlased erineva kontrasti ja heledusega kujutisi keha samadest punktidest (kudedest). Näiteks lühike T1-aeg tekitab võimsa RF-lõõgastussignaali, mis kuvatakse pildistamisel ereda kohana. Kude valgusomaduste kombineerimine erinevates järjestustes näitab vee, rasva kontsentratsiooni suurenemist või spetsiifilist muutust koe omadustes, mis viitab kasvaja või induratsiooni olemasolule.

Magnetresonantstomograafiat puudutava teabe täielikkuse huvides tuleb öelda, et magnetväljade ja raadiosageduslike impulsside juhtimine ei ole täielik ilma "intsidentide" ja ebatavalise välimusega piltideta. Neid nimetatakse "artefaktideks". See on mis tahes punkt, piirkond või tunnus, mis on pildil olemas, kuid puudub kehas koe muutusena. Selliste esemete ilmumise põhjus võib olla:

• juhuslik ülesvõtt magnetvälja sattunud tundmatutelt metallesemetelt;
• seadmete talitlushäired;
• keha füsioloogilised omadused ("fantoomid", laigud, mis on põhjustatud siseorganite liikumisest hingamise või südamelöögi ajal);
• operaatori valed tegevused.

"Artefaktide" kõrvaldamiseks viiakse läbi aparatuuri erakorraline kalibreerimine ja testimine, kontrollitakse patsienti ja ruumi võõrkehade suhtes ning mitmes režiimis korduvuuring.

MRI kasutamine selgroo haiguste diagnoosimisel

Lülisammas on luu- ja lihaskonna süsteemi kõige liikuvam osa. Just pehmed koed tagavad nii selgroolülide liikuvuse kui ka terviklikkuse. Kui lugeda kokku kõik teadaolevad ja levinud lülisambahaigused, moodustavad pehmete kudede vigastused kuni 90% kõigist registreeritud haigustest. Ja kui lisada seljaaju ja seljaaju närvide neuroloogilised haigused ning erinevat tüüpi kasvajad, siis kasvab statistika 95-97%ni. Teisisõnu, selgroolülide luukudesid kahjustavad haigused on pehmete kudede haigustega võrreldes enam kui haruldased: lülivahekettad, liigesekapslid, sidemed ja seljalihased.

Kui võrrelda pehmete kudede terviklikkuse erinevate rikkumiste sümptomeid, on sarnasus erakordne:

• valu (kohalik ja laialt levinud teatud piirkonnas);
• "Radikulaarne sündroom" (seljaajunärvide terviklikkuse rikkumine ja sellega seotud sensoorsete signaalide ja reaktsioonide moonutused);
• erineva tugevusega halvatus (plegiad), parees ja tundlikkuse kaotus.

Seetõttu on magnetresonantstomograafia tulemustel lülisambahaiguste pildidiagnostikas "otsustava sõna" kõrge staatus. Mõnikord on kahjustatud piirkonna kvaliteetne pilt ainus võimalus lõplikult kinnitada eeluuringu, neuroloogiliste testide ja analüüside põhjal tehtud diagnoos.

MRI uuringu näidustuseks on põletikuliste protsesside esinemine lülisambas, millega kaasneb aktiivne immuunvastus (kehatemperatuuri tõus, kudede turse, naha punetus). Testid kinnitavad immuunvastuse olemasolu, kuid ei suuda näidata nakkus- ja põletikukoha täpset asukohta. MRI tomogramm 1 mm täpsusega määrab fookuse koordinaadid, põletikulise protsessi leviku ala. MRI angiogrammid näitavad veresoonte tromboosi ja kudede turse piire. Krooniliste haiguste (osteokondroos kõigis etappides, spondüloartroos jne) uurimisel näitab MRI erakordset kasulikkust.

Samuti on MRI kasutamise otsesed näidustused sümptomid, mis viitavad võimalikule abstsesside tekkele epiduraalpiirkonnas: tugev lokaalne valu, "radikulaarne sündroom", progresseeruv tundlikkuse kaotus ning jäsemete ja siseorganite halvatus.

Nakkushaigused, mis võivad kahjustada igat tüüpi kudesid (tuberkuloos, osteomüeliit), nõuavad põhjalikku uuringut MRI ja kompuutertomograafia (CT) abil. MRI tomogrammidel tuvastatakse närvikudede, kõhreliste lülidevaheliste ketaste ja liigesekapslite kahjustused. CT täiendab üldist pilti selgroogsete kehade ja protsesside luukudede hävitamise andmetega.

Seljaaju ja sellega seotud kudede (veresooned, ajukelme, seljaaju kanali sisemine periost) kahjustused nõuavad mitmekülgseid ja põhjalikke MRT-uuringuid, sest enamik närvikudede häireid on seotud kasvajate tekkega (healoomulised ja vähkkasvajad), mõnikord - abstsessid (epiduraalsed ja subduraalsed). Magnetresonantstomograafia uuringud olid algselt suunatud kesknärvisüsteemi kasvajamoodustiste tuvastamisele. Pikaajalised vaatlused ja kogutud kogemuste süstematiseerimine võimaldavad teadlastel tuvastada tekkivaid kasvajaid esimeses etapis, "nende embrüonaalses olekus".

Skanneritehnoloogia arendamine on suunatud igas suuruses objektide kujutiste detailsuse, kontrasti ja heleduse suurendamisele, samuti võimalikult kiirele andmete hankimisele pärast RF-impulsi väljastamist. Kaasaegne MRT skanner suudab "näidata" reaalajas toimuvaid protsesse: südamelööke, vedelike liikumist, hingamist, lihaste kokkutõmbumist, trombide teket. Väikesed avatud magnetresonantstomograafia skannerid koos püsimagnetiga võimaldavad teostada operatsioone minimaalse pindmiste kudede kahjustusega (interventsionaalne MRI).

Arvutiprogrammeerimine võimaldab skannerilt saadud andmete põhjal konstrueerida monitori ekraanile või lasertehnoloogia abil mahulist kujutist.

Areneb lülisamba MRT uuringute suund püstises asendis. Mobiilne seade on varustatud lauaga, mis muudab asendit 90 ° võrra, mis võimaldab reaalajas registreerida muutusi selgroos kasvavate vertikaalkoormustega. Sellised andmed on eriti väärtuslikud vigastuste (erinevat tüüpi luumurrud) ja spondülolisteeside uurimisel.

Uuritud inimeste arvustuste kohaselt ei esine neil valusaid aistinguid. Kõige rohkem avaldab neile muljet seadmete tekitatav müra: "tugev koputus tunneli seintes, nagu töötaks läheduses löök." See on püsimagneti pöörlev osa.

Vastunäidustused

MRT-uuringu ühemõtteline takistus on implantaatide ja seadmete olemasolu patsiendi kehas, mis sisaldavad metalle mis tahes määral, millel on ferromagneti omadused. Teadmiseks: ainult puhtal titaanil, mida kasutatakse selgroolülide fikseerimise süsteemide loomiseks, puuduvad magnetilised omadused.

Südamestimulaatori, elektroonikaseadmetega sisekõrvaimplantaadi ja metallosade olemasolu patsiendi kehas põhjustab koheselt magnetvälja häireid, mis tekitab tomogrammile "artefakti". Lisaks ebaõnnestub elektrooniline seade, põhjustades omanikule maksimaalset kahju. Sama tulemuse põhjustavad pärast vigastust kehasse jäänud kunstliigeste, tihvtide, klambrite või isegi metallikildude olemasolu. Mõned keemilised ühendid, mis moodustavad tätoveeringutinti, omavad ka ferromagnetilisi omadusi (eriti võivad mikroskoopilised osakesed kuumeneda tugevas magnetväljas, mis põhjustab epidermise sügavate kihtide põletusi).

Läbivaatuse ajal peab patsient maksimeerima liikumatust piisavalt pikaks ajaks. MRT takistuseks võib olla vaimne ebastabiilsus, teatud foobiad (näiteks klaustrofoobia), mis põhjustavad subjektil šokki, hüsteeriat ja tahtmatut liikuvust.

Pildikvaliteedi parandamiseks võib kasutada kontrastaineid (gadoliiniumi ühendeid), mille omadused pole veel täielikult teada. Näiteks kuidas need võivad mõjutada loote arengut esimesel kolmel raseduskuul. Seetõttu ei ole soovitatav läbi viia rasedate naiste uuringuid, mis nõuavad kontrastainete kasutamist. Lisaks võivad need ravimid inimestel, kellel on individuaalne füsioloogiline talumatus, põhjustada ootamatu anafülaktilise reaktsiooni.

Tuumamagnetresonantsi fenomeni kasutava tehnoloogia täiustamine annab arstidele, keemikutele ja bioloogidele võimsa vahendi elusorganismis toimuvate protsesside uurimiseks ja patoloogiate otsimiseks varases arengujärgus.

seotud artiklid

hulgas kaasaegsed meetodid uuring Erilist tähelepanu tuleb maksta selle eest, kuidas MRI töötab. Teadmata patsientide jaoks tundub selline diagnoos hirmutav, mis on toonud kaasa hunniku müüte tomograafia kohta. Tomograaf ise näeb välja nagu ebatavalise seadme kapsel, sees toimuvad protsessid on arusaamatud. Kõik teadmata on kahtluse all, mistõttu patsiendid ei nõustu alati tomograafi diagnoosimisega. Kuid see on põhimõtteliselt vale! Täpseks diagnoosimiseks ja arendamiseks on vaja magnetresonantstomograafia abil saadud täielikku ja üksikasjalikku teavet õige skeem ravi. Kuhu!

Magnetresonantstomograafia leiutamine oli läbimurre diagnostikas. Enne seda oli võimalik kõiki organeid nii selgelt näha vaid inimese lahkamisel pärast tema surma. Tomograafia võimaldas määrata verevoolu kiirust veresoonte kaudu, luude, kõhrekoe seisundit ja aju aktiivsust. Kõik siseorganid, sealhulgas piimanäärmed, hambad, ninakõrvalurged, on tomograafiga uurides näha ja isegi aru saada, kuidas need töötavad.

MRI tööpõhimõte seisneb mõjus vesiniku tuumadele, mis on igas inimese rakus. Vahetult pärast selle nähtuse avastamist (1973) hakati seda nimetama tuumamagnetresonantsiks. Kuid pärast Tšernobõli tuumaelektrijaama õnnetust (1986) hakkasid tekkima negatiivsed assotsiatsioonid sõnaga "tuuma". Seetõttu nimetati see diagnostikameetod ümber MRI-ks, mis ei muutnud selle olemust ja meetodi toimimist.

Magnetresonantsskaneerimise tööpõhimõte on järgmine - tugeva magnetvälja mõjul hakkavad vesiniku tuumad liikuma, reastuvad ühes järjekorras. Magneti tegevuse lõpus, kui see enam ei tööta, hakkavad aatomid liikuma, hakkavad kõik koos vibreerima, vabastades samal ajal energiat. Tomograaf registreerib energianäidud, arvutiprogramm see töötleb neid, andes välja elundi kolmemõõtmelise kujutise. Nii toimib see MRI puhul.

Küsitluse tulemusena saadakse pildiseeria, probleemsest piirkonnast on võimalik taasluua kolmemõõtmeline pilt, seda igast küljest pöörata ja uurida mis tahes tasapinnal. See on oluline uurimisel, diagnoosimisel.

Tomograafi tööpõhimõte põhineb magnetlainete võnkumisel – kiirgus puudub

Millal on parim aeg tomograafiaks?

Diagnoosi tegemisel ei ole alati ette nähtud MRI-d. Ja mõte pole võib-olla selles, et see on kallis protseduur. Sellel meetodil on spetsiaalsed kasutusalad. Diagnoosi määramisel, enne kirurgilist sekkumist operatsiooni üksikasjade selgitamiseks, pärast selle läbiviimist tulemuste uurimiseks on soovitav kasutada tomograafi. MRI tehakse siis, kui pikaajaline ravi kohandada teraapiat ja hinnata tehtud protseduuride efektiivsust. See on ohutu uurimismeetod ja seda saab teha vastavalt vajadusele.

MRI tuleb teha järgmiste haiguste diagnoosimisel:

• healoomuliste ja pahaloomuliste kasvajate moodustumine;
• veresoonte aneurüsmid vereringe;
• liigeste ja luukoe infektsioonid;
• südame ja veresoonte haigused;
• aju ja seljaaju talitlushäired;
• põletikulise iseloomuga patoloogiad, näiteks urogenitaalsüsteem;
• onkoloogia kirurgilise ravi ja keemiaravi hindamine;
• siseorganite ja pehmete kudede traumad.

Magnetresonantstomograafia ei ole ette nähtud ennetusmeetodite väljatöötamiseks, vaid ainult konkreetse ülesande jaoks täpseks diagnoosimiseks.

Alternatiivsed diagnoosimise viisid

Lisaks magnetresonantstomograafiale on ka teisi diagnostilisi meetodeid - kompuutertomograafia, ultraheli, EEG. Samas on vahel raske vahel valida, sest need toimivad erinevalt. Meetodite võrdlus on toodud tabelis.

Igal diagnostikameetodil, sealhulgas MRI-l, on oma negatiivne ja positiivseid külgi, seetõttu kasutatakse seda oma meditsiinivaldkonnas. Parim valik valitakse selle või selle varustuse tööpõhimõtte järgi.

Millal kontrasti kasutatakse?

Mõnikord süstitakse enne uuringut patsiendi veeni kontrastainet. See on vajalik, et saada piltidel mõnedest piirkondadest selgem pilt. MRI töötab temaga üksikasjalikumalt. See juhtub kasvajate diagnoosimisel. Kontrastaine koguneb neoplasmidesse ja valgustab neid täiendavalt piltidel. Veresoonte aneurüsmi diagnoosimisel joonistatakse kontrastiga terve vereringe skeem, mille järgi on arstil lihtsam rikkumisi tuvastada.

Gadoliinium on MRI kontrastaine. See toimib veresoonte valgustamiseks ja eritub organismist neerude kaudu, patsiendid taluvad seda hästi, põhjustab harva allergilist reaktsiooni. Selle kasutamisel on teatud vastunäidustused. Seetõttu tehakse enne ravimi kasutuselevõttu selle taluvuse testid.

Kontrastaine kasutamine on vastunäidustatud:

• inimesed, kellel on gadoliiniumi suhtes allergiline reaktsioon;
• rasedad ja imetavad naised;
• suhkurtõvega inimesed;
• kroonilise neeruhaigusega patsiendid.

Pärast tomograafia protseduuri eritub gadoliinium mõne tunni pärast neerude kaudu. Nende lisakoormus võib esile kutsuda krooniliste patoloogiate ägenemise. Seetõttu ei kasutata haigete neerude puhul kontrasti.

Millistel juhtudel ei ole tomograafia lubatud?

Magnetresonantstomograafia tegemisel on tõsised piirangud:

• varajane rasedus;
• klaustrofoobia;
• vaimsed häired, kui inimene ei saa olla pikka aega liikumatus asendis, kontrollib oma seisundit;
• metallist kandmised patsiendi kehas - tihvtid, klambrid anumatel, klambrid, proteesid, kudumisvardad;
• implanteeritud elektroonikaseadmed, mis töötavad pidevalt, neid ei saa tomograafia ajal eemaldada, näiteks südamestimulaatorid;
• epilepsia;
• metalliosakestega värviga tehtud tätoveeringud;
• raske füüsiline seisund patsient, näiteks pidev respiraatoris viibimine.

Selliseid vastunäidustusi kompuutertomograafia jaoks ei ole. See on ette nähtud juhul, kui MRI-d pole võimalik teha. Selline uuring sobib sinna, kus tomograaf ei tööta.

Kehas olevad metallikillud muudavad pildid uduseks ja raskesti dešifreeritavaks. Elektroonilised seadmed lagunevad tugeva magneti mõjul. Tomograafi kasutamisel tuleb selliste hädade vältimiseks järgida piiranguid.

Eksamiks valmistumine

Magnetresonantstomograafia meetodi positiivne külg on diagnoosimiseks ettevalmistamise peaaegu täielik puudumine. Kuid arstid soovitavad paar päeva enne tomograafia seanssi mitte süüa palju rasket toitu. Kuigi see jääb soovituslikuks tasemele. Kui kasutatakse kontrasti, on kõige parem süüa suur eine. See aitab vältida iiveldushooge.

Enne protseduuri tuleb eemaldada kõik metallist ehted, mansetinööbid, kellad, prillid, eemaldatavad proteesid. Riietel ei tohiks olla metallosi. Kaasaegsed meditsiinidiagnostika keskused väljastavad uurimiseks ühekordselt kasutatavaid riideid. Parim on muutuda temaks. Kui teie riietesse jääb märkamatu metallosa, võib teie kaelal tekkida peavalu võõrkehast raudesemest riietel.

Skaneerimisseade on tunnel, millesse siseneb patsiendilaud. Oluline on uuringu ajal mitte liikuda, siis on pildid selged ja kvaliteetsed. Et vältida jäsemete juhuslikku liikumist, kinnitatakse patsiendi käed ja jalad pehmete rihmadega laua külge.

MRI abil saab ohutult diagnoosida mis tahes organit, protseduur on valutu

Kuidas protseduur kulgeb?

Tomograafi tunnelis patsient ei tunne ebamugavust, protseduur on valutu. Mõnikord on kaebusi karmide, ebatavaliste helide kohta, mida seade töö ajal väljastab. Mõned keskused annavad välja meeldiva muusikaga kõrvaklappe või kõrvatroppe, mille saab kodust kaasa võtta. Patsiendil on nupp personaliga suhtlemiseks. Kui inimene tunneb end halvasti, tuleb sellele vajutada, tomograafia seanss katkeb.

Kõik töötajad on teises ruumis ja töötavad arvutitega. Aga patsienti ei jäeta üksi, teda jälgitakse läbi akna. MRI protseduur on üsna mugav. Keskmiselt kestab seanss 40 minutit, kontrastaine kasutamisel veidi kauem. MRT-aparaadi siseruumala on piisav. Inimene ei lama seal nagu kitsas kastis. Tal on piisavalt õhku ja ruumi. Psühholoogiline seisund juures terve inimene ei kannata ja jääb normaalseks. Paljud patsiendid on isegi huvitatud selle diagnostikameetodi proovimisest ja tomograafi külastamisest, et teada saada, kuidas see täpselt töötab.

Tulemuste töötlemine

Piltide dešifreerimiseks pärast MRI-d on vaja spetsialiste, kes suudavad vähimategi muutuste korral patoloogiaid diagnoosida. Järelduse koostamine võtab mitu päeva, kuid arst teatab kohe esimesed järeldused. Resonantspiirkonnad on piltidel selgelt nähtavad – need võivad olla muutused siseorganites, vedeliku olemasolu (kus seda ei tohiks olla). See patoloogia räägib sisemisest verejooksust või infektsioonist.

Magnetresonantstomograafia järgne laborandi järeldus on vaid nähtud muutuste loetelu. Näiteks sidemete kahjustus, kasvaja esinemine, muutused teatud kohas veresoonte struktuuris, kujus ja suuruses. Diagnoosi paneb uuringule saatnud arst. Te ei pea iseseisvalt proovima haigust järeldusest kindlaks teha. See nõuab rohkem täiendavad uuringud ja analüüsid.

Alates sellise seadme nagu magnetresonantstomograafia leiutamisest on enamik tõsiseid haigusi vähenenud enam kui poole võrra. See on tingitud asjaolust, et tomograaf ei ole lihtsalt diagnostikaaparaat, vaid ülitäpne seade, mis võimaldab diagnoosida patoloogilisi muutusi ja kasvajate teket inimkehas. MRI-protseduuri abil on võimalik mitte ainult diagnoosida tõsiseid ja isegi surmaga lõppevaid patoloogiaid, vaid neid mitmel viisil õigeaegselt kõrvaldada.

Millel seadme tööpõhimõte põhineb

Küsimus MRI toimimise kohta on patsientide seas populaarne, kuna see võimaldab neil välja selgitada, kui ohtlik on inimese jaoks siseorganite ja -süsteemide diagnoosimine. Tomograafi tööpõhimõte põhineb tuumamagnetresonantsi protsessil. NMR on nähtus, mille määravad aatomite omadused. Kõrgsagedusliku impulsi rakendamisel täheldatakse energia kiirgust magnetväljas. Selle energia fikseerimiseks kasutatakse arvutit.

Inimkeha on küllastunud vesinikuaatomitega, mis mängivad diagnostikas võtmerolli. Kuded ja elundid on küllastunud vesinikuaatomitega, mida uuritakse. Need aatomid hakkavad "reageerima", kui tekivad elektromagnetlained. Elektromagnetlaineid genereerib skanner, infot loeb spetsiaalne arvuti.

Kõik koed ja elundid on küllastunud vesinikuaatomitega, kuid nende arv ei ole sama. Vesiniku koostise erinevuse tõttu virtuaalne panoraam võimaldab teil uuesti luua pildi uuritud elunditest ja kehaosadest. Tomograafi töötsükli võib jagada järgmisteks etappideks:

1. Tekib magnetväli, mille tulemusena vesinikuosakesed laetakse.
2. Niipea kui magnetvälja mõju lakkab, lakkavad osakesed liikumise, kuid soojusenergia vabaneb.
3. Ülaltoodud pildi põhjal salvestatakse näidud. Analüüs ja visualiseerimine toimub virtuaalselt.

Kokkuvõtlik teave võimaldab teil diagnoosida patoloogiate ja muude tüsistuste olemasolu. MRI tööpõhimõte ei ole keeruline, kuid tänu sellele füüsikalisele nähtusele on võimalik läbi viia ülitäpseid diagnostilisi protseduure ilma organismi sisemise sekkumiseta.

MRI tüübid

Teades MRI tööpõhimõtet, on vaja välja selgitada, millistesse magnetresonantstomograafia tüüpidesse jaguneb. Esialgu tuleb märkida, et MRI protseduuri saab läbi viia erinevat tüüpi seadmetel. Need võivad olla nii avatud kui ka suletud seadmed magnetresonantstomograafiaks. Mõelgem välja, kuidas avatud tüüpi seadmed erinevad suletud seadmetest.

1. Avatud - need on kahest põhiosast koosnevate seadmete valikud: ülemine ja alumine. Sel juhul asub patsient kahe aluse vahel, mis on magnetid. Seda tüüpi tomograafid on mõeldud peamiselt klaustrofoobia tunnustega patsientidele, samuti rasvunud ja füüsilise puudega inimestele. Olles tomograafi avatud vaates, ei tunne patsient ebamugavust, nagu suletud versioonis.
2. Suletud. Need on suur kapsel, mille sees on voodi. Patsient paigutatakse sellesse voodisse, mille järel tehakse diagnoos. Suletud seadmetes võivad patsiendid tunda ebamugavust, kuid samal ajal, kui inimesel ei ole klaustrofoobiat, tehakse diagnostika selliste seadmete abil.

Oluline on teada! Enamik uuringuid tehakse ainult suletud tüüpi MRT-aparaadiga. Üks seda tüüpi diagnostika on aju uuring.

MRI-seadmed erinevad ka sellise olulise parameetri poolest nagu võimsus. Võimsuse järgi jagunevad seadmed järgmisteks tüüpideks:

1. Madala võimsusega kuni 0,5 Teslat.
2. Keskmine võimsus kuni 1 Tesla.
3. Suur võimsus kuni 1,5 Teslat.

Mida mõjutab magnetresonantstomograafia masina võimsus? Võimsus mõjutab sellist parameetrit nagu diagnostika aeg. Lisaks mõjutab aparaadi võimsus nii uuringu maksumust kui ka pildistamise kvaliteedinäitajaid. Mida võimsam aparatuur on kliinikusse paigaldatud, seda suurem on protseduuri maksumus.

Oluline on teada! Magnetresonantstomograafia on üks kõige kallimaid tehnikaid, millel on olulised puudused.

MRI-uuringu peamised eelised

Tänapäeval on neid palju erinevaid valikuid uuringud, kuid MRI protseduur on üks esimesi kohti. Seda seetõttu, et seade annab tulemusi väga üksikasjalikult. Seda tüüpi diagnostikal on olulisi eeliseid, näiteks kui võrrelda CT-d ja MRI-d, siis esimene protseduur hõlmab keha kokkupuudet röntgenikiirgusega, millel on negatiivne mõju. Magnetresonantsi uurimismeetodi peamised eelised on järgmised:

1. Võimalus saada kvaliteetset teavet uuritava elundi üksikasjaliku kujutise kujul.
2. Kahjutus ja ohutus. Eespool sai mainitud, et aparaadi tööpõhimõte põhineb magnetvälja tekitamisel, mille mõjul toimub vesinikuaatomite liikumine. Magnetkiirgus on täiesti kahjutu, mistõttu sellisel kokkupuutel negatiivseid reaktsioone ei täheldata.
3. Võimalus visualiseerida elundite, nagu seljaaju või aju, keerulisi struktuure.
4. Võimalus saada pilte mitmes projektsioonis. Tänu sellele positiivsele omadusele on MRI abil võimalik enamikku haigusi diagnoosida palju varem kui kompuutertomograafiat kasutades.

Nüüd võrdleme magnetresonantstomograafiat kõige populaarsemate diagnostikameetoditega ja uurime, millisel meetodil on rohkem eeliseid ja vähem puudusi.

1. Kompuutertomograafia või CT. Nähakse ette röntgenkiirguse mõju kehale. Hoolimata asjaolust, et protseduur on ohtlikum kui MRI, kasutatakse seda siis, kui on vaja uurida luu- ja lihaskonna süsteemi.
2. EEG või elektroentsefalograafia. Tehnika, mis võimaldab aju üksikasjalikult uurida. Kasvajate ja neoplasmide esinemist EEG abil on üsna raske diagnoosida, seetõttu on arsti kahtluse korral ette nähtud magnetresonantstomograafia.
3. Ultraheli. Ultrahelil pole vastunäidustusi. Ultraheli miinuseks on see, et aparatuur ei suuda diagnoosida luukoe, mao, kopsude ja teiste elundite seisundit. Lisaks ei saa ultraheliuuringuga saada täpseid pilte nagu MRI.

Sellest lähtuvalt tuleb märkida, et magnetresonantstomograafi tööskeem on kõige tõhusam ja ülitäpne.

MRI puudused

Sellel meetodil on palju eeliseid, kuid lisaks positiivsetele omadustele tuleb märkida ka puudusi. Selle diagnostilise meetodi oluline puudus on selle kõrge hind. Mitte iga keskmise sissetulekuga inimene ei saa endale lubada isegi kord aastas diagnostikat, kuna kõige lihtsamat tüüpi uuringud maksavad 5–7 tuhat rubla.

Lisaks kõrgetele kuludele, mis on tingitud seadmete kõrgest hinnast, tuleb märkida veel mõned MRI protseduuri puudused:

1. Vajadus olla pikka aega ühes asendis. Sageli on diagnoosimise kestus pool tundi kuni 2 tundi.
2. Hilinenud hematoomide määramine.
3. Suutmatus läbi viia diagnostikat, kui patsiendil on metallist või elektroonilised proteesid, mida ei saa protseduuri ajal eemaldada.
4. Negatiivne mõju uuringu tulemustele, kui patsient liigub protseduuri ajal.

Oluline on teada! MRT protseduuri on võimalik teha tasuta, kui patsiendil on kohustuslik tervisekindlustus. Selle abiga ja arsti vastava vastuvõtu olemasolul saab patsient tasuta MRT uuringule.

Näidustused ja vastunäidustused

MRT-le on palju näidustusi, kuid igal juhul peaks raviarst otsustama, kas protseduur on vajalik. Magnetresonantstomograafia peamised näidustused on järgmised:

1. Aju. Seda elundit uuritakse neuroloogiliste sümptomite korral, samuti vigastuste ja häirete korral.
2. Kõhuõõne organid. Uuring viiakse läbi vastavate valusümptomite ilmnemisel kollasuse, valu ja düspeptiliste sümptomitega.
3. Süda ja veresoonkond. MRT-d tehakse kaasasündinud südamehaiguse, koronaararterite haiguse, valu ja arütmiate korral. Magnetresonantstomograafia on sageli ette nähtud pärast südameinfarkti.
4. Urogenitaalorganid. Kuseteede häirete tunnuste ilmnemine, valu, samuti vere ilmnemine uriinis viitavad MRT-uuringu vajadusele.

Täpsemalt, kas MRT-diagnoos on vajalik, peaksite konsulteerima oma arstiga. Kui arst uuringuteks vajadust ei näe, saab patsient iseseisvalt läbida diagnostika eratomograafi kabinetis.

1. Kellel on kehas elektroonikaseadmed, näiteks südamestimulaatorid ja kuuldeaparaadid.
2. Patsiendid, kelle kehas on metallist implantaadid. Sõltuvalt nende asukohast võib protseduuri läbi viia pärast individuaalset lähenemist patsiendile.
3. Inimesed, kellel on klaustrofoobia ja närvisüsteemi häired. Sellised patsiendid ei saa pikka aega vaikselt diivanil lebada, seetõttu on neile näidustatud anesteesia all olev diagnostika.
4. Raseduse esimene trimester. Esimesel trimestril täheldatakse sündimata lapse elundite ja süsteemide moodustumist. Ebanormaalsuse vältimiseks soovitavad arstid hoiduda MRI-st esimesel trimestril kuni 12 nädalani.

Kuidas MRI tehakse

Patsient ei tohiks muretseda ega karta, sest uuringu ajal ei tunne ta valu. Ainus ebameeldiv tunne uuringu ajal võib olla tööseadmete müra. Kuid selle probleemi saab lahendada, selleks peate kõrvaklapid pähe panema ja magama jääma.

Oluline on teada! Kui tehakse aju MRI-d, on kõrvaklapid keelatud.

Uurimisprotseduuri läbiviimise algoritm on järgmine:

• Patsient võtab ära kõik metallesemed ja ehted. Diagnostikat tehakse aluspesus või spetsiaalses hommikumantlis.
• Uuritav asetatakse lauale, kus spetsialist fikseerib oma keha kolmes/neljas punktis.
• Kui kõik on protseduuriks valmis, siseneb patsient diivanil tunnelisse, kust protseduur algab.
• Uuringu kestus on 20 kuni 120 minutit. Kõik sõltub diagnoositavast elundist või kehaosast.

Pärast kooli lõpetamist võib patsient koju minna. Kui diagnoos tehti anesteesia all, võib patsient tund pärast unest ärkamist koju minna. Sel juhul peab temaga kaasas olema üks sugulastest. Kui on vaja läbi viia uuring kontrastainega, süstitakse veeni spetsiaalne ravim - gadoliiniumi soolad. Need on täiesti kahjutud, kui patsient ei ole aine suhtes ülitundlik. Pärast seda värvitakse üksikasjalikku uurimist nõudvad kohad, mis suurendab skaneerimise täpsust.

Kokkuvõttes on oluline märkida, et MRI protseduur on hoolimata ebaolulisest diagnostikavajadusest kõige tõhusam. Kui patsiendil pole seda tüüpi uuringu tegemiseks piisavalt rahalisi vahendeid, valib arst teise tüübi, mis aitab maksimaalselt kindlaks teha arenevaid patoloogiaid.