Возможности магнитно-резонансной томографии (МРТ) в нейрохирургии
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 21.12.2024
Обсуждение физических основ МРТ выходит за рамки этого материала. Получение изображения на МРТ основано на взаимодействии градиентов магнитного поля с атомами водорода (протонами). Медицинская МРТ основана на свойствах релаксации возбужденных ядер водорода в воде и липидах. Изображение зависит от количества протонов (Н) каждой ткани, дающей воспринимаемый антенной/решеткой сигнал. В связи с этим Н,0 (вода) и ее содержание в тканях очень важны для формирования изображения, а также для формирования контраста между структурами. Кость дает слабый сигнал, в то время как головной мозг и спинномозговая жидкость—интенсивный.
Для получения выборочного изображения вокселей (объемных элементов картины) структуры применяются ортогональные градиенты магнитного поля. Несмотря на относительно частое применение градиентов главных осей пациента МРТ позволяет гибко ориентировать изображения. Магнитные градиенты генерируются тремя ортогональными катушками, ориентированными по осям X Y и Z. Сканеры, используемые в медицине, имеют типовую напряженность магнитного поля от 0,2 до 3 Тесла. На изображении белые пиксели называются гиперинтенсивными, а темные— гипоинтенсивными.
Различные типы программ МРТ дают разную информацию. Несколько советов в отношении некоторых из этих последовательностей:
• Изображения в режиме Т1 дают достаточно информации об анатомических структурах, а также информацию о венозных синусах или скоплении крови. На Т1-взвешенных последовательностях ликвор темный, а жир белый. Яркий сигнал на Т1-взвешенных последовательностях имеют: жировая ткань (липома, дермоид), подострая гематома (метгемоглобин), метастазы меланомы (меланотической), жидкости содержащие белок (коллоидные кисты) и парамагнитные вещества (гадолиний).
• Т2-взвешенные изображения дают информацию об отеке, проницаемости артерий и синусов. Вода выглядит белой на Т2-взвешенных последовательностях, жир — ближе к темному, гематомы дают различную интенсивность сигнала. Темное изображение в этом режиме дают: острая гематома (деоксигемоглобин, гемоси-дерин, железо). Интенсивность изображения зависит главным образом от плотности протонов в исследуемой структуре. Чем выше число протонов в той или иной единице ткани, тем ярче сигнал.
• На изображениях, взвешенных по протонной плотности, отлично контрастируется граница серого-белого вещества, в то время как граница мозга и ликвора контрастируется несколько хуже. Эта последовательность хороша для изучения анатомии базальных ядер и для дифференцировки лакунарных инфарктов от пространств Вирхова-Робина, а также для оценки глиоза.
• FLAIR (подавление сигнала от свободной жидкости) также имеет неофициальное название «метод темной жидкости». Используется для исключения влияния жидкости на получаемые изображения. При этой последовательности становятся видимыми патологические изменения, которые обычно скрыты ярким сигналом жидкости на Т2-взвешенных изображениях. Режим широко используют при многих специфических заболеваниях, особенно он важен при диагностике рассеянного склероза.
• Диффузия представляет собой процесс, при котором молекулы или другие частицы смешиваются и мигрируют из-за хаотического теплового движения. Диффузионно-взвешенное изображение (ДВИ) является чувствительным к процессу диффузии, так как диффузия молекул воды вдоль градиента магнитного поля уменьшает МР-сигнал. В области низкой диффузии потери сигнала менее интенсивны и изображение этих областей ярче. Это дает изображение с разделением областей быстрой и медленной диффузии протонов. Диффузионно-взвешенные изображения на сегодняшний день являются стандартом при визуализации инфаркта мозга.
Весь мозг может быть отсканирован в течение нескольких секунд. Некоторые патологические состояния также характеризуются снижением диффузии, например демиелинизирующие заболевания или цитотоксический отек. Область инфаркта головного мозга обладает низкой диффузией, что приводит к увеличению интенсивности сигнала на диффузионно-взвешенной МРТ. Диффузионно-взвешенные изображения дают большую чувствительность для ранней диагностики инсульта, чем стандартные последовательности. При подозрении на опухоль рекомендуется внутривенное введение контрастного вещества. Гадолиний не является йодосодержащим контрастным веществом, он выглядит гиперинтенсивным на Т1-взвешенных изображениях и гипоинтенсивным на Т2. В норме неповрежденный гематоэнцефалический барьер непроницаем для контрастных веществ.
Участки с нарушениями гематоэнцефалического барьера (например, опухоли, инфекции, сосудистые аномалии) проницаемы для контрастных веществ и дают большее усиление, чем неизмененные области.
Кроме того, можно оценить кровоток и пассаж ликвора, выполнить МР-ангиографию и МР-перфузию. Методы исследования перфузии мозга при развитии инсульта и опухолей и МР-ангиография при исследовании внутричерепных сосудов используются в повседневной практике в большинстве клиник, хотя они не так легко доступны, как методы КТ в некоторых небольших больницах. Эти последовательности позволяют нам изучить гемодинамику паренхимы, и указать место для целесообразной с точки зрения диагностики биопсии опухоли или для оценки функционального состояния и жизнеспособности паренхимы мозга у пациентов, перенесших инсульт.
Методы МР-перфузии чувствительны к кровотоку на микроскопических уровнях. Усиленный контрастом относительный объем циркулирующей крови мозга является самым распространенным типом визуализации перфузии. Гадолиний является подходящим агентом для выполнения перфузионных изображений. Быстрое прохождение контрастного вещества через капиллярное русло будет вызывать на Т2-взвешенных изображениях падение сигнала в области мозга, вызванное расфазированным спином. Снижение сигнала используется для вычисления относительной перфузии в этой области. Поскольку время прохождения болюса через ткань составляет всего несколько секунд, для получения последовательных изображений в момент вхождения контрастного вещества и его вымывания, необходимы изображения с высоким временным разрешением.
Основы спектроскопии были открыты Эдвардом Перселлом и Феликсом Блохом в 1946 г. Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) является аналитическим инструментом, основанным на ядрах, имеющих спин (ядра с нечетным числом нейтронов и/или протонов), такие как 1Н, 13С, 170, 19F, 31Р и т. д. С помощью ядерных магнитных принципов, таких как прецессия, химический сдвиг и т. п., возможен анализ содержания и молекулярной структуры ткани. Полученный электронный спектр содержит ряд пиков, максимумы и положение которых позволяют выполнить точный анализ. Неизвестные соединения могут быть сопоставлены со спектральной библиотекой. Могут быть определены даже очень сложные органические соединения, такие как ферменты и белки. Эта методика позволяет дифференцировать такие различные патологии, как глиомы, метастазы, менингиомы, абсцессы и др., в зависимости от содержания метаболитов.
Отмечается высокий сигнал в преддверии и полукружных каналах, вызываемый кровью (стрелка).
А. Коронарная проекция КТ; Б. МРТ в режиме Т1.
Большой массив четко ограниченных мягких тканей пролабирует в наружный слуховой проход справа через широкий дефект верхней стенки.
Новообразование представляет собой менингоэнцефалолоцеле (стрелки).
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
-