На чём основана МРТ, когда и как появился этот метод? В чём состоит ядерно-магнитный резонанс и что позволило использовать его в медицине?

МРТ основана на физическом явлении ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), открытого в 1946 г. американскими физиками Ф. Блохом и Р. Перселлом, за что в 1952 г. они получили Нобелевскую премию. В 1973 г. Пауль Лаутербург впервые использовал ЯМР для получения изображения, а в 1982 г. впервые был представлен магнитнорезонансный томограф на Международном конгрессе радиологов в Париже, с этого времени метод и стали применять в медицине.

ЯМР состоит в том, что если ядра некоторых атомов (водорода, фтора, фосфора и др.) поместить в постоянное магнитное поле и воздействовать на них внешним переменным магнитным полем определён- ной частоты (радиочастоты), то происходит избирательное (резонансное) поглощение ядрами энергии электромагнитного поля, а затем возникнет резонансное выделение энергии в виде радиосигнала. Именно то, что тело человека состоит преимущественно из ядер водорода, и позволило использовать МРТ в медицине.

Из чего состоит магнитно-резонансный томограф? В каких срезах и какие органы позволяет исследовать МРТ?

Магнитно-резонансный томограф состоит из мощного магнита с туннелем, в котором находится способный к перемещению стол с пациентом. Магнит окружён экраном от радиопомех. На тело пациента, помимо того что оно находится в постоянном поле магнита, действует также более слабое радиочастотное магнитное поле, градиенты которого «вращаются» вокруг больного - происходит своеобразное сканирование. Специальная катушка, окружающая пациента, служит приёмником ЯМР-сигнала, который преобразуется в цифровой код и поступает на компьютер, который в свою очередь и строит изображение в виде срезов в различных плоскостях (фронтальной, сагиттальной, поперечной и косых).

Первые модели томографов, а также те, которые изготавливают в России, серии «Образ», имеют магниты с небольшой напряжённос- тью магнитного поля - 0,15 Тл (тесла) и ниже, что влияет на качество изображения и позволяет в основном исследовать головной и спинной мозг, суставы и мягкие ткани. В последние годы в мире используют МР-томографы с магнитом, который создает напряжённость 2-5 Тл и более, на них можно получать детальное трёхмерное изображение внутренних структур любой части тела. Стоимость МР-томографов очень высока, особенно последних моделей.

Какие факторы влияют на контрастность изображения при МРТ (яркость МР-сигнала)? В чём заключается и для чего проводят дополнительное контрастирование?

Внутренние факторы зависят от характера ткани, прежде всего от её протонной плотности и времени релаксации. -Протонная плотность:

Наиболее высокая у жировой ткани, она выглядит всегда более яркой;

Костная ткань практически не содержит атомов водорода (протонов) и представляется всегда тёмной;

Воздух вообще не даёт МР-сигнала.

Если ткани имеют близкую протонную плотность, то различить их трудно, поэтому используют дополнительное контрастирование (см. ниже). Опухоли, например после введения контраста, дают более интенсивный сигнал.

- Время релаксации - промежуток времени, в течение которого протоны, поглотив энергию, возвращают её. Чем короче время релаксации, тем ярче ЯМР-сигналы. Время релаксации зависит:

От количества в тканях воды (чем её больше, тем больше удлиняется время релаксации);

От белковых молекул (сокращают время релаксации);

От ионов и свободных радикалов (сокращают время релаксации).

Любой патологический процесс (опухоль, воспаление и т.д.) приводит к увеличению внутриили внеклеточной воды, что удлиняет время релаксации, а значит, приводит к ослаблению МР-сигнала.

Внешние факторы.

Магнитная индукция, она неизменна для каждого аппарата.

Характеристики аппарата и программного обеспечения.

Радиочастотная последовательность и её параметры.

Использование специальных контрастных парамагнитных веществ (гадопентетовая кислота, гадодиамид и др.), т.е. дополнительное контрастирование. Необходимость его применения связана с напряжённостью магнитного поля:

Если она низкая (0,15 Тл и ниже), то создаётся достаточно высокая естественная контрастность,

Если высокая (свыше 1,0 Тл), то в большинстве случаев необходимо использование дополнительного контрастирования.

В качестве контрастного вещества чаще всего используют гадопентетовую кислоту, которую вводят в/в из расчёта 0,2 мл контраста на 1 кг массы тела больного. МР-томограммы производят через 10-15 мин после введения контраста. Проводят дополнительное контрастирование при МРТ для повышения интенсивности сигналов, а значит, и увеличение контрастности, например опухолей и метастазов, что способствует улучшению их визуализации, т.е. диагностики.

Толщина среза, которую считают оптимальной при 5-10 мм. С уменьшением её качество изображения ухудшается. В то же время увеличение толщины среза может привести к тому, что патологический очаг в срез не попадёт.

Другие факторы контрастности переменные, поэтому их выбор в значительной мере зависит от исследователя.

В чем преимущества МРТ?

МРТ не связана с лучевой нагрузкой.

МРТ позволяет получить несколько проекций (фронтальную, сагиттальную, поперечную) в отличие, например, от поперечной КТ.

Получению МР-изображения не мешают кости и скопления газа, как при УЗИ.

При МРТ лучше, чем при КТ и УЗИ, визуализируются мягкие ткани за счёт высокого тканевого контраста:

Жировые прослойки;

Сосуды (даже без введения в них контрастных веществ).

При исследовании головного мозга удаётся:

Разграничить серое и белое вещество;

Можно видеть мозговые оболочки;

Видны сосуды основания головного мозга.

Спинной мозг виден на МР-томограммах на всём протяжении, чему не мешают кости, при этом хорошо визуализируются:

Оболочки и межоболочечные пространства;

Корешки спинного мозга и ткани, окружающие их;

Структура межпозвонковых дисков.

При МРТ чётко различимы:

Стенки сердечных камер;

Стенки сосудов;

Кровь в сосудах;

Атеросклеротические бляшки, тромбы, аневризмы в стенках сосудов.

МРТ печени позволяет более чётко, чем при КТ, получать изображение цирротических полей и участки регенерирующей ткани;

При исследовании почек с помощью МРТ выявляется граница между корковым и мозговым слоями, а в образованиях, имеющих капсулу, последняя чётко дифференцируется.

Хорошо визуализируются надпочечники, в них выявляются патологические изменения.

МРТ используют также при изучении молочной железы, особенно для уточнения распространённости опухоли, в том числе степени прорастания грудной стенки и т.д.

При изучении органов малого таза (с тазовой катушкой) в получении диагностических сведений помогает разность в контрастности этих органов по отношению к внутритазовой жировой клетчатке. Сканирование производят при полном мочевом пузыре, что улучшает качество изображения за счёт вытеснения кишечника из полости малого таза. Визуализируемые на МРТ органы:

Прямая кишка (с 1993 г. используют эндоректальную катушку);

Мочевой пузырь;

Предстательная железа;

Яичники.

МРТ применяют для исследования лимфатической системы у онкологических больных, при проведении дифференциальной диагностики между метастазами в лимфатические узлы и лимфаденитом, для контроля биопсии лимфатических узлов.

МРТ благодаря возможности визуализации костей и хрящей позволяет диагностировать:

Изменения внутрисуставных дисков и определять характер заболевания суставов (травмы диска, артроз, артрит и др.);

Изменения межпозвонковых дисков, в результате чего устанавливают различные заболевания позвоночника (грыжи дисков, остеохондроз, спондилит и др.);

Некоторые заболевания костей.

В последние годы благодаря специальной программе появилась магнитно-резонансная ангиография (МРА) головного мозга, которая позволяет визуализировать сосуды без введения в них контрастного вещества (неинвазивный метод). При этом выявляют изменения сосудов:

Аномалии развития;

Аневризмы;

Смещения;

Непроходимость;

Коллатеральные;

Дополнительные;

Патологические и т.д.

Каковы недостатки МРТ?

Дорогостоящий метод (в 2 раза дороже КТ).

Мало аппаратов - в России чуть больше 100.

Из-за недостатка аппаратов и катушек к ним ограничение исследования различных органов. В Саратове пока проводят МРТ головного (включая МР-ангиографию) и спинного мозга, позвоночника, суставов, костей, мягких тканей.

МРА головного мозга не позволяет визуализировать фазы кровотока (артериальную, паренхиматозную и венозную), это возможно только при рентгеновской ангиографии.

Плохо отображаются обызвествления в отличие от рентгенографии, УЗИ и КТ.

Возможны артефакты («искусственно сделанные»), как и при других диагностических изображениях. Артефакты отражают не реальный морфологический статус, а внесены в изображение самой техникой.

Продолжительность исследования и получение изображения вместе с артефактами от дыхательных и других движений ограничивает применение МРТ в диагностике заболеваний грудной и брюшной полости.

МРТ уступает КТ в визуализации костей черепа, внутричерепных обызвествлений и свежеизменившейся крови.

Возможно смещение металлических инородных тел в тканях (протезов каналов сердца, водителей сердечного ритма, металлических приспособлений для остеосинтеза и др.) под воздействием магнитного поля.

Как плотность ткани влияет на теневую картину и как называются полученные симптомы при рентгенологическом исследовании, УЗИ, КТ и МРТ?

Плотность ткани влияет на теневую картину и обусловливает следующие симптомы при различных лучевых методах:

Если плотность ткани выше

При рентгенологическом исследовании это будет симптом затемнения;

При УЗИ - гиперэхогенность (светлый);

При КТ - гиперденсивность (светлый);

При МРТ - гиперинтенсивный сигнал (на фиксированных изображениях этот симптом будет выглядеть светлым).

Если плотность ткани одинаковая с окружающими тканями, то:

При рентгенологическом исследовании она не будет выделяться, как и при других методах;

При УЗИ - изоэхогенность;

При КТ - изоденсивность;

При МРТ - изоинтенсивный сигнал.

Если плотность ткани ниже плотности окружающих тканей, то:

При рентгенологическом исследовании будет симптом просветления;

При УЗИ - гипоэхогенный (тёмный);

При КТ - гиподенсивный симптом (тёмный);

При МРТ - гипоинтенсивный сигнал (на фиксированных изображениях этот симптом будет выглядеть тёмным участком).

После чего возникает эффект контрастного усиления при КТ и МРТ, от какого фактора зависит и чем он проявляется при различных заболеваниях?

Эффект контрастного усиления возникает после внутривенного введения контрастных веществ при КТ и МРТ, зависит от степени васкуляризации патологических образований. Проявляется этот эффект при различных заболеваниях следующим образом:

Кисты и другие жидкостные образования не усиливаются;

Доброкачественные опухоли слабо усиливаются;

Злокачественные опухоли значительно и неравномерно усиливаются;

Инфаркты почки, селезёнки, головного мозга проявляются симптомом «краевого ободка».

ДИАГНОСТИКА ЗАБОЛЕВАНИЙ ОРГАНОВ ГРУДНОЙ ПОЛОСТИ

Как выглядят органы грудной полости на рентгенограммах в прямой проекции?

В прямой проекции правое и левое лёгкие выглядят в виде просветления за счёт воздуха в альвеолах, а между ними видна тень средостения (это называют естественной контрастностью).

На фоне лёгких, так называемых лёгочных полей, видны тени рёбер, ключиц (над ключицами верхушки лёгких), а также теневые полоски сосудов и бронхов, образующих лёгочный рисунок, веерообразно расходящийся от корней лёгких.

Тени корней лёгких прилежат с обеих сторон к тени среднего средостения. Корни лёгких образованы крупными сосудами и лимфатическими узлами, что и определяет их структурность. Корень имеет головку (проксимальная часть), тело и хвост, длина корня - от II до IV ребра по передним концам, его ширина - 2-2,5 см.

Тень средостения имеет три отдела:

Верхнее (до уровня дуги аорты);

Среднее (на уровне дуги аорты, здесь же у детей расположена вилочковая железа);

Нижнее (сердце).

В норме 1/3 тени нижнего средостения находится справа от позвоночника, а 2/3 - слева (это левый желудочек сердца).

Снизу лёгкие ограничены диафрагмой, каждая её половина имеет куполообразную форму, расположена на уровне VI ребра (слева на 1-2 см ниже).

Плевра образует в прямой проекции правый и левый рёберно-диа- фрагмальные и кардио-диафрагмальные синусы, которые в норме дают треугольной формы просветления.

Есть ли особенности в теневой картине органов грудной полости в боковой проекции? .

В теневой картине органов грудной полости в боковой проекции особенности состоят в том, что оба лёгких наслаиваются друг на друга, поэтому эту проекцию нельзя анализировать самостоятельно,

а следует обязательно сочетать с прямой проекцией, чтобы плоскостное изображение представить как объёмное.

Боковых проекций необходимо делать две (левую и правую): при этом лучше видна та половина грудной клетки, которая прилежит к плёнке.

На фоне лёгочных полей визуализируются тени костных образований: спереди - грудины, сзади - III-IX грудных позвонков и лопатки, рёбра идут в косом направлении сверху вниз.

Лёгочное поле видно в виде просветления, которое подразделяют на два треугольника, разделённые тенью сердца, которое доходит практически до грудины:

Верхний - ретростернальный (за грудиной);

Нижний - ретрокардиальный (за тенью сердца).

Тень корня соответствующей стороны (в правой боковой проекции - правый корень) видна в центре снимка на фоне среднего средостения. Здесь обрывается широкое лентовидное просветление трахеи, идущее с шеи, так как в области корня проходит разделение трахеи на бронхи.

Синусы плевры в виде треугольных просветлений, ограниченных внизу диафрагмой, спереди - грудиной, сзади - позвоночником, это передний и задние:

Кардио-диафрагмальный;

Рёберно-диафрагмальный.

Сколько долей и сегментов в правом и левом лёгком? Какие различают междолевые щели на прямой и боковых рентгенограммах лёгких и какова их проекция?

Количество долей и сегментов лёгких:

В правом лёгком 3 доли (верхняя, средняя, нижняя) и 10 сегментов;

В левом - 2 доли (верхняя, нижняя) и 9 сегментов (нет VII). Различают косую и горизонтальную междолевые щели.

Косая междолевая щель отделяет:

Верхнюю долю справа от нижней и средней долей;

Слева - от нижней доли;

Ход щели зависит от проекции;

В прямой проекции она идёт от остистого отростка III грудного позвонка к наружной части IV ребра и далее вниз к наивысшей точке диафрагмы (в средней её трети);

В боковой проекции она проходит сверху (от III грудного позвонка) через корень вниз к наивысшей точке диафрагмы.

Горизонтальная щель расположена справа, она отделяет верхнюю долю от средней:

В прямой проекции её ход горизонтальный от наружного края IV ребра к корню;

В боковой проекции - отходит от косой щели на уровне корня и горизонтально направляется к грудине.

Каков алгоритм использования лучевых методов и методик при заболеваниях органов грудной полости и каковы цели их применения?

При заболеваниях органов грудной полости алгоритм использования лучевых методов и методик следующий.

Рентгенологическое исследование

- Флюорография лёгких - профилактический диагностический метод; применяют 1 раз в год у всего населения, начиная с 15 лет, для выявления туберкулёза, ранних форм рака и других заболеваний.

- Рентгеноскопия органов грудной полости даёт представление об их функциональном состоянии:

Дыхательных движениях рёбер и диафрагмы;

Смещениях и изменении формы патологической тени при дыхании;

Пульсации тени при сосудистых образованиях;

Изменении лёгочного рисунка при дыхании;

Перемещении жидкости в патологических полостях и в полости плевры при перемене положения тела;

Сердечных сокращениях.

Многоосевое полипозиционное исследование обеспечивает выбор оптимальной проекции для рентгенографии, в том числе и для прицельных снимков

Рентгеноскопию используют в интервенционной радиологии, т.е. под её контролем проводят пункции различных образований грудной полости, кардиоангиографию и др.

- Обзорная рентгенография органов грудной полости в прямой и боковых (правой и левой) проекциях позволяет:

Выявить патологические изменения;

Установить их локализацию;

Уточнить различные симптомы заболеваний лёгких, плевры и средостения.

- Томография - послойное продольное исследование, в двух проекциях (прямой и боковых), она способствует:

Получению более чёткого изображения патологических теней, так как избавляет их от наслоения окружающих тканей;

Установлению любого морфологического типа изменений органов грудной полости;

Визуализации просвета бронхов.

Эта методика обязательна и наиболее информативна при всех заболеваниях органов грудной полости. Обычно её проводят после обзорной рентгенографии, при которой измеряют глубину необходимых томографических срезов.

- Бронхография благодаря введению высококонтрастных веществ в бронхи позволяет визуализировать их и судить об их состоянии. Эту методику назначают после томографии, при которой не удалось увидеть просвет интересующего бронха.

- Ангиопульмонография заключается во введении высококонтрастных веществ в сосуды под контролем рентгеноскопии, затем проводят рентгенографию в двух проекциях и анализ полученной картины. Техника исполнения: через артерию локтевого сгиба катетер проводят далее через правое предсердие и правый желудочек сердца в лёгочный ствол, контрастируют сосуды лёгких и сердца, определяют их состояние.

КТ даёт поперечные срезы органов грудной полости (поперечная), при этом оценивают состояние:

Альвеол;

Сосудов;

Бронхов;

Лимфатических узлов корней;

Анатомических структур средостения;

Плотность и другие параметры всех анатомических и патологических структур.

Спиральная компьютерная томография - следующая ступень развития метода, использует три проекции (поперечную, фронтальную, сагиттальную), и поэтому более информативна в оценке состояния вышеперечисленных объектов.

УЗИ лёгких в настоящее время практически не используют из-за того, что исследованию препятствует воздух в альвеолах, поэтому

УЗИ применяют в основном для исследования сердца (см. главу 2). В некоторых случаях позволяет установить невриному из межрё- берных нервов, создающей вдавление по краю ребра.

Какие типы нарушения бронхиальной проходимости существуют, в чём заключаются и какое отражение находят при рентгенологическом исследовании?

Существуют три типа нарушения бронхиальной проходимости: частичный, клапанный и полный.

Частичная непроходимость заключается в сужении бронха, из-за чего в альвеолы, которые вентилируются этим бронхом, поступает недостаточное количество воздуха, при этом альвеолы частично спадаются, объём соответствующего участка лёгкого уменьшается, а плотность его увеличивается. Рентгенологические проявления:

Гиповентиляция лёгких;

Затемнение слабой или средней интенсивности;

Смещение междолевых щелей в сторону затемнения;

Средостение на вдохе смещается в больную сторону.

Клапанная непроходимость наступает в тех случаях, когда бронх сужен, но незначительно, при этом во время вдоха бронх расширяется, и воздух в достаточном количестве поступает в альвеолы, а при выдохе за счёт сужения бронха воздух выходит не полностью, альвеолы переполняются воздухом и возникает обтурационная эмфизема. Рентгенологические проявления клапанной непроходимости.

Повышенная прозрачность лёгочного поля в зоне нарушения вентиляции.

Обеднение лёгочного рисунка.

Увеличение объёма участка лёгкого, о чём свидетельствует:

Смещение междолевых щелей в противоположную сторону;

Выбухание лёгочной ткани через межрёберные промежутки;

Горизонтальное расположение рёбер;

Смещение средостения в противоположную сторону.

Полная непроходимость бронха приводит к уменьшению объёма соответствующего участка лёгкого за счёт спадения, так как воздух в альвеолы не поступает. Это называется ателектазом и при рентгенологическом исследовании имеет следующие проявления:

Интенсивное однородное затемнение;

Смещение междолевых щелей в сторону поражения;

Смещение средостения в сторону затемнения.

Каковы основные патологические рентгенологические синдромы, выявляемые при исследовании органов грудной полости, при каких заболеваниях они бывают?

Основные патологические рентгенологические синдромы, выявляемые при исследовании органов грудной клетки, и заболевания, при которых они встречаются, таковы.

Обширное затемнение (обусловлено уплотнением лёгочной ткани или лёгочного поля):

Ателектаз всего лёгкого (средостение смещается в сторону поражения);

Состояние после пульмонэктомии, когда наблюдают фиброторакс (средостение смещается в больную сторону);

Воспалительная инфильтрация - пневмония (органы средостения не смещены или незначительно смещены в противоположную сторону);

Туберкулёз (при двухстороннем поражении средостение смещено в сторону более массивных изменений): инфильтративный, фиброзно-кавернозный, гематогенно-диссеминированный, казеозная пневмония;

Отёк лёгких (средостение не смещено);

Гидроторакс, когда жидкость заполняет всю плевральную полость (средостение смещается в противоположную сторону).

Ограниченное затемнение при долевых поражениях (средостение смещено в ту или иную сторону в зависимости от характера изменений):

Долевой или сегментарный ателектаз;

Долевая или сегментарная пневмония;

Туберкулёзный инфильтрат;

Инфаркт лёгкого;

Диафрагмальная грыжа с выходом в грудную полость органов брюшной полости через дефект в диафрагме (средостение смещено в противоположную сторону);

Частичный выпот в плевру (при небольшом его количестве средостение не смещено, при большем смещено в противоположную сторону);

Обызвествление плевры чаще бывает при туберкулёзе (средостение не смещено).

Синдром круглой тени (средостение не смещено):

Шаровидная пневмония;

Эхинококковая невскрывшаяся киста (одиночная или множественные тени);

Туберкулома (одиночная или множественные тени);

Доброкачественная опухоль (одиночная тень);

Периферический рак (одиночная тень);

Метастазы (одиночные или множественные тени).

Синдром кольцевидной тени образуют различные полости в лёгких или в объёмных образованиях при их распаде (опухоли) или вскрытии (кисты), чаще средостение не смещено:

Воздушная киста (одиночная кольцевидная тень);

Поликистоз лёгких (множественные кольцевидные тени);

Эмфизематозные буллы (множественные кольцевидные тени);

Эхинококковая киста в фазе вскрытия (одиночная или множественные кольцевидные тени);

Кавернозный туберкулёз лёгких (одиночные или множественные кольцевидные тени);

Абсцесс в фазе вскрытия (одиночная или множественные кольцевидные тени);

Периферический рак с распадом (одиночная кольцевидная тень).

Синдром просветления лёгочного поля проявляется повышением его прозрачности за счёт появления воздуха в плевре или увеличения его в альвеолах:

Вздутие лёгких (эмфизема);

Пневмоторакс (с различной степенью спадения лёгкого по направлению к корню);

Может быть как состояние после пульмонэктомии.

Синдром диссеминации визуализируется в виде распространённых двухсторонних очаговых (до 1 см) теней. Это может быть:

Гематогенно-диссеминированный туберкулёз;

Очаговая острая пневмония (бронхопневмония);

Отёк лёгких;

Множественные метастазы;

Профессиональные заболевания (силикоз, саркоидоз).

Синдром патологического изменения лёгочного рисунка наблюдают при многих заболеваниях:

Острая и хроническая пневмония;

Нарушение кровообращения в малом круге;

Перибронхиальный рак;

Интерстициальные метастазы;

Туберкулёз;

Профессиональные заболевания и др.

Существует три основных варианта изменения лёгочного рисунка.

- Усиление лёгочного рисунка - увеличение количества линейных теней на единицу площади, например при воспалительной или опухолевой интерстициальной инфильтрации.

- Деформация лёгочного рисунка - изменение расположения (направления) и формы (укорочение, расширение) элементов рисунка. Это бывает, например, при бронхоэктазах (сближение, укорочение и расширение бронхов).

- Ослабление лёгочного рисунка наблюдают реже, при этом отмечают уменьшение количества линейных теней на единицу площади, например при эмфиземе.

Синдром патологического изменения корней лёгких встречается в двух вариантах.

- Расширение корней, что может быть связано:

С застоем крови в крупных сосудах;

С увеличением пульмональных лимфатических узлов, в этом случае в корне появляются круглые тени, а наружная граница корня становится волнистой или полицикличной.

- Отсутствие структурности корня, когда отдельные элементы корня не дифференцируются, что связано с инфильтрацией клетчатки или её фиброзом (например, воспалительной природы).

С чем связаны неотложные состояния лёгких и диафрагмы, какие заболевания к ним относятся, чем они проявляются и насколько необходимо при этом рентгенологическое исследование?

Неотложные состояния лёгких и диафрагмы связаны:

С закрытой или открытой травмой грудной клетки;

С самопроизвольным вскрытием полости лёгкого (киста, булла и др.) в плевру.

Рентгенологическое исследование проводят незамедлительно в рентгеновском кабинете, реанимационном отделении, операционной и другом месте, так как без этого метода невозможно уточнить характер повреждения.

К неотложным заболеваниям относят состояния, требующие немедленных лечебных мероприятий.

Инородные тела, рентгенологическое исследование проводит определения их параметров:

Характера (металл, контрастное стекло и т.д.);

Количества;

Локализации;

Размеров;

Состояния окружающих тканей.

Переломы рёбер, ключиц, грудины, позвонков. При рентгенологическом исследовании определяется:

Их локализация,

Направление линии перелома

Смещение отломков,

Наличие гематомы и т.д.

Пневмоторакс (воздух в плевре) появляется:

При повреждении лёгкого в случаях закрытой травмы;

При открытой травме с повреждением плевры (например, сломанным ребром);

При спонтанном вскрытии полости лёгкого в плевру. Рентгенологические признаки пневмоторакса:

Воздух в плевре в виде пристеночного просветления той или иной ширины, на фоне которого отсутствует лёгочный рисунок;

Спадение соответствующего лёгкого полностью или частично, по направлению к корню (выглядит в виде затемнения слабой интенсивности, на фоне которого просматривается усиленный лёгочный рисунок);

Смещение средостения в противоположную сторону.

Гидропневмоторакс имеет такие же причины возникновения и рентгенологические проявления, как и пневмоторакс, но в плевральной полости помимо воздуха находится жидкость (кровь или др.). Рентгенологически помимо общих признаков с пневмотораксом появляются дополнительные:

Затемнение высокой интенсивности и однородной структуры, нижняя граница которого сливается с диафрагмой, а верхняя при вертикальном положении образует горизонтальный уровень, который в зависимости от количества жидкости определяется по уровню какого-либо ребра или заполняет собой всю плевральную полость;

Средостение резко смещено в противоположную сторону.

Гемоторакс появляется при повреждении плевры, тогда в ней скапливается кровь или жидкость и отсутствует воздух, поэтому рентгенологически при вертикальном положении образуется не горизонтальный, а косой уровень жидкости, которая в горизонтальном положении растекается и создаёт диффузное затемнение лёгочного поля, как при экссудативном плеврите, средостение смещается в противоположную сторону.

Эмфизема мягких тканей грудной клетки возникает, когда газ, поступивший из плевральной полости, распределяется между мышечными волокнами, создавая рентгенологически так называемый «перистый» рисунок при рентгенологическом исследовании.

Эмфизема средостения связана с проникновением воздуха по интерстициальному пространству лёгкого в медиастинальную клетчатку, тогда на рентгенограмме появляется полоска воздуха, отграничивающее средостение в виде светлого «канта».

Кровоизлияние в лёгочной паренхиме при рентгенологическом исследовании проявляется в виде участков затемнения, различных по интенсивности, размерам и форме.

Ранение диафрагмы. Рентгеноскопические признаки.

Высокое расположение.

Ограничение подвижности.

Появление жидкости в плевральных синусах соответствующей стороны.

Прерванность контура купола диафрагмы.

Проникновение органов брюшной полости в грудную через дефект в диафрагме, тогда отмечают:

Неравномерное затемнение соответствующего лёгочного поля;

В вертикальном положении виден один или несколько патологических уровней за счёт воздуха и жидкости в выпавшем желудке или кишечнике;

При приёме бария сульфата per os или при контрастной клизме можно увидеть контрастированный желудок или кишечник в грудной полости.

. Какова сущность и рентгенологические проявления поликистоза?

Поликистоз - врождённое заболевание, связанное с недоразвитием лёгочной ткани, чаще в пределах доли или сегмента. При этом лёгочная ткань замещается множественными воздушными кистами, объём соответствующего участка лёгкого уменьшен.

Рентгенологические проявления поликистоза:

Множественные кольцевидные тени с тонкими равномерными стенками, что создает симптом «мыльных пузырей»;

На дне полостей появляются горизонтальные уровни жидкости, если на этом фоне возникает воспалительный процесс;

Междолевые щели смещены в сторону поражения, что говорит об уменьшении объёма участка поражения;

Тень средостения по той же причине также смещена в сторону патологических изменений;

На томограммах и бронхограммах видно, что бронхи деформированы за счёт их недоразвития, анатомически полноценно сформированных бронхов в зоне изменений не определяется.

Различают две основные формы острой бактериальной (пневмококковой) пневмонии в зависимости от объёма и характера поражения паренхимы лёгкого. Что это за формы, какова их рентгеносемиотика и каково время проведения рентгенологического исследования при диагностике этих состояний?

В зависимости от объёма и характера поражения паренхимы лёгкого различают следующие формы острой бактериальной (пневмококковой) пневмонии:

Паренхиматозная пневмония занимает часть сегмента, сегмент, долю или даже всё лёгкое.

Патологоанатомически происходит гиперемия, пропотевание жидкой части крови в альвеолы, из-за чего их воздушность становится меньше.

Рентгеносемиотика:

Затемнение соответствующего участка лёгкого;

Объём поражения лёгкого несколько увеличивается, о чём говорит смещение междолевых щелей, а иногда и смещение средостения в противоположную сторону;

Затемнение, если оно ограничено плеврой (сегментарное или долевое), имеет чёткие контуры, а субсегментарное затемнение имеет нечёткие контуры;

Интенсивность затемнения средняя, возрастает по направлению к периферии;

Неоднородная структура, на фоне затемнения видны светлые полоски неизменённых бронхов;

Корень на стороне поражения расширен и неструктурен («смазан») за счёт воспалительной инфильтрации;

В корне видны увеличенные за счёт гиперплазии лимфатические узлы в виде круглых теней;

В плевре может появляться косой уровень жидкости, обычно мало выходящий за пределы наружного рёберно-диафрагмаль- ного синуса (при осложнении экссудативным плевритом).

Дольковая пневмония (бронхопневмония) отличается от паренхиматозной тем, что поражаются отдельные дольки лёгкого. Рентгенологические симптомы:

Множественные очаговые или круглые тени, размерами в среднем 1-1,5 см, что соответствует размерам долек;

Затемнения средней интенсивности;

Структура неоднородная;

Контуры нечёткие;

Тени могут сливаться.

Трудности возникают при дифференциальной диагностике с тубер- кулёзом, отличительные признаки следующие:

Количество очагов при туберкулёзе нарастает по направлению к верхушке лёгкого, а при пневмонии - к диафрагме (верхушки не поражаются);

При динамическом наблюдении при туберкулёзе очаги исчезают через 12 мес, а при пневмонии - через 2 нед.

Время проведения рентгенологического исследования при диагностике пневмонии складывается из следующих этапов.

При первичном обращении к врачу, но если при этом клинически - пневмония, а рентгенологически она не выявлена, то обязательно повторное исследование через 2-3 дня от начала заболевания, так как в первый день инфильтрата в лёгких ещё нет (нет затемнения), а имеется только гиперемия (усиление лёгочного рисунка за счёт сосудистого компонента), что часто просматривают.

Исследование через 2 нед для динамического контроля и решения вопроса о характере течения заболевания:

Если острое течение заболевания, то инфильтрат исчезает;

Если подострое - инфильтрат не исчезает, но фрагментируется, интенсивность и неоднородность его возрастают;

Если осложнённое течение, то появляется абсцедирование, плеврит и т.д.

Если через 2 нед нет изменений инфильтрата (затемнения) в сторону его уменьшения, то это служит показанием к проведению томографии,

которая позволит установить первичный или вторичный характер воспалительных изменений.

Исследование через 1 мес проводят при подостром или затяжном течении заболевания. К этому времени инфильтрат (затемнение) должен исчезнуть, если нет, то повторно выполняют томографию, а при необходимости - бронхографию и КТ.

Через 2 мес рентгенологическое исследование проводят при затяжном течении и если инфильтрат не исчезает через 1 мес, то можно заподозрить переход заболевания в хроническое течение или вторичность процесса, для уточнения могут быть назначены томограммы, бронхограммы, КТ.

В результате какого патологического процесса в лёгких формируются бронхоэктазы, каков объём участка поражения лёгкого, рентгенологические признаки и наиболее рациональный алгоритм использования рентгенологических методик для выявления указанных изменений в бронхах и паренхиме лёгкого?

Бронхоэктазы формируются в результате развития в лёгочной паренхиме соединительной и фиброзной ткани вследствие неоднократно перенесённых острых пневмоний, т.е. хронического воспаления. Соответствующий участок поражения лёгкого при этом уменьшается в объёме за счёт фиброателектаза.

Рентгенологические признаки.

Затемнение интенсивное.

Структура затемнения неоднородная, объём участка затемнения уменьшен, о чём свидетельствует смещение междолевых щелей и средостения в сторону фиброателектаза.

Бронхи на томограммах и бронхограммах сближены, укорочены, деформированы в виде «бисерного шнура», что отражает картину деформирующего бронхита, затем они всё больше расширяются и возникают бронхоэктазы двух видов:

Цилиндрические (расширение по протяжению бронхов);

Мешотчатые (расширения на концах бронхов).

Корень обычно фибротизирован, т.е. уплотнён и его структурные единицы отчётливо видны.

В смежных сегментах также отмечают деформацию бронхов. Рациональный алгоритм рентгенологических методик для выявления бронхоэктазов.

Вначале делают обзорные рентгенограммы в прямой и соответствующей боковой проекциях, на них выявляется затемнение доли или

сегмента с уменьшением их размера и другими вышеперечисленными признаками ателектаза.

Прямая суперэкспонированная рентгенограмма (с помощью лучей повышенной жёсткости) позволяет определить структуру затемнения и, возможно, увидеть просвет бронхов.

Томограммы в прямой и боковой проекциях более информативны для визуализации просвета бронхов, при этом можно заподозрить наличие бронхоэктазов.

Бронхография (введение контраста в просвет бронхов) в двух проекциях позволяет наиболее точно установить наличие, характер и распространённость бронхоэктазов.

КТ проводят после бронхографии или вместо неё в сомнительных случаях для окончательного установления характера и распро- странённости патологического процесса.

Что собой представляет абсцесс лёгких, каковы его рентгенологические признаки, от чего они зависят?

Абсцесс лёгких - ограниченный очаг гнойного воспаления, патологоанатомически представляет полость, заполненную гнойной жидкостью. Рентгенологические признаки абсцесса зависят от того, в какой он фазе находится: невскрывшейся, вскрывшейся или обратного развития после противовоспалительной терапии.

Рентгенологические признаки невскрывшегося абсцесса:

Симптом «круглой тени»;

Размеры тени 3-8 см;

Контуры тени нечёткие;

Интенсивность средняя;

Структура однородная;

В корне на стороне поражения видны увеличенные лимфатические узлы за счёт гиперплазии, корень неструктурен из-за инфильтрации клетчатки.

Рентгенологические признаки вскрывшегося абсцесса:

Симптом «кольцевидной тени»;

Полость распада в виде центрально расположенного просветления;

Стенки полости толстые, неравномерные из-за пристеночных теней («секвестров»);

Внутри полости вверху находится воздух в виде просветления, так как вскрытие абсцесса чаще происходит в бронх, а внизу

(на дне полости) - горизонтальный уровень жидкости в виде затемнения;

Наружные и внутренние контуры стенки полости нечёткие;

При бронхографии отмечают попадание контраста в полость абсцесса, окружающие бронхи деформированы вплоть до бронхоэктазов;

В корне видны гиперплазированные лимфатические узлы, структурность корня не определяется из-за инфильтрации.

Рентгенологические признаки абсцесса в фазе обратного развития после противовоспалительной терапии:

При остром течении через 2 нед размеры тени уменьшаются, стенка полости становится более тонкой, количество жидкости уменьшается;

Через 3-4 нед - полное исчезновение полости и нормализация корня;

При затяжном и хроническом течении процесс затягивается, свыше 4-8 нед.

Кто из отечественных рентгенологов внёс существенный вклад в описание рентгенологической картины эхинококка лёгких, как происходит заражение, образование эхинококковой кисты и её осложнений? Каковы фазы развития кисты и рентгеносемиотика в каждой из этих фаз при обычном рентгенологическом исследовании?

Существенный вклад в мировые знания о рентгенологической картине эхинококка лёгких внесли Н.Е. Штерн и В.Н. Штерн - доктора медицинских наук, заведующие кафедрой рентгенологии Саратовского медицинского университета в период соответственно 1935-1952 гг. и 1952-1972 гг. В.Н. Штерном написана монография по эхинококкозу, которая известна и в нашей стране, и за рубежом.

сдавливает эти сосуды и бронхи, вызывая собственную гибель и пропитываясь солями извести. Осложнения кисты:

В плевру с образованием гидропневмоторакса (редко),

В бронх (часто) с вторичным обсеменением,

В лёгкие (бронхогенное обсеменение),

В сосуды с гематогенным обсеменением в печень, кости, почки и др.;

В рентгенологической картине выделены две фазы развития эхинококковой кисты лёгких, которые при обычном рентгенологическом исследовании проявляются следующими признаками.

Фаза невскрывшейся кисты, полностью заполненной жидкостью. Рентгеносемиотика:

Симптом «круглой тени», которая на самом деле всегда овальная;

Форма тени меняется при глубоком дыхании, что говорит о жидкостном содержимом;

Одиночная или множественная (в количестве 2-3), в последнем случае одностороннее или двустороннее поражение;

Контуры чёткие, ровные или неровные за счёт дивертикулоподобных выпячиваний и выемок;

Размеры от 1 до 20 см;

Структура однородная;

Интенсивность средняя;

Вокруг тени определяется ободок просветления за счёт оттеснения окружающих тканей;

Рост кисты медленный, но скачкообразный.

При небольшом количестве воздуха в перикистозной щели наступает надрыв кисты, при этом по периферии тени кисты

(между фиброзной капсулой и хитиновой оболочкой) выявляются пузырьки или полоски просветления (воздух). Клинически надрыв себя не проявляет и единственный метод диагностики - рентгенологический. До наступления следующего этапа - разрыва кисты необходима операция (удаление кисты), чтобы не наступило обсеменения.

В процессе дальнейшего накопления воздуха в перикистозной щели возникает симптом «серповидного просветления» у верхнего полюса кисты. Это уже признак разрыва кисты. Тогда внезапно появляется кашель с выделением большого количества жидкой мокроты и боли в боку. В этой фазе дифференциальную диагностику проводят с туберкуломой в фазе распада, но в последнем случае серповидное просветление будет связано с устьем дренирующего бронха (в нижнем полюсе тени), будут также дорожка к корню и очаги отсева в окружающей ткани.

Затем, при ещё большем накоплении воздуха в перикистозной щели визуализируется так называемый симптом «двойной арки», которую создают: сверху - фиброзная капсула, ниже - хитиновая оболочка в виде купола (за счёт отрицательного давления в кисте), частично воздух поступает и в полость кисты.

На последнем этапе возникает симптом «гидропневмокисты», когда в кисте имеется воздух (вверху) и горизонтальный уровень жидкости (внизу), над которым видна неправильной формы тень за счёт плавающей сморщенной хитиновой оболочки (симптом «плавающей лилии»), которая перемещается при перемене положения тела (симптом «калейдоскопа»).

Каковы томографические и бронхографические признаки эхинококковой кисты и в какой фазе развития их можно выявить?

Томографические и бронхографические признаки эхинококковой кисты.

Симптом «хватающей руки» за счёт оттеснения и раздвижения бронхов кистой выявляется в любой фазе развития кисты, хотя наибольшее дифференциально-диагностическое значение имеет при невскрывшейся кисте.

руживают как в фазе невскрывшейся, так и в фазе вскрывшейся кисты.

Затекание контраста из бронхов в перикистозную щель при бронхографии в фазе невскрывшейся кисты - патогномоничный признак эхинококка.

Поступление через бронхи в полость кисты контраста при бронхографии в фазе вскрывшейся кисты, при этом на фоне высококонтрастного вещества в полости часто видна сморщенная хитиновая оболочка в виде неправильной формы дефектов наполнения.

Что собой представляет гамартома? В чём заключаются её рентгенологические признаки?

Гамартома - доброкачественная опухоль, которую наиболее часто наблюдают в лёгких.

Рентгенологические признаки гамартомы:

Симптом «круглой тени»;

Форма тени округлая, овальная или грушевидная;

Размеры до 5 см;

Контуры чёткие ровные;

На фоне тени (в центре) видны крупные глыбки извести;

Распада в опухоли не бывает;

Вокруг тени ободок просветления за счёт оттеснения соседних тканей;

Бронхи не изменены;

Рост медленный.

Из каких элементов лёгких исходит центральный рак? Какие разновидности центрального рака различаются в зависимости от направления роста опухоли по отношению к стенке бронха, какими рентгенологическими симптомами они проявляются?

Центральный рак исходит из крупных бронхов:

Главных;

Долевых;

Сегментарных.

Разновидности центрального рака в зависимости от направления роста его по отношению к стенке бронха.

Экзобронхиальный рак растёт кнаружи от стенки бронха, поэтому основной его рентгенологический симптом - узел опухоли в области соответствующего корня, состоящего из крупных бронхов:

Затемнение полусферической формы;

Наружный контур неровный, нечёткий, лучистый;

Внутренний контур тени прилежит и сливается со средостением;

На томограммах и бронхограммах видно, что бронхи, проходящие сквозь тень, вначале не изменены.

Эндобронхиальный рак растёт в просвет бронха достаточно быстро, поэтому в большинстве случаев проявляется симптомом полной обтурации бронха с развитием ателектаза. На рентгенограммах:

Ателектаз виден в виде затемнения всего лёгкого, доли или сегмента высокой интенсивности;

Структура его однородная;

Междолевые щели и средостение смещены в сторону поражения за счёт уменьшения объёма соответствующего участка лёгкого;

На томограммах и бронхограммах - культя бронха за счёт его обтурации опухолью.

Перибронхиальный или разветвлённый рак стелется вдоль стенки бронха. Рентгенологически определяются:

Основной патологический симптом на обзорных рентгенограммах - диффузное усиление лёгочного рисунка с веерообразным отхождением линейных теней от корня в лёгочную ткань;

Утолщение стенок бронхов на большом протяжении, что видно на томограммах;

Частое сочетание с экзобронхиальным раком.

Из каких анатомических структур лёгких исходит периферический рак и чем проявляется рентгенологически?

Периферический рак исходит из мелких бронхов. Рентгенологические симптомы периферического рака.

Симптом «круглой тени».

Размеры зависят от времени выявления и составляют от 0,5 см до 4-5 см и больше.

Форма тени неправильно-округлая, звёздчатая, амёбовидная или в виде гантелей.

Контуры неровные, бугристые, нечёткие, характерна их лучистость.

Интенсивность тени слабая, с увеличением размеров возрастает.

Структура неоднородная, что может быть связано со следующими причинами.

Многоузловатость за счёт роста опухоли из нескольких центров, в результате опухоль состоит как бы из нескольких слившихся круглых теней.

Распад, который бывает часто, тогда тень становится кольцевидной, при этом появляется полость распада, её характеристика:

Расположение эксцентричное, реже - центральное;

Форма неправильная;

Стенки полости неравномерные, толстые;

Жидкость в полости отсутствует или количество её небольшое;

Внутренний контур стенки чёткий;

В полости могут быть перегородки.

Мелкоглыбчатое обызвествление (редко).

Междолевая щель, прилежащая к опухоли, либо втянута, либо выбухает.

В какие органы и ткани происходит метастазирование рака лёгких и какими рентгенологическими симптомами это проявляется ?

Рак лёгких метастазирует в следующие органы и ткани, проявляясь рентгенологически нижеописанными симптомами.

В лимфатические узлы корней:

Увеличение корней;

Появление круглых теней в соответствующем корне;

Отсутствие потери структурности корней, так как нет их инфильтрации.

В лимфатические узлы средостения:

Расширение тени средостения преимущественно в верхнем и среднем его отделах;

Волнистость и полицикличность наружного контура средостения;

Увеличение бифуркационного угла трахеи, что видно на томограммах.

В лёгочную ткань:

Одиночные или множественные круглые тени;

Контуры теней чёткие и ровные;

Структура однородная;

Тени не сливаются;

Количество теней возрастает по направлению к диафрагме;

Тени не исчезают после противовоспалительной терапии.

В рёбра, при этом возможно прорастание, а не метастазирование, что бывает преимущественно при периферическом раке. На рентгенограмме это проявляется отсутствием части ребра и в случаях метастазирования, и в случаях прорастания.

В плевру с плевритом, который может быть:

Метастатическим в результате обсеменения плевры;

Реактивным.

Рентгенологическая картина не отличается от плеврита любой другой этиологии:

Жидкость в плевре в виде затемнения;

Верхний уровень жидкости косой, располагается в пределах синуса (рёберно-диафрагмального) и выше, вплоть до тотального затемнения всего лёгочного поля, что зависит от количества жидкости;

Нижняя граница затемнения всегда сливается с диафрагмой;

Затемнение имеет однородную структуру;

Интенсивность затемнения высокая;

Средостение в той или иной степени смещается в противоположную сторону.

Каков алгоритм рентгенологических методов, направленных на выявление рака лёгких, уточнение характера его роста и распространённости? В чём состоит необходимость использования каждого из методов?

Алгоритм рентгенологических методов, направленных на выявление рака лёгких, уточнение характера его роста и распростра- нённости представляется таким.

Для выявления рака лёгких на ранних стадиях необходима флюорография, которую проводят ежегодно, начиная с 15 лет, особое внимание обращают на группы повышенного риска, где имеют значение следующие факторы:

Наследственность;

Курение;

Повторные односторонние пневмонии;

Кровохарканье и т.д.

После выявления на флюорограммах признаков, подозрительных на рак лёгких, необходимы обзорные рентгенограммы в прямой и боковой проекциях, которые позволяют выявить:

Гиповентиляцию или ателектаз;

Тень в корне или паренхиме лёгкого;

Расширение корней и средостения;

Деструкцию рёбер и др.

Рентгеноскопия.

Уточнение локализации опухоли благодаря полипозиционному исследованию.

Выявление функциональных симптомов.

Выявление жидкости в полостях (по её перемещению).

Определение подвижности диафрагмы (неподвижность её отмечают при сдавлении или прорастании диафрагмального нерва).

Проведение дифференциальной диагностики:

С сосудистыми образованиями, которые пульсируют;

С жидкостными образованиями, которые меняют свою форму при дыхании.

Томография позволяет уточнить следующие параметры.

Параметры затемнения:

Контуры;

Структуры, в том числе с выявлением и установлением характера распада.

Состояние окружающих тканей.

Метастазирование в лимфатические узлы корня и средостения.

Состояние бронхов:

Культя бронха при эндобронхиальном раке;

Сужение бронха при экзобронхиальном и периферическом раке;

Множественные сужения при перибронхиальном раке.

Увеличение бифуркационного угла трахеи.

Бронхографию производят после томографии, когда не удалось увидеть просвета бронхов, при этом выявляют или уточняют перечисленные выше изменения бронхов.

КТ осуществляют после проведения предыдущих методов, если остаются сомнения в характере и распространённости патологического процесса.

Уточняют наличие рака.

Проводят дифференциальную диагностику с жидкостными объёмными образованиями по плотности с помощью шкалы Хаунсфилда:

С абсцессом;

С кистами;

Определяют направление роста опухоли.

Выявляют метастазирование в лимфатические узлы корня и средостения.

Определяют прорастание рёбер и плевры.

Выявляют отдалённые метастазы (в печень, головной мозг и др.).

Опухоли каких локализаций наиболее часто метастазируют в лёгкие, с какими метастазами грудной полости они могут сочетаться и как проявляются рентгенологически?

. Наиболее часто в лёгкие метастазируют опухоли следующих локализаций:

Молочной железы;

Желудка;

Кишечника;

Предстательной железы и др.

Метастазы в лёгких могут сочетаться с другими метастазами грудной полости:

В лимфатические узлы корня;

В лимфатические узлы средостения;

В рёбра;

В позвонки.

Рентгенологические проявления метастазов в лёгкие.

Милиарные метастазы (множественные, двусторонние), рентгенологически выглядят:

В виде очаговых теней;

Контуры чёткие и ровные;

Очаги не сливаются;

Количество теней нарастает по направлению к диафрагме, и верхушки лёгких не поражаются (в отличие от туберкулёза);

Метастазы в виде круглых теней:

Одиночные или множественные;

Односторонние или двухсторонние;

Размеры теней до 1-2 см;

Контуры чёткие и ровные;

Структура однородная;

Интерстициальные метастазы (стелятся вдоль бронхов).

Диффузное усиление лёгочного рисунка;

Утолщение стенок бронхов (на томограммах).

Такие же признаки отмечают и при первичном перибронхиальном раке, но помогают диагностике метастазов клинические сведения:

Операция по поводу рака в анамнезе;

Наличие первичной опухоли и т.д.

За последнее десятилетие магнитно-резонансная томография стала известным медицинским термином не только врачам всех специальностей, но также и многочисленным пациентам. Благодаря этой методике решаются наиболее трудные диагностические задачи.

Что же представляет собой метод магнитно резонансной томографии?

Магнитно-резонансная томография (МРТ) – представляет собой метод получения изображений с диагностической целью, который основан на использовании ядерно-магнитного резонанса. При этом не применяется проникающее излучение вредное для здоровья.

Во время МРТ создаются такие условия, чтобы тело пациента стало источником слабых радиосигналов. При этом человека изолируют, чтобы максимально ослабить влияние всевозможных помех. Затем томограф упорядочивает хаотичные сигналы таким образом, чтобы принимать их из определенной части тела. Для этого необходимо мощное магнитное поле, безвредное для организма.

Затем, благодаря высокочувствительным приемникам, принимается радиосигнал, который обрабатывается за счет сверхскоростного компьютера и получается необходимое изображение, которое отражает распределение радиосигналов на клеточном уровне в различных соотношениях и плоскостях, его принято называть томограммой.

Нормальные клетки тканей, непоражённые патологическим процессом, обладают одним уровнем сигнала, в то время, как в больных органах, он всегда другой, изменённый, и на изображении эти участки будут выглядеть иначе, чем здоровые области.

Распознать детальные изменения – это уже дело врача-рентгенолога, главная задача - получить максимально качественное информативное изображение и профессионально его интерпретировать.

Томограммы содержат довольно – таки большой объем информации о строении внутренних органов в исследуемой анатомической зоне. Во время диагностического процесса оценивается структура, размеры, конфигурация и взаимоотношение тканей между собой.

Во время направления пациента на МРТ, врач должен точно указать, какую анатомическую область необходимо исследовать. Провести диагностику сразу всего тела – это довольно длительно и крайне дорого.

В каких ситуациях МРТ считается максимально эффективным диагностическим методом?

Головной и спинной мозг

МРТ применяют при воспалительных и онкологических заболевания спинного и головного мозга, а также при ишемических поражениях, кровоизлиянии, травматических поражениях, при каких – либо наследственных заболеваниях - это основные группы патологических состояний, при которых эта методика эффективна.

Позвоночник

Зачастую, появляется вследствие вертикальной нагрузки на позвоночник, при этом более всего страдают межпозвоночные диски, которые состоят из соединительной ткани. Как же распознать, где именно локализуется патологический процесс? Ведь от этого будет зависеть тактика последующей терапии.

На сегодняшний день самым информативным методом во всем мире признана МРТ. Кроме остеохондроза можно диагностировать и ряд других патологических состояний, например, воспалительные и опухолевые процессы, травматические повреждения позвонков.

Грудная и брюшная полости

В некоторых случаях, когда есть противопоказания к применению обычных традиционных диагностических методов, МРТ может оказаться наиболее эффективной. Например, можно получить изображение печени, желчных протоков, почек, поджелудочной железы, селезенки, и все это за один диагностический сеанс.

Эффективность МРТ в этой ситуации зависит от поставленной задачи, к примеру, нет никакого смысла искать с помощью этой методики камни в желчном пузыре, так как это вполне можно сделать благодаря ультразвуковому исследованию. Но исключить их наличие – это задача МР-холангиографии.

Нецелесообразно применять МРТ, разыскивая возможный опухолевый очаг в кишечнике, а вот определить, распространился ли этот процесс на близко расположенные лимфатические узлы и другие ткани – это как раз задача для магнитно – резонансной томографии.

Костно – мышечная система

В основном диагностика при патологии костей и суставов принадлежит рентгеновскому исследованию. Но ценность МРТ состоит в том, что с помощью этого метода можно ответить на многие вопросы, касающиеся ортопедии.

Имея данные рентгеновского исследования, а затем проведя МРТ в тех случаях, когда требуется уточнение ситуации, можно будет достоверно судить о происходящих патологических изменениях. Это касается как крупных суставов, например, коленного, тазобедренного, так и мелких - нижнечелюстного, лучезапястного и других.

Сосудистая система

Существует огромное количество разных патологических процессов, которые поражают сосудистую систему организма. Например, варикозная болезнь, атеросклероз… Конечно, существуют и другие диагностические мероприятия, к примеру, ангиография, реовазография, ультразвуковая допплерография.

Что же такого ценного может дать МРТ в исследовании этой области? Проведение всех процедур не требует от пациента какой-либо предварительной подготовки. Например, можно одновременно исследовать артерии головного мозга и его структуру, и все это за пятнадцать минут.

Заключение

МРТ должна проводиться по направлению лечащего врача.

Сегодня все чаще пациентов направляют не на рентгенографию или УЗИ, а на ядерную магниторезонансную томографию. В основе такого метода исследования лежит магнетизм ядра. Рассмотрим, что такое , какие ее преимущества и в каких случаях она проводится.

Этот метод диагностики основан на ядерном магнитном резонансе. Во внешнем магнитном поле ядро атома водорода, или протон, находится в двух взаимно противоположных состояниях. Изменить направление магнитного момента ядра можно, подействовав на него электромагнитными лучами с некоторой определенной частотой.

Помещение протона во внешнее магнитное поле вызывает изменение его магнитного момента с возвращением в исходное положение. При этом выделяется определенное количество энергии. фиксирует изменение количества такой энергии.

Томограф использует очень сильные магнитные поля. Электромагниты обычно способны развивать магнитное поле напряженностью 3, иногда до 9 Тл. Оно является полностью безвредным для человека. Система томографа позволяет локализировать направленность магнитного поля с тем, чтобы получить наиболее качественные изображения.

Ядерно магнитный томограф

Способ диагностики основывается на фиксации электромагнитного отклика ядра атома (протона), происходящего из-за возбуждения его электромагнитными волнами в высоконапряженном магнитном поле. Впервые о магнитно резонансной томографии заговорили еще в 1973 году. Тогда американский ученый П. Латербур предложил провести исследование объекта в изменяющемся магнитном поле. Работы этого ученого послужили началу новой эры в медицине.

С помощью магнитно резонансного томографа стало возможным изучать ткани и полости организма человека благодаря степени насыщенности тканей водородом. Часто применяются магнито-резонансные контрастные вещества. Чаще всего это препараты гадолиния, которые способны изменять отклик протонов.
Термин «ядерная МР томография» существовал до 1986 года.

В связи с радиобоязнью у населения в связи с катастрофой на Чернобыльской атомной электростанции из названия нового метода диагностики решено было убрать слово «ядерный». Впрочем, это позволило магнито-резонансной томографии быстро войти в практику диагностики многих заболеваний. На сегодня этот метод является ключевым в определении множества еще недавно труднодиагностируемых заболеваний.

Как проводится диагностика?

При проведении МРТ используется очень сильное магнитное поле. И хотя оно не опасно для человека, все же врачу и пациенту нужно придерживаться определенных правил.

Прежде всего, перед процедурой диагностики пациент заполняет специальную анкету. В ней он указывает состояние здоровья, а также ведомости о себе. Обследование делается в специально подготовленном помещении с кабинкой для переодевания и личных вещей.

Чтобы не навредить самому себе, а также для обеспечения правильности результатов пациент должен снять с себя все вещи, которые содержат металл, оставить в шкафчике для личных вещей мобильные телефоны, кредитные карточки, часы и проч . Женщинам желательно смыть с кожи декоративную косметику.
Дале пациента помещают внутрь трубы томографа. По указанию врача определяется зона обследования. Каждая зона обследуется в течение десяти – двадцати минут. Все это время пациент должен находиться неподвижно. От этого будет зависеть качество снимков. Врач может зафиксировать положение пациента, если это необходимо.

Во время работы аппарата слышатся равномерные звуки. Это нормально и свидетельствует о том, что исследование проходит правильно. Для получения более точных результатов пациенту может быть введено внутривенно контрастное вещество. В отдельных случаях при введении такого вещества ощущается прилив тепла. Это совершенно нормально.

Приблизительно через полчаса после исследования врач может получить протокол исследования (заключение). Выдается также диск с результатами.

Преимущества ядерной МРТ

К преимуществам такого обследования относят следующее.

1. Возможность получить высококачественные изображения тканей организма в трех проекциях. Это значительно повышает визуализацию тканей и органов. В таком случае ЯМРТ намного лучше, чем компьютерная томография, рентгенография и ультразвуковая диагностика.
2. Высококачественные объемные изображения дают возможность получить точный диагноз, что улучшает лечение и повышает вероятность выздоровления.
3. Так как на МРТ можно получить высококачественное изображение, то такое исследование – лучшее для обнаружения опухолей, нарушений деятельности центральной нервной системы, патологических состояний опорно-двигательного аппарата. Так появляется возможность диагностировать те заболевания, которые еще недавно было сложно или невозможно обнаружить.
4. Современные аппараты для томографии позволяют получить качественные снимки без изменения положения пациента. А для кодирования информации применяются те же методы, что и в компьютерной томографии. Это облегчает диагностику, так как врач видит трехмерные изображения целых органов. Также врач может получить изображения того или иного органа послойно.
5. Такое обследование хорошо определяет самые ранние патологические изменения в органах. Таким образом можно обнаружить болезнь на стадии, когда пациент еще не ощущает симптомов.
6. При проведении такого исследования больной не подвергается ионизирующему излучению. Это существенно расширяет сферы применения МРТ.
7. Процедура МРТ полностью безболезненна и не доставляет больному никакого дискомфорта.

Показания к МРТ

Показаний к проведению магнитно резонансной томографии много.

• Нарушения мозгового кровообращения.
• Подозрения на новообразование мозга, поражение его оболочек.
• Оценка состояния органов после оперативного вмешательства.
• Диагностика воспалительных явлений.
• Судороги, эпилепсии.
• Черепно-мозговая травма.
• Оценка состояния сосудов.
• Оценка состояния костей и суставов.
• Диагностика мягких тканей организма.
• Заболевания позвоночника (в том числе остеохондроз, спондилоартроз).
• Травмы позвоночника.
• Оценка состояния спинного мозга, в том числе подозрения на злокачественные процессы.
• Остеопороз.
• Оценка состояния органов брюшины, а также забрюшинного пространства. МРТ показано при желтухе, хроническом гепатите, холецистите, желчнокаменной болезни, опухолевидном поражении печени, панкреатите, заболеваниях желудка, кишечника, селезенки, почек.
• Диагностика кист.
• Диагностика состояния надпочечников.
• Заболевания органов малого таза.
• Урологические патологии.
• Гинекологические заболевания.
• Болезни органов грудной полости.

Кроме того, показано магнито-резонансное исследование всего организма при подозрении на новообразование. С помощью МРТ можно проводить поиск метастазов, если диагностирована первичная опухоль.

Это далеко не полный перечень показаний для проведения магнито-резонансной томографии. Можно с уверенностью утверждать, что нет такого организма и заболевания, которое не можно было бы обнаружить при помощи такого способа диагностики. Поскольку же возможности медицины растут, то перед врачами открываются практически безграничные возможности диагностики и лечения многих опасных болезней.

Когда противопоказана магнитно-резонансная томография?

Для МРТ существует ряд абсолютных и относительных противопоказаний. К абсолютным противопоказаниям относятся такие.

1. Наличие установленного кардиостимулятора. Это связано с тем, что колебания магнитного поля способны подстраиваться под ритм сердца и таким образом могут привести к летальному исходу.
2. Наличие установленных ферромагнитных или электронных имплантатов в среднем ухе.
3. Большие имплантаты из металла.
4. Наличие в организме ферромагнитных осколков.
5. Наличие аппаратов Илизарова.

К относительным противопоказаниям (когда исследование возможно при выполнении определенных условий) относятся:

При выполнении МРТ с контрастом противопоказаниями является анемия, хроническая декомпенсированная почечная недостаточность, беременность, индивидуальная непереносимость.

Заключение

Значение магнитно-резонансной томографии для диагностики трудно переоценить. Это – совершенный, неизвазивный, безболезненный и безвредный способ обнаружения многих болезней. С внедрением магнитно-резонансной томографии улучшилось и лечение пациентов, так как врач знает точный диагноз и особенности всех процессов, протекающих в организме пациента.

Не нужно бояться проведения МРТ. Пациент не ощущает никаких болевых ощущений во время процедуры. Она ничего не имеет общего с ядерным или рентгеновским излучением. Отказываться от проведения такой процедуры также нельзя.

Сегодня уже стало привычным направлять пациента не на рентгенографию, не на электрокардиограмму, а на ЯМР-томографию. Для того чтобы разобраться, что стоит за этими словами, следует начать издалека, а именно с понимания того, что такое магнетизм атомного ядра. Но еще до этого нам надо ввести важные понятия, которые отсутствуют в основном курсе школьной физики.

Магнитный момент

Магнитные свойства маленького плоского контура с током, помещенного в магнитное поле, определяются магнитным моментом этого тока, равным

где I - ток, S - площадь контура, - вектор нормали к контуру, построенный по правилу буравчика (рис. 1).

В частности, энергия контура в магнитном поле с индукцией равна

(ось z направлена вдоль ).

Для поворота контура с изменением проекции вектора от μ z до –μ z надо совершить работу А = 2μ z B.

Атомный электрон, движущийся по орбите вокруг атомного ядра, можно считать эквивалентным круговому току и приписать ему магнитный момент. Наличие такого «орбитального» магнитного момента у электрона проявляется в изменении его энергии при помещении атома в магнитное поле (формула для W ).

При тщательном анализе экспериментальных данных оказалось, что свойства атома во внешнем магнитном поле определяются не только движением электрона вокруг ядра, но и наличием у электрона скрытого «внутреннего вращения», которое назвали спином. Спин есть у всех элементарных частиц (у некоторых спин равен нулю). Интенсивность «вращения» описывается спиновым числом s , которое может быть только целым или полуцелым. Для электрона, протона, нейтрона s = 1/2. «Внутреннее вращение», аналогично орбитальному, приводит к появлению у частицы спинового магнитного момента. Проекция спинового магнитного момента на ось z (направление магнитного поля) принимает значения

μ z = γm s ћ ,

где ћ = h /(2π) - постоянная Планка, m s принимает (2s + 1) значений: –s , –s + 1, ..., s – 1, s , а γ называют гиромагнитным фактором. Сам вектор имеет модуль больше, чем его максимальная проекция: , т. е. во всех стационарных состояниях расположен под углом к оси z и быстро вращается вокруг этой оси: μ z = const, μ x и μ y быстро меняются (рис. 2). Для электрона, протона, нейтрона m s принимает всего два значения: . Для электрона , для протона . Спиновый магнитный момент есть даже у нейтрона, несмотря на то что он в целом электронейтрален. (Это свидетельствует о том, что нейтрон должен иметь внутреннюю структуру. Как и протон, он состоит из заряженных кварков.) Для нейтрона .

Видно, что магнитный момент протона и нейтрона на три порядка (–10 3) меньше, чем магнитный момент электрона (их масса примерно в 2000 раз больше). Примерно такой же по порядку величины магнитный момент должен быть у всех остальных атомных ядер, состоящих из протонов и нейтронов. Магнитные моменты всех ядер измерены с большой точностью. Именно наличие у ядер этих маленьких (в сравнении с атомными) магнитных моментов, значения которых различны для разных ядер, и лежит в основе явления ЯМР - ядерного магнитного резонанса, а также ЯМР-томографии. Мы в основном будем говорить о ядрах водорода - протонах, которые имеют наиболее широкое распространение в природе. Изотопом водорода является дейтерий, чье ядро также обладает магнитным моментом.

Что такое ядерный магнитный резонанс

Рассмотрим ядро атома водорода (протон) во внешнем магнитном поле . Протон может находиться только в двух стационарных квантовых состояниях: в одном из них проекция магнитного момента на направление магнитного поля положительна и равна

А в другом - такая же по модулю, но отрицательная. В первом состоянии энергия ядра в магнитном поле равна –μ z B , во втором + μ z B. Изначально все ядра находятся в первом состоянии, а для перехода во второе состояние ядру надо сообщить энергию

ΔE = 2μ z B .

Нетрудно понять, что заставить ядро изменить направление своего магнитного момента можно, подействовав на него электромагнитным излучением с частотой ω, соответствующей переходу между этими состояниями:

ћ ω = 2μ z B .

Подставляя сюда магнитный момент протона, получим

откуда для B = 1 Тл находим частоту волны: ν ≈ 4·10 7 Гц и соответствующую длину волны: λ = с/ ν ≈ 7 м - типичные частота и длина волны радиовещательного диапазона. Фотоны именно этой длины волны поглощаются ядрами с переворотом магнитных моментов по отношению к направлению поля. При этом их энергия в поле повышается как раз на величину, соответствующую энергии такого кванта.

Отметим, что в экспериментах по ЯМР, т. е. для типичных частот среднего радио-вещательного диапазона, электромагнитные волны используются вовсе не в том виде, к которому мы привыкли при обсуждении распространения света или поглощения и излучения света атомами. В простейшем случае мы имеем дело с катушкой, по которой протекает созданный генератором переменный ток радиочастоты. Образец, содержащий исследуемые ядра, которые мы хотим подвергнуть воздействию электромагнитного поля, помещается на оси катушки. Ось катушки, в свою очередь, направлена перпендикулярно статическому магнитному полю B 0 (последнее создается с помощью электромагнита или сверхпроводящего соленоида). При протекании по катушке переменного тока на ее оси индуцируется переменное магнитное поле B 1 , амплитуда которого выбирается гораздо меньшей величины B 0 (обычно в 10000 раз). Это поле осциллирует с той же частотой, что и ток, т. е. с радиочастотой генератора.

Если частота генератора близка к вычисленной частоте, то происходит интенсивное поглощение ядрами водорода квантов света с переходом ядер в состояние с отрицательной проекцией μ z (поворот ядер). Если же частота генератора отличается от вычисленной, то поглощения квантов не происходит. Именно в связи с резкой (резонансной) зависимостью от частоты переменного магнитного поля интенсивности процесса передачи энергии от этого поля ядрам атомов, сопровождаемое поворотом их магнитных моментов, явление получило название ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Как же можно заметить такие перевороты ядерных моментов по отношению к статическому магнитному полю? Будучи вооруженными современной техникой ЯМР, это оказывается совсем нетрудно: выключив создающий поле B 1 генератор радиочастоты, следует одновременно включить приемник, использующий ту же катушку в качестве антенны. При этом он будет регистрировать радиоволны, излучаемые ядрами по мере их возвращения к первоначальной ориентации вдоль поля B 0 . Этот сигнал индуцируется в той же катушке, посредством которой ранее возбуждались магнитные моменты. Его временная зависимость обрабатывается компьютером и представляется в виде соответствующего спектрального распределения.

Из этого описания вы можете представить, что ЯМР-спектрометр весьма существенно отличается от привычных спектрометров, проводящих измерения в диапазоне видимого света.

До сих пор мы рассматривали упрощенную картину: поведение в магнитном поле изолированного ядра. В то же время понятно, что в твердых телах или жидкостях ядра совсем изолированными не являются. Они могут взаимодействовать между собой, а также и со всеми другими возбуждениями, распределение по энергиям которых определяется температурой и статистическими свойствами системы. Взаимодействия возбуждений различной природы, их происхождение и динамика являются предметом изучения современной физики конденсированного состояния.

Как был открыт ЯМР

Первые сигналы, соответствующие ядерному магнитному резонансу, были получены более шестидесяти лет назад группами Феликса Блоха в Оксфорде и Эдварда Парселла в Гарварде. В те времена экспериментальные трудности были огромны. Все оборудование изготавливалось самими учеными прямо в лабораториях. Вид аппаратов того времени несопоставим с сегодняшними (использующими мощные сверхпроводящие соленоиды) приборами ЯМР, которые можно увидеть в больницах или поликлиниках. Достаточно сказать, что магнит в экспериментах Парселла был создан с использованием утиля, найденного на задворках Бостонской трамвайной компании. При этом он был калиброван настолько плохо, что магнитное поле в действительности имело величину большую, чем требовалось для переворота ядерных моментов при облучении радиоволнами с частотой ν = 30 МГц (частота радиогенератора) .

Парселл со своими молодыми сотрудниками тщетно искали подтверждения того, что явление ядерного магнитного резонанса имело место в его экспериментах. После многих дней бесплодных попыток разочарованный и грустный Парселл решает, что ожидаемое им явление ЯМР не наблюдаемо, и дает указание выключить питающий электромагнит ток. Пока магнитное поле уменьшалось, разочарованные экспериментаторы продолжали глядеть на экран осциллографа, где все это время надеялись увидеть желанные сигналы. В некоторый момент магнитное поле достигло необходимой для резонанса величины, и на экране неожиданно появился соответствующий ЯМР сигнал. Если бы не счастливый случай, возможно прошли бы еще многие годы, прежде чем существование этого замечательного явления было бы подтверждено экспериментально.

С этого момента техника ЯМР стала бурно развиваться. Она получила широкое применение в научных исследованиях в областях физики конденсированного состояния, химии, биологии, метрологии и медицины. Наиболее известным применением стало получение с помощью ЯМР изображения внутренних органов.

Как осуществляется визуализация внутренних органов посредством ЯМР

До сих пор мы неявно предполагали, что, в пренебрежении влиянием слабых электронных токов в катушках, магнитное поле, в которое помещаются ядра, однородно, т. е. имеет одну и ту же величину во всех точках. В 1973 году Пол Латербур предложил проводить ЯМР-исследования, помещая образец в магнитное поле, меняющееся от точки к точке. Понятно, что в этом случае и резонансная частота для исследуемых ядер изменяется от точки к точке, что позволяет судить об их пространственном расположении. А поскольку интенсивность сигнала от определенной области пространства пропорциональна числу атомов водорода в этой области, мы получаем информацию о распределении плотности вещества по пространству. Собственно, в этом и заключается принцип техники ЯМР-исследования. Как видите, принцип прост, хотя для получения реальных изображений внутренних органов на практике следовало получить в распоряжение мощные компьютеры для управления радиочастотными импульсами и еще долго совершенствовать методологию создания необходимых профилей магнитного поля и обработки сигналов ЯМР, получаемых с катушек.

Представим себе, что вдоль оси х расположены маленькие заполненные водой сферы (рис. 3). Если магнитное поле не зависит от х, то возникает одиночный сигнал (см. рис. 3, а ). Далее предположим, что посредством дополнительных катушек (по отношению к той, которая создает основное, направленное по оси z, магнитное поле) мы создаем дополнительное, меняющееся вдоль оси х, магнитное поле B 0 , причем его величина возрастает слева направо. При этом понятно, что для сфер с различными координатами сигнал ЯМР теперь будет соответствовать различным частотам и измеряемый спектр будет содержать в себе пять характерных пиков (см. рис. 3, б ). Высота этих пиков будет пропорциональна количеству сфер (т. е. массе воды), имеющих соответствующую координату, и, таким образом, в рассматриваемом случае интенсивности пиков будут относиться как 3:1:3:1:1. Зная величину градиента магнитного поля (т. е. скорость его изменения вдоль оси х ), можно представить измеряемый частотный спектр в виде зависимости плотности атомов водорода от координаты х . При этом можно будет сказать, что там где пики выше, число атомов водорода больше: в нашем примере числа атомов водорода, соответствующих положениям сфер, действительно соотносятся как 3:1:3:1:1.

Расположим теперь в постоянном магнитном поле B 0 некоторую более сложную конфигурацию маленьких заполненных водой сфер и наложим дополнительное магнитное поле, изменяющееся вдоль всех трех осей координат. Измеряя радиочастотные спектры ЯМР и зная величины градиентов магнитного поля вдоль координат, можно создать трехмерную карту распределения сфер (а следовательно, и плотности водорода) в исследуемой конфигурации. Сделать это гораздо сложнее, чем в рассмотренном выше одномерном случае, однако интуитивно понятно, в чем этот процесс заключается.

Техника восстановления образов, сходная с той, которую мы описали, и осуществляется при ЯМР-томографии. Закончив накопление данных, компьютер посредством весьма быстрых алгоритмов начинает «обработку» сигналов и устанавливает связь между интенсивностью измеренных сигналов при определенной частоте и плотностью резонирующих атомов в данной точке тела. В конце этой процедуры компьютер визуализирует на своем экране двумерное (или даже трехмерное) «изображение» определенного органа или части тела пациента.

Поразительные «образы»

Чтобы полностью оценить результаты ЯМР-исследования внутренних органов человека (например, различных сечений головного мозга, которые физик-медик сегодня может получить не дотрагиваясь до черепа!), следует прежде всего понимать, что речь идет о компьютерном воссоздании именно «образов», а не о реальных тенях, возникающих на фоточувствительной пленке при поглощении рентгеновских лучей в процессе получения рентгеновского снимка.

Человеческий глаз является чувствительным датчиком электромагнитного излучения в видимом диапазоне. К счастью или несчастью, излучения, происходящие от внутренних органов, до наших глаз не доходят - мы видим человеческие тела только извне. В то же время, как мы только что обсуждали, в определенных условиях ядра атомов внутренних органов человеческого тела могут излучать электромагнитные волны в диапазоне радиочастот (т. е. частот, гораздо меньших, чем для видимого света), причем частота слегка меняется в зависимости от точки излучения. Глазом его не увидеть, поэтому такое излучение регистрируется с помощью сложной аппаратуры, а затем собирается в единое изображение с помощью специальной компьютерной обработки. И тем не менее, речь идет о совершенно реальном видении внутренней части предмета или человеческого тела.

К такому поразительному успеху человечество пришло благодаря ряду фундаментальных достижений научной мысли: это и квантовая механика с ее теорией магнитного момента, и теория взаимодействия излучения с веществом, и цифровая электроника, и математические алгоритмы преобразования сигналов, и компьютерная техника.

Преимущества ЯМР-томографии по сравнению с другими диагностическими методами многочисленны и значительны. Оператор может легко выбирать, какие сечения тела пациента просканировать, а также может подвергать исследованию одновременно несколько сечений выбранного органа. В частности, выбирая соответствующим образом градиенты магнитного поля, можно получить вертикальные сечения изображения внутренностей нашего черепа. Это может быть центральное сечение или сечения, смещенные вправо или влево. (Такие исследования практически невозможны в рамках рентгеновской радиографии.) Оператор может «сужать» поле наблюдения, визуализируя сигналы ЯМР, происходящие только от одного выбранного органа или только от одной из его частей, увеличивая таким образом разрешение изображения. Важным преимуществом ЯМР-томографии является также и возможность прямого измерения локальной вязкости и направления течения крови, лимфы и других жидкостей внутри человеческого тела. Подбирая необходимое соотношение между соответствующими параметрами, например длительностью и частотой импульсов, для каждой патологии оператор может достигать оптимальных характеристик получаемого изображения, скажем, повышать его контрастность (рис. 4).

Суммируя, можно сказать, что для каждой точки изображения (пикселя), соответствующей крошечному объему исследуемого объекта, оказывается возможным извлечь различную полезную информацию, в некоторых случаях включая и распределение концентрации тех или иных химических элементов в организме. Для повышения чувствительности измерений, т. е. увеличения отношения интенсивности сигнала к шуму, следует накапливать и суммировать большое число сигналов. В этом случае удается получить качественное изображение, адекватно передающее реальность. Именно поэтому времена проведения ЯМР-томографии оказываются довольно большими - пациент должен относительно неподвижно пребывать в камере несколько десятков минут.

В 1977 году английский физик Питер Мэнсфилд придумал такую комбинацию градиентов магнитного поля, которая, не давая особенно хорошего качества изображения, тем не менее позволяет получать его чрезвычайно быстро: для соответствующего построения хватает единственного сигнала (на практике это занимает приблизительно 50 миллисекунд). С помощью такой техники - ее называют планарным эхом - сегодня можно следить за пульсациями сердца в реальном времени: в таком фильме на экране чередуются его сокращения и расширения.

Можно ли было представить себе на заре создания квантовой механики, что через сто лет развитие науки приведет к возможности таких чудес?

Нельзя не отметить, что в 2003 году Пол Лотербур и Питер Мэнсфилд были удостоены Нобелевской премии в области медицины «за изобретение метода магнитно-резонансной томографии».

Магнитно-резонансная томография (ядерно-магнитная резонансная томография, МРТ, ЯМРТ, NMR, MRI)

Информативный, безопасный, неинвазивный метод диагностики, позволяющий получить с высокой разрешающей способностью изображения органов и систем, сосудистых структур в различных плоскостях, с использованием трехмерных реконструкций.

Навигация по разделу:

Определение метода Магнитно-резонансной томографии

Магнитно-резонансная томография - нерентгенологический метод исследования внутренних органов и тканей человека. Здесь не используются Х-лучи, что делает данный метод безопасным для большинства людей.

Метод был назван магнитно-резонансной томографией, а не ядерно-магнитной резонансной томографией (ЯМРТ) из-за негативных ассоциаций со словом "ядерный" в конце 1970-х годов. МРТ основана на принципах ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), методе спектроскопии, используемом учеными для получения данных о химических и физических свойствах молекул.
МРТ получила начало как метод томографического отображения, дающий изображения ЯМР-сигнала из тонких срезов, проходящих через человеческое тело. МРТ развивалась от метода томографического отображения к методу объемного отображения.

Метод особенно эффективен для изучения динамических процессов (например, состояния кровотока и результатов его нарушения) в органах и тканях.

Диагностические возможности Магнитно-резонансной томографии

Как проводится МРТ

Технология МРТ достаточно сложна: используется эффект резонансного поглощения атомами электро-магнитных волн. Человека помещают в магнитное поле, которое создает аппарат.
Молекулы в организме при этом разворачиваются согласно направлению магнитного поля. После этого радиоволной проводят сканирование. Изменение состояния молекул фиксируется на специальной матрице и передается в компьютер, где проводится обработка полученных данных. В отличие от компьютерной томографии МРТ позволяет получить изображение патологического процесса в разных плоскостях.
Магнитно-резонансный томограф по своему внешнему виду похож на компьютерный. Исследование проходит так же, как и компьютерная томография. Стол постепенно продвигается вдоль сканера. МРТ требует больше времени, чем КТ, и обычно занимает не менее 1 часа.

Безопасность метода МРТ

В настоящее время о вреде магнитного поля ничего не известно. Однако большинство ученых считают, что в условиях, когда нет данных о его полной безопасности, подобным исследованиям не следует подвергать беременных женщин.
По этим причинам, а также в связи с высокой стоимостью и малой доступностью оборудования компьютерная и ЯМР томографии назначаются по строгим показаниях в случаях спорного диагноза или безрезультатности других методов исследований.
МРТ не может также проводиться у тех людей, в организме которых находятся различные металлические конструкции - искусственные суставы, водители ритма сердца, дефибрилляторы, ортопедические конструкции, удерживающие кости и т.п.
Как и другие методы исследования, компьютерную и магнитно-резонансную томографию назначает только врач.