Как создается МРТ-сканирование?
Атомы водорода в теле представляют собой отдельные заряженные атомы, которые вращаются вокруг случайной оси, так что общее магнитное поле тела равно нулю. При МРТ пациент помещается в магнитное поле, которое выравнивает ядра атомов водорода по одной стороне. Для приведения ядер атомов водорода в высокоэнергетическое состояние излучается частотный импульс. Когда радиочастотный импульс заканчивается, активированные ядра высвобождают энергию и возвращаются в более низкое энергетическое состояние, и этот процесс становится релаксацией. Энергия, выделяемая во время перехода, регистрируется окружающим магнитно-резонансным приемником и генерирует сигнальные данные, которые впоследствии отображаются на экране. Интервал между повторными возбуждениями называется временем повторения, а время между излучением радиочастотного импульса и получением обратного сигнала — временем эха. Процесс релаксации описывается двумя отдельными постоянными времени, T1 и T2.
Что такое интенсивность сигнала?
Интенсивность сигнала используется для описания яркости ткани на МРТ-изображении. Ткань может быть описана как высокосигнальная (яркая), среднесигнальная (серая) или низкосигнальная (темная). Когда больная ткань контрастируется с окружающей нормальной тканью, ее можно описать как высокоинтенсивную, равноинтенсивную или низкоинтенсивную. Интенсивность магнитно-резонансного сигнала зависит от Т1, Т2 и протонной плотности (количество свободных ионов водорода) изображения оцениваемой ткани.
Объясните разницу между фазами Т1 и Т2 на магнитно-резонансных изображениях.
T1 (время продольной релаксации) и T2 (время поперечной релаксации) являются неотъемлемыми физическими свойствами ткани. Различные ткани имеют различные Т и Т2 свойства из-за того, что ядра атомов водорода в различных тканях по-разному реагируют на радиочастотные импульсы во время МРТ-сканирования. Контрастность МР-изображения определяется различными константами сканирования (TE и TR).
T1-изображения: созданные с помощью короткого TR (<1000 мс) и короткого TE (<30 мс), T1-изображения взвешены по жиру, при этом жир является ярким сигналом на T1-изображениях и более ярким сигналом на T2-изображениях. t1-изображения подходят для оценки структур, таких как структуры, содержащие жир, кровоизлияния или белковосодержащую жидкость. Все эти структуры имеют короткий Т1 высокий сигнал на Т1 изображениях, которые обеспечивают хорошую визуализацию тканевых структур благодаря высокому соотношению сигнал/шум. Т2-изображения: создаются с помощью длинного TR (>1500 мс) и длинного TE (>45 мс), Т1-изображения взвешены по воде, при этом вода является ярким сигналом на Т2-изображениях и темным сигналом на Т1-изображениях. Изображения T2 полезны при сравнении нормальной ткани с аномальной. Как правило, больные ткани (например, опухоль, инфекция, острый перелом) с повышенным содержанием воды имеют высокий сигнал на изображениях T2 и низкий сигнал на изображениях T1.
Опишите интенсивность сигнала обычных тканей в фазах Т1 и Т2 магнитного резонанса.
Минерализованные ткани показывают низкий сигнал на фазах Т1 и Т2, поскольку они содержат мало свободных ионов водорода. Воздух не содержит свободных ионов водорода и поэтому не производит сигнал магнитного резонанса. Коррелированные интенсивности сигналов различных тканей на фазовых изображениях T1 и T2 представлены в таблице 3-1.
Ткань Т1 фаза Т2 фаза
Цереброспинальная жидкость Низкий-Средний Яркий
Кора головного мозга Низкий Низкий
Сухожилия/связки Низкий Низкий
Мышцы Умеренная Умеренная
Жир Высокий Умеренный
Красный костный мозг Умеренный Умеренный
Желтый костный мозг Высокая Высокая
Межпозвоночный диск (центральный) Средний Легкий
Межпозвоночный диск (периферический) Низкий Умеренный
Как узнать, что я смотрю на МРТ в фазе Т1 или Т2?
Один из способов — посмотреть на TE (время эха) и TR (время повторения) в сканировании.
Тип изображения TE TR
T1 15-30 мс 400-600 мс (<1000) T2 60-120 мс 1500-3000 мс (>1000)
Взвешенная плотность протонов 15-30 мс 1500-2000 мс
Другой простой метод заключается в рассмотрении характеристик воды на изображении и поиске структур, содержащих воду (например, спинномозговой жидкости, окружающей спинной мозг). Если вода светлая, изображение, скорее всего, находится в фазе Т2, а если вода темная, изображение, скорее всего, находится в фазе Т1.
Приведенные выше критерии относятся к самым основным последовательностям спин-эхо (SE); другие последовательности имеют более сложные контрасты сигналов.
Что такое последовательность импульсов?
Последовательность импульсов относится к определенному методу сбора данных МРТ. Широко используются импульсные последовательности спин-эхо (SE). Для сокращения времени сканирования, уменьшения артефактов и улучшения качества визуализации в конкретных очагах поражения были разработаны и использованы другие методы, такие как последовательности быстрого спин-эхо, последовательности градиент-эхо и короткие последовательности восстановления инверсии T1. Когда специальные импульсные последовательности будут широко использоваться в повседневной практике МРТ позвоночника, их преимущества и недостатки будут должным образом оценены.
Каковы противопоказания к магнитно-резонансному сканированию?
Пациенты с эндооссальными имплантатами в теле, которые подвержены интерференции магнитного поля, способной вывести их из строя, или потенциально вредной активности, являются противопоказанием к МРТ-сканированию. К ним относятся некоторые кохлеарные или внутриглазные имплантаты, кардиостимуляторы, некоторые протезы клапанов, имплантируемые обезболивающие насосы и нейростимуляторы, некоторые катетеры Свана-Ганца, каротидные зажимы, периорбитальные металлические материалы и некоторые пенильные протезы, а также зажимы для церебральных аневризм. Когда МРТ проводится пациентам в отделении интенсивной терапии, требуются совместимые с МРТ аппараты искусственной вентиляции легких и мониторы. Женщины на ранних сроках беременности являются относительным противопоказанием для проведения МРТ. Пациенты, страдающие клаустрофобией или не желающие сотрудничать, также являются относительным противопоказанием к проведению МРТ, и таким пациентам может потребоваться седация перед исследованием.
Внутренние фиксаторы позвоночника не являются противопоказанием для проведения МРТ, однако, если фиксатор расположен близко к исследуемой области, могут возникать значительные артефакты, делая сегмент с фиксатором недиагностируемым, но полезные изображения все же могут быть показаны выше или ниже фиксатора, в то время как фиксаторы из нержавеющей стали обычно дают чрезмерное количество артефактов. Пациенты с внутренней фиксацией из нержавеющей стали должны быть оценены с помощью КТ или КТ-изображения позвоночника.
Когда мне необходимо сделать МРТ для оценки заболевания позвоночника?
МРТ показывает полный спинной мозг и спинномозговую последовательность (дистальнее крестца от большого затылочного отверстия). МРТ проводится у пациентов с деформациями позвоночника для выявления наличия неврологических деформаций. Примерами являются левосторонний грудной сколиоз, юношеский сколиоз и дисплазия спинного мозга. У таких пациентов могут быть обнаружены спинномозговые свищи, мальформации Арнольда-Киара, спина бифида, опухоли спинного мозга, синдром связывания спинного мозга и врожденный спинальный стеноз.
Магнитно-резонансное обследование также важно для предоперационной оценки метастатических опухолей позвоночника на предмет наличия мультисегментарного поражения.
Термины, используемые в МРТ для описания аномальной морфологии диска.
Разрыв фиброзного кольца: разрыв связки, окружающей периферию диска.
Выпуклость: диффузная окружающая, а не локализованная ткань диска за пределами межпозвоночного пространства.
Выпуклость: неравномерное смещение локализованной ткани диска за пределы межпозвоночного пространства. Смещенная ткань диска прикрепляется к целому. Базальный диаметр смещенной ткани диска (в месте ее прикрепления к целому) больше, чем самый длинный диаметр части диска за пределами межпозвоночного пространства.
Протрузия: неравномерное смещение локализованной ткани диска за пределы межпозвоночного пространства. Самый длинный диаметр части, выходящей за пределы межпозвоночного пространства, больше базального диаметра смещенной ткани диска.
Свободный пролапс: фрагмент диска, который не прикреплен к целому, другой распространенный термин для обозначения свободного фрагмента диска. Диск присутствует в каждом свободном пролабированном диске; не каждый грыжевой диск является свободным и пролабированным.