Instytucje 

Rezonans magnetyczny (MRI) i tomografia komputerowa (CT): zalety i wady metod. MRI lub rezonans magnetyczny

MRI (lub rezonans magnetyczny) to badanie radiologiczne wykorzystujące energię pole magnetyczne, fale radiowe i komputerowe przetwarzanie obrazów ciała powstałych podczas skanowania. Skaner MRI lub tomograf MRI to duża tuba, w której korpusie zamontowany jest duży cylindryczny magnes ze specjalnymi czujnikami. Pacjent kładzie się na specjalnym stole, który po uruchomieniu tomografu stopniowo przesuwa się przez ten magnes. Podczas pracy tomografu wokół ludzkiego ciała powstaje silne pole magnetyczne, które poprzez określenie położenia aktywnych atomów wodoru i ich zmianę orientacja przestrzenna, który umożliwia rejestrację cech strukturalnych narządów i tkanek. Po aktywacji tomografu MRI zmienia się kierunek protonów atomu wodoru, a następnie następuje odwrotna redukcja, w wyniku której uwalniana jest pewna energia. Czujniki tomografu rejestrują te zmiany i przetwarzają je za pomocą technologia komputerowa wyświetlanie tych zmian poprzez konwersję do obrazu.

Rys. 1 Wygląd zewnętrzny i rezonans magnetyczny,

Z reguły obrazy powstałe podczas diagnostyki MRI są bardzo dokładne i pozwalają na wykrycie minimalnych zmian w strukturze tkanek. W niektórych przypadkach, aby poprawić dokładność diagnostyczną, do wzmocnienia sygnału z tkanek stosuje się specjalne środki kontrastowe, takie jak gadolin.

Kiedy iw jakich sytuacjach klinicznych stosuje się rezonans magnetyczny?

Skan MRI jest jednym z najbardziej precyzyjne metody diagnostyka chorób narządów i tkanek. Jego zawartość informacyjna jest szczególnie wysoka w identyfikowaniu patologii tkanek miękkich i narządów miąższowych. MRI może być używany do diagnozowania dowolnej części ciała, ale najczęściej stosuje się rezonans magnetyczny do określenia różne choroby mózgu, takie jak guzy lub krwotoki śródmózgowe i krwiaki, z uszkodzeniami mózgu. Ponadto rezonans magnetyczny mózgu może ujawnić tętniak mózgu, udar, nowotwór mózgu, guzy i oznaki zapalenia dowolnej części kręgosłupa oraz rdzeń kręgowy.

Ryc. 2 MRI mózgu

Neurochirurdzy wykorzystują rezonans magnetyczny nie tylko do określenia anatomii struktur tkanki mózgowej, ale także do oceny integralności rdzenia kręgowego po urazie. MRI kręgosłupa jest jedną z kluczowych metod diagnozowania chorób, takich jak osteochondroza kręgosłupa i przepuklina krążek międzykręgowy (przepuklina Schmorla). Za pomocą MRI można ocenić strukturę i funkcję serca i jego zastawek, a także zidentyfikować patologię aorty, na przykład rozwarstwienie aorty lub.

Ryc. 3 MRI kręgosłupa z przepukliną krążka

Często rezonans magnetyczny służy do określenia budowy gruczołów o różnej lokalizacji (lokalizacji) - przysadki mózgowej, trzustki oraz w przypadku podejrzenia patologii narządowej Jama brzuszna, miednicy małej, a także w celu uzyskania dokładnych informacji o budowie stawów i stawów mięśniowo-szkieletowych, tkanek miękkich i kości. MRI jest często wykorzystywany do dokładniejszej oceny budowy narządów i tkanek przed planowaną operacją.

Ryc. 4 MRI staw kolanowy

Jakie są zagrożenia i przeciwwskazania do diagnostyki MRI?

MRI absolutnie bezpieczna metoda badań i ma pewne zalety w porównaniu z tomografią komputerową. Najważniejszą przewagą MRI nad CT jest brak promieni rentgenowskich i promieniowania związanych z tomografią komputerową. Obecnie nie ma zidentyfikowanych skutki uboczne podczas diagnostyki MRI.
Istnieje jednak szereg ograniczeń w stosowaniu obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. Pacjenci, którzy są świadomi obecności jakichkolwiek metalowych materiałów lub przedmiotów w ich ciele lub ciele, powinni poinformować o tym radiologa lub dowolnego członka oddziału rezonansu magnetycznego przed badaniem. Wióry metalowe, materiały, klipsy chirurgiczne lub klipsy oraz wszczepiony materiał (sztuczne stawy, metalowe płytki wstawiane w celu korekcji złamań kości lub protezy) mogą znacząco zniekształcać obrazy MRI. Surowo zabrania się przeprowadzania diagnostyki MRI, jeśli pacjenci mają implantację rozruszniki serca, implanty metalowe, protezy czy metalowe klipsy i klipsy umieszczane w oczodole lub jamie brzusznej, co wynika z ryzyka możliwości przemieszczenia się metalowych przedmiotów po uruchomieniu skanera MRI. Dotyczy to również pacjentów ze sztucznymi zastawkami serca, wszczepionymi aparatami słuchowymi, fragmentami pocisków lub łusek, wszczepionymi pompami do stałego chemoterapia lub pompa insulinowa.

Podczas obrazowania metodą rezonansu magnetycznego pacjent będzie przebywał w tubusie tomografu, w swoistej zamkniętej przestrzeni, a więc pacjenci cierpiący na klaustrofobiczny(strach przed zamkniętą przestrzenią) przed wykonaniem rezonansu magnetycznego konieczna jest konsultacja z psychologiem lub psychiatrą. Być może, aby uniknąć niekorzystnego wpływu ograniczonej przestrzeni na psychikę, takiemu pacjentowi można przepisać środek uspokajający. Ponadto w celu utrzymania stały kontakt Pomiędzy pacjentem a lekarzem w korpusie tomografu rezonansu magnetycznego montowany jest głośnik lub domofon, co pozwala odtworzyć wrażenie, że pacjent nie jest sam i jest obserwowany przez specjalistę.

Jak pacjent powinien przygotować się do badania rezonansem magnetycznym i jak jest on wykonywany?

W przeddzień badania rezonansem magnetycznym wszystkie metalowe przedmioty i biżuterię należy usunąć z ciała. Po uruchomieniu tomografu MRI w samym urządzeniu mogą pojawiać się kliknięcia i szumy, które mogą wywoływać u pacjenta pewien niepokój i utrudniać diagnozę, dlatego często przed badaniem pacjentowi przepisuje się lub zaleca przyjmowanie środków uspokajających lub środki uspokajające pozwalając pacjentowi na relaks podczas badania MRI. Ważne jest, aby pacjent w trakcie badania w pewien okres czas był nieruchomy i utrzymywał równowagę spokojny oddech... Podczas badania MRI będzie utrzymywany stały kontakt wzrokowy i werbalny (słuchowy) pomiędzy pacjentem a radiologiem. Jak wcześniej wspomniano, podczas diagnozowania patologii układu sercowo-naczyniowego W celu poprawy obrazu stosuje się środki kontrastowe na bazie gadolinu, co może wymagać nakłucia i cewnikowania żyły obwodowej w celu podania dożylnego. Czas wykonania tomografii MRI zależy od objętości badania, ale częściej waha się od pół godziny do półtorej godziny.

Kiedy pacjent otrzymuje wyniki badania MRI?

Po zakończeniu skanowania przez tomograf MRI obszaru zainteresowania, komputer odtwarza obraz i obraz narządu lub tkanki w postaci kolejnych przekrojów, które następnie mogą być oglądane i analizowane przez radiologa. Obecnie wszelkie prowadzone badania są archiwizowane w pamięci komputera lub zapisywane na płycie CD i przechowywane w archiwum. Interpretacja danych ze skanu MRI zwykle zajmuje doświadczonemu radiologowi od pół godziny do 1 godziny, rzadziej przy bardziej złożonej patologii czas ten może wydłużyć się do 2 lub więcej godzin. Na podstawie wyników oceny i analizy tomogramu radiolog wraz z lekarzem, który skierował pacjenta na badanie MRI, może omówić wyniki badania z pacjentem lub jego bliskimi. Rezonans magnetyczny można wykonać w warunkach ambulatoryjnych, czyli przy kontakcie z dowolnym placówka medyczna z jednostką MRI. Koszt rezonansu magnetycznego jest zwykle obliczany z góry przez działy komercyjne placówek medycznych, z uwzględnieniem planowanego programu badań. Albo wręcz przeciwnie, najpierw radiolog wykonuje badanie, ocenia jakość zdjęć i kieruje pacjenta do działu handlowego kliniki za opłatą. pełny koszt, odpowiadający programowi egzaminacyjnemu, a następnie oddaje zdjęcia w ręce. Koszt rezonansu magnetycznego w Moskwie jest bardzo zróżnicowany i lepiej skontaktować się telefonicznie z kliniką, aby uzyskać optymalną informację o cenie.

Jakie aktualne trendy stosuje się w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego?

V Ostatnio uwaga naukowców skupia się na tworzeniu nowych, nowocześniejszych i przenośnych tomografów MRI. Najnowsze generacje produkowanych urządzeń charakteryzują się również minimalnym spektrum szumów wynikających z aktywacji tomografu. Ponadto tomografy przenośne mogą być przydatne w diagnostyce infekcji i guzów tkanek miękkich dłoni, stóp, łokci i kolan.

Jak działa rezonans magnetyczny (wideo)

  • kręgosłup;
  • stawy;
  • mózg i rdzeń kręgowy;
  • dolny wyrostek mózgowy;
  • narządy wewnętrzne;
  • sparowane gruczoły sutkowe wydzielania zewnętrznego i tak dalej.

Potencjał metoda otwarta, umożliwia wykrywanie chorób na początkowe etapy i znaleźć nieprawidłowości, które wymagają pilnego leczenia lub pilnej operacji.
Procedura MRI, wykonywany na najnowocześniejszym sprzęcie, umożliwia:

  • uzyskać najdokładniejszą wizualizację narządów wewnętrznych, tkanek;
  • gromadzić niezbędne dane dotyczące rotacji płynu mózgowo-rdzeniowego;
  • określić poziom aktywności obszarów kory mózgowej;
  • śledzić wymianę gazową w tkankach.

MRI jest istotne w lepsza strona odróżnialne od innych metod diagnostycznych:

  • Nie przewiduje manipulacji narzędziami chirurgicznymi;
  • Jest skuteczny i bezpieczny;
  • Procedura jest dość rozpowszechniona, dostępna i niezbędna w badaniu najpoważniejszych przypadków, które wymagają szczegółowego obrazu przeobrażeń zachodzących w organizmie.

Jak działa tomograf rezonansu magnetycznego (MRI)


Procedura jest następująca. Pacjenta umieszcza się w wyspecjalizowanej wąskiej jamie (rodzaj tunelu), w której należy go umieścić poziomo. Czas trwania zabiegu wynosi od kwadransa do pół godziny.

Po zakończeniu zabiegu osoba otrzymuje obraz w dłoniach, który powstaje za pomocą metody NMR - fizycznego zjawiska rezonansu magnetycznego i jądrowego związanego z charakterystyką protonów. Dzięki impulsowi o częstotliwości radiowej promieniowanie zamieniane jest na sygnał w polu elektromagnetycznym generowanym przez urządzenie. Następnie jest odbierany i przetwarzany przez specjalistyczny program na komputer.

Każdy wycinek badany i wyświetlany na monitorze, w formie wizualizacji, ma indywidualną grubość. Ta metoda wyświetlania jest podobna do techniki usuwania wszystkiego powyżej lub poniżej warstwy. Ważna rola, w tym przypadku wykonaj określone elementy objętości i części cięcia.

Ze względu na fakt, że organizm ludzki jest w 90% płynny, pobudzane są protony atomów wodoru. Metoda MRI umożliwia zajrzenie do organizmu i określenie ciężkości choroby bez bezpośredniej interwencji fizycznej.

Urządzenie do rezonansu magnetycznego

Nowoczesna maszyna do rezonansu magnetycznego składa się z następujących części:

  • magnes;
  • cewki;
  • generator impulsów radiowych;
  • Klatka Faradaya;
  • zasób energetyczny;
  • system chłodzenia;
  • systemy przetwarzające otrzymane dane.

W kolejnych akapitach przestudiujemy działanie niektórych poszczególnych elementów aparatu do rezonansu magnetycznego!

Magnes

Tworzy ustabilizowane pole, które charakteryzuje się jednolitością i imponującym naciskiem (napięciem). Z ostatniego wskaźnika ujawnia się moc urządzenia. Wspomnijmy jeszcze raz, ile zależy od mocy wysoka jakość zyska wizualizację po zakończeniu terapii.

Urządzenia podzielone są na 4 grupy:

  • Niskie pole - sprzęt typu początkowego, siła pola mniejsza niż 0,5 T;
  • Średnie pole - siła pola od 0,5-1 T;
  • Wysokie pole - charakteryzuje się doskonałą szybkością badania, dobrze widoczne wizualizacje, nawet jeśli osoba poruszała się podczas zabiegu. Siła pola - 1-2 T;
  • Ultrawysokie pole - ponad 2 T. Używany wyłącznie do badań.

Warto też zwrócić uwagę na takie rodzaje użytych magnesów:

Trwały magnes- wykonany jest ze stopów o tzw. właściwościach ferromagnetycznych. Zaletą tych elementów jest to, że nie muszą obniżać temperatury, ponieważ nie potrzebują energii do utrzymania jednolitego pola. Z minusów warto zwrócić uwagę na imponującą masę i nieznaczne napięcie. Między innymi takie magnesy są podatne na zmiany temperatury.

Magnes nadprzewodzący- cewka wykonana ze specjalnego stopu. Przez tę cewkę przechodzą ogromne prądy. Dzięki urządzeniom z takimi cewkami powstaje w nich imponujące pole magnetyczne. Jednak w porównaniu z poprzednim magnesem, dla magnesu nadprzewodzącego potrzebny jest system chłodzenia. Spośród minusów warto zwrócić uwagę na znaczne zużycie ciekłego helu przy niewielkim zużyciu energii, imponujące koszty eksploatacji urządzenia, ekranowanie w obowiązkowy... Między innymi istnieje ryzyko wyrzucenia cieczy chłodzącej w przypadku utraty właściwości nadprzewodzących.

Magnes rezystancyjny- nie wymaga stosowania specjalistycznych systemów chłodzenia i może wytworzyć stosunkowo jednolite pole do skomplikowanych testów. Z minusów warto zwrócić uwagę na imponującą masę, która wynosi około pięciu ton i wzrasta w przypadku ekranowania.


Nadajnik

Generuje oscylacje i impulsy o częstotliwościach radiowych (prostokątne i złożone). Zmiana ta umożliwia uzyskanie wzbudzenia jąder, poprawę kontrastu obrazu uzyskanego w wyniku przetwarzania danych. Sygnał przekazywany jest do przełącznika, który działa na cewkę, tworząc pole magnetyczne, które ma wpływ na układ wirowania.

Odbiorca

Jest to wzmacniacz sygnału o najwyższej czułości i niskim poziomie szumów, który pracuje na ultra wysokich częstotliwościach. Wynikowe sprzężenie zwrotne jest modyfikowane z MHz na kHz (czyli z wyższych częstotliwości na niższe).

Inne części zamienne

Za bardziej szczegółowe uszczegółowienie, zdjęcia odpowiadają również za czujniki rejestracyjne znajdujące się w pobliżu badanego organu. Procedura MRI nie stanowi zagrożenia dla człowieka, po przeprowadzeniu emisji przesyłanej energii protony przechodzą do stanu pierwotnego.

W celu poprawy jakości wizualizacji badanej osobie można wstrzyknąć substancję kontrastową na bazie gadolinu, która nie posiada skutki uboczne... Wprowadzany jest za pomocą strzykawki, która jest zautomatyzowana, oblicza wymaganą dawkę i szybkość podawania leku. Środek wchodzi do organizmu synchronicznie z postępowaniem.

Jakość badania MRI zależy od wielu czynników – jest to stan pola magnetycznego, użyta cewka, jaki środek kontrastowy, a nawet lekarz wykonujący zabieg.

Korzyści z MRI:

  • największe prawdopodobieństwo uzyskania najdokładniejszej wizualizacji badanej części ciała lub narządu;
  • stale zmieniająca się jakość diagnostyki;
  • brak negatywne skutki na ludzkim ciele;

Urządzenia różnią się siłą generowanego pola oraz „otwartością” magnesu. Im wyższa moc, tym szybciej zostanie przeprowadzone badanie i tym więcej lepsza jakość wyobrażanie sobie.

Otwarta aparatura, mają kształt litery C i są uważane za najlepsze do badań u osób z ciężkie formy klaustrofobiczny. Zostały pierwotnie opracowane do realizacji pomocniczych procedur wewnątrzmagnetycznych. Należy również zauważyć, że tego typu urządzenie jest znacznie słabsze niż urządzenie zamknięte.
Badanie MRI- jedna z najskuteczniejszych i najbezpieczniejszych metod diagnozy oraz najbardziej pouczająca dla szczegółowego badania rdzenia kręgowego i mózgu, kręgosłupa, narządów jamy brzusznej i miednicy.

Dzisiaj porozmawiamy o tym, co jest MRI co kryje się za tym słowem. Kilka lat temu wszystkie główne medyczne centra diagnostyczne otrzymali do swojej dyspozycji zupełnie nowe urządzenie - skaner rezonansu magnetycznego. Badanie wykonane za jego pomocą nazwano MRI ( rezonans magnetyczny).

Pozwala na uzyskanie wysokiej jakości obrazów narządów wewnętrznych i tkanek niedostępnych ani dla zwykłego promieniowania rentgenowskiego, ani dla nowszej tomografii komputerowej. W rzeczywistości skany MRI pozwalają zobaczyć rzeczy, które wcześniej były dostępne tylko dla patologów. Obecnie rezonans magnetyczny w Moskwie lub w jakimkolwiek innym mieście jest teraz bardzo łatwy do wykonania, teraz te urządzenia pojawiły się w wielu klinikach. Tego rodzaju badanie jest również dobre, ponieważ pozwala na: wczesne stadia określić na przykład przyczynę bólu głowy. Z własnego doświadczenia wiem, jak przez dwa lata cierpiałem na silne bóle głowy, często traciłem przytomność, a lekarze diagnozowali epilepsję, ale moje bóle stawały się coraz częstsze i dopiero wtedy, gdy trafiłam na badanie do poradni neurochirurgicznej ja mri w tak ogromnym aparacie (który żartobliwie nazwałem „aparatem na kółkach”), postawili mi trafną diagnozę - guz mózgu i zaczęli leczyć prawidłowo.

Jak działa skaner do rezonansu magnetycznego (MRI)

W przeciwieństwie do innych popularnych podejść, obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) nie wymaga użycia niebezpiecznych promieni rentgenowskich ani pierwiastków radioaktywnych. Działanie aparatu MRI opiera się na zjawisku magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) i przetwarzaniu uzyskanych danych programy komputerowe... Z fizyki wiadomo, że protony atomów mają ładunek dodatni, czyli wykazują właściwości magnetyczne i mają bieguny północny i południowy. Silne zewnętrzne pole magnetyczne zmusza je do ułożenia swojego przestrzennego układu zgodnie z liniami natężenia pola.

Następnie zorientowane cząstki poddawane są ukierunkowanemu działaniu elektromagnetycznemu o częstotliwości radiowej emisji protonów. Ta dodatkowa energia nadaje protonom pęd obrotowy (spin). Odtąd wpływ zewnętrzny jest usuwany, a promieniowanie o wysokiej częstotliwości pochodzi z samych indukowanych dodatnio naładowanych cząstek i jest rejestrowane przez czułe czujniki skanera MRI... Po komputerowej obróbce danych tworzony jest szczegółowy obraz tkanek i narządów.

Organizm ludzki składa się w ponad 90% z wody, więc stymulujący wpływ mają protony atomów wodoru. Ponieważ każdy pierwiastek odpowiada pewnej naturalnej częstotliwości promieniowania, tylko pewna energia, która jest rezonansowa, jest pochłaniana przez atom z całego spektrum. Znając ją, możesz łatwo wpłynąć wymagany element układ okresowy pierwiastków. Obecnie aktywnie rozwijane są mechanizmy działania nie tylko na wodór, ale także na fosfor, sód, a także niektóre inne pierwiastki. Pozwala to nie tylko zobaczyć narządy wewnętrzne, ale także „zajrzeć” do samej komórki bez fizycznej ingerencji.

Podczas badania czujniki rejestrujące umieszczane są wokół badanego narządu, co umożliwia uzyskanie nie tylko zdjęcia, ale wygenerowanego komputerowo obrazu wolumetrycznego. Takie skany MRI umożliwiają bardzo dokładne zdiagnozowanie przyczyny choroby, aż do pomiaru natężenia przepływu krwi.

MRI skanowanie jest jednym z najbezpieczniejszych, ponieważ wzbudzone protony, emitujące raportowaną energię w zakresie częstotliwości radiowych, przywracają swój pierwotny stan. Umożliwia to przeprowadzenie nawet rezonansu magnetycznego mózgu bez konsekwencji.

Powodzenia! Zanim do zobaczenia wkrótce na stronach portalu
Zdrowie dla Ciebie i Twoich bliskich! Administrator portalu Alla

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) to metoda uzyskiwania obrazów narządów wewnętrznych człowieka, oparta na zjawisku magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR).

Fizyka metody

Ciało ludzkie zawiera duża liczba protony - jądra atomu wodoru: w składzie wody, w każdej cząsteczce materii organicznej - białkach, tłuszczach, węglowodanach, małych cząsteczkach... Proton jest jednym z nielicznych atomów, który posiada własny moment magnetyczny lub wektor kierunkowy . W przypadku braku zewnętrznego silnego pola magnetycznego momenty magnetyczne protonów są zorientowane losowo, to znaczy strzałki wektorów są skierowane w różnych kierunkach.

Ale jeśli umieścisz atom w silnym, stałym polu magnetycznym, wszystko się zmieni. Moment magnetyczny jąder wodoru jest zorientowany albo w kierunku pola magnetycznego, albo w przeciwnym kierunku. W drugim przypadku energia państwa będzie nieco wyższa. Jeśli teraz będziemy działać na te atomy promieniowaniem elektromagnetycznym o częstotliwości rezonansowej (na szczęście dla nas jest to częstotliwość fal radiowych, absolutnie bezpieczna dla człowieka), to niektóre z protonów zmienią swój moment magnetyczny na przeciwny. A po wyłączeniu zewnętrznego pola magnetycznego powrócą do swojej pierwotnej pozycji, uwalniając energię w postaci promieniowania elektromagnetycznego, które jest rejestrowane przez tomograf.



Orientacja magnetyczny chwile rdzenie a) v brak b) w Zbiory zewnętrzny magnetyczny pola

Efekt NMR można przedstawić nie tylko na protonach, ale także na dowolnych izotopach o niezerowym spinie (czyli obracających się w określonym kierunku), których występowanie w przyrodzie (lub w ludzkim ciele) jest dość duże. Te izotopy obejmują 2 H, 31 P, 23 Na, 14 N, 13 C, 19 F i kilka innych.

Historia MRI

W 1937 rok Izydor Rabi, profesor Uniwersytetu Columbia studiował ciekawe zjawisko w którym jądra atomowe próbki umieszczone w silnym polu magnetycznym pochłaniały energię o częstotliwości radiowej. Za to odkrycie otrzymał w 1944 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

Później dwie grupy fizyków ze Stanów Zjednoczonych, jedna kierowana przez Feliks Bloch, drugi to Edwarda M. Purcella, pierwszy odebrał sygnały magnetycznego rezonansu jądrowego z ciała stałe... Do tego zarówno w 1952 zdobył także Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

W 1989 Norman Foster Ramsay otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za teorię przesunięcia chemicznego, którą sformułował w 1949 roku. Istotą teorii jest to, że jądro atomowe można zidentyfikować na podstawie zmiany częstotliwości rezonansowej, a dowolny układ molekularny można opisać jego widmem absorpcyjnym. Teoria ta stała się podstawą spektroskopii rezonansu magnetycznego. Od 1950 do 1970, NMR był używany do chemicznej i fizycznej analizy molekularnej w spektroskopii.

W 1971 rok fizyk Rajmund Damadian(USA) odkrył możliwość wykorzystania NMR do wykrywania nowotworów. Wykazał na szczurach, że sygnał wodoru z tkanek nowotworowych jest silniejszy niż ze zdrowych. Damadian i jego zespół spędzili 7 lat na opracowaniu i zbudowaniu pierwszego skanera MR do obrazowania medycznego Ludzkie ciało.

Dr Damadian próbuje uzyskać własny obraz MRI

W 1972 chemik Paul Christian Lauterbur(USA) sformułował zasady obrazowania magnetycznego rezonansu jądrowego, proponując wykorzystanie zmiennych gradientów pola magnetycznego do uzyskania obrazu dwuwymiarowego.

W 1975 r. Richard Ernst(Szwajcaria) zaproponowała zastosowanie kodowania fazowego i częstotliwościowego oraz transformat Fouriera w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego, metody, która jest nadal stosowana w rezonansie magnetycznym. W 1991 roku Richard Ernst otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za osiągnięcia w dziedzinie tomografii pulsacyjnej.

W 1976 Peter Mansfield(Wielka Brytania) zaproponowała obrazowanie echa planarnego (EPI), najszybszą technikę opartą na ultraszybkim przełączaniu gradientów pola magnetycznego. Dzięki temu czas akwizycji obrazu został skrócony z kilku godzin do kilkudziesięciu minut. To właśnie Peter Mansfield wraz z Paulem Lautenbourgiem otrzymali w 2003 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za wynalezienie metody rezonansu magnetycznego. Swoją drogą ciekawe, że prawnuk Alfreda Nobla, Mikael Nobel, współpracował z Lautenbourgiem nad stworzeniem metody MRI.

Więc, 3 lipca 1977, prawie 5 godzin po rozpoczęciu pierwszego testu, w pierwszym prototypowym skanerze rezonansu magnetycznego uzyskano wreszcie pierwszy obraz fragmentu ludzkiego ciała.



Pierwszy obraz MRI kawałka ludzkiego ciała. Źródło 3 lipca 1977

Urządzenie do tomografu

Skaner MRI składa się z następujących jednostek: magnes, cewki gradientowe, podkładkowe i częstotliwości radiowej, układ chłodzenia, układ do odbioru, transmisji i przetwarzania danych, układ ekranowania (patrz rys.)



Schemat PAN- tomograf

Magnes jest w rzeczywistości najważniejszą i najdroższą częścią tomografu, która wytwarza silne, stabilne pole magnetyczne. W skanerze MRI istnieje wiele różnych magnesów: trwałe, rezystancyjne, nadprzewodnikowe i hybrydowe.

W tomografie z magnesami trwałymi między dwoma biegunami wykonanymi z materiałów ferromagnetycznych powstaje pole (ferromagnes to substancja, która ma właściwości magnetyczne przy braku zewnętrznego pola magnetycznego). Zaletą takiego tomografu jest to, że nie wymaga dodatkowego prądu ani chłodzenia. Jednak pole wytwarzane przez tego typu tomografy nie przekracza 0,35 T w indukcji (Tesla, T to jednostka do pomiaru natężenia pola magnetycznego. Muszę powiedzieć, że 0,35 T to silne pole magnetyczne, 10 000 razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi). Wadami tomografów stałych są wysoki koszt samego magnesu i konstrukcji wsporczych, a także problemy z jednorodnością pola magnetycznego.

W magnesach rezystancyjnych pole powstaje w wyniku przepuszczenia silnego prądu elektrycznego przez drut owinięty wokół żelaznego rdzenia. Natężenie pola takich MRI wynosi nieco więcej - 0,6 T. Jednak skanery te wymagają dobrego chłodzenia i stałego zasilania, aby utrzymać jednolite pole magnetyczne.

Systemy hybrydowe wykorzystują zarówno cewki przewodzące, jak i trwale namagnesowany materiał do wytworzenia pola magnetycznego.

Aby wytworzyć pola przekraczające 0,5 T, zwykle potrzebne są magnesy nadprzewodzące, które są bardzo niezawodne i wytwarzają jednolite i stabilne pola w czasie. W takim magnesie pole jest wytwarzane przez prąd w przewodzie wykonanym z materiału nadprzewodzącego, który w temperaturach bliskich zeru bezwzględnego (-273,15 ° C) nie ma rezystancji elektrycznej. Wycieki nadprzewodników Elektryczność bez strat. MRI zwykle wykorzystuje drut ze stopu niobowo-tytanowego o długości kilku kilometrów osadzony w miedzianej osnowie. System ten jest chłodzony ciekłym helem. Ponad 90% produkowanych obecnie tomografów MR to modele z magnesami nadprzewodzącymi.

Wewnątrz magnesu znajdują się cewki gradientowe, przeznaczony do tworzenia niewielkich zmian w głównym polu magnetycznym. Zastosowane w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach pola gradientowe pozwalają na dokładne zlokalizowanie obszaru zainteresowania w przestrzeni trójwymiarowej.

Cewka podkładkowa Jest cewką o niskim prądzie, która wytwarza pomocnicze pola magnetyczne, aby skompensować niejednorodność głównego pola magnetycznego tomografu spowodowaną defektami magnesu głównego lub obecnością namagnesowanych obiektów w polu badawczym.

Częstotliwość radiowa (RF) cewka to jedna lub kilka pętli przewodnika, które wytwarzają pole magnetyczne niezbędne do obrócenia spinów o 90 ° lub 180 ° i zarejestrowania sygnału z obrotów wewnątrz ciała.

Do niedawna w praktyce klinicznej górna granica natężenia pola magnetycznego wynosiła 2 T, ale dziś na rynek wchodzą już tomografy siedmio teslowe.

Rodzaje MRI

Z założenia tomografy MR mogą być otwarte lub zamknięte. Pierwsze skanery MRI zostały zaprojektowane jako długie i wąskie tunele. Otwarte MRI mają przeciwległe magnesy poziome lub pionowe i mają więcej miejsca wokół pacjenta. Istnieją systemy do badania pacjentów w pozycji pionowej.



Skaner MRI z pionową pozycją pacjenta



Skaner MRI typu otwartego

MRI-skaner Zamknięte rodzaj

MRI napinacza dyfuzji. Metoda ta określa kierunek i tensor (siłę) dyfuzji cząsteczek wody w tkankach: komórkach, naczyniach krwionośnych, włóknach nerwowych. Metoda nie wymaga użycia środka kontrastowego, dzięki czemu jest całkowicie bezpieczna. Na podstawie danych uzyskanych podczas tomografii konstruowane są mapy dyfuzji. Ta metoda dobrze nadaje się do badania ośrodkowego układu nerwowego, pozwala dobrze zobrazować przewodzące struktury mózgu. Tensor MRI jest czasami nazywany traktografią.



Obraz MRI tensora dyfuzji ścieżek w mózgu

Angiografia MR. Metoda obrazowania naczyń krwionośnych opiera się na różnicy między sygnałem poruszających się protonów we krwi a sygnałem protonów otaczających tkanek nieruchomych.

MR-angiografia naczyń głowy

Funkcjonalny rezonans magnetyczny. Metoda opiera się na rejestracji krążenia krwi w aktywnie pracujących częściach mózgu. Na portalu tej metodzie zostanie poświęcony osobny materiał.

Spektroskopia MR. Metoda pozwala na określenie obecności niektórych metabolitów (mleczanu, kreatyniny, N-acetyloasparaginianu i wielu innych) w tkankach, narządach i jamach, co pozwala na wyciągnięcie wniosków na temat obecności choroby, jej dynamiki.

Aplikacje MRI

MRI pozwala zobaczyć dowolne narządy wewnętrzne osoby bez szkodzenia jej. Wysoka rozdzielczość i bezpieczeństwo sprawiają, że MRI jest bardzo popularną i obiecującą metodą badawczą w praktyce klinicznej, pomimo dość wysokich kosztów.

Oprócz badania dużych obiektów - ludzi, zwierząt, naukowcy mają inne sposoby wykorzystania rezonansu magnetycznego. Na przykład mikroskopia MR. Dla chemików, fizyków i biologów mikroskopia rezonansu magnetycznego jest prawdopodobnie najpotężniejszym narzędziem do badania substancji w Poziom molekularny... Możliwa jest lokalizacja rdzeni magnetycznych w objętości 3D, co umożliwia uzyskiwanie obrazów i obserwację obiektów z rozdzielczością do 10 -6 m.

Mikroskopia NMR jest już dziś wykorzystywana do wykrywania mikrodefektów w różnych obiektach. Dla chemików metoda pozwala na identyfikację składów złożonych mieszanin.

Źródła:

1. Hornack J. P. Podstawy MRI. 2005

2. Marusina M.Ya., Kaznacheeva A.O. Nowoczesne widoki tomografia. Instruktaż... - SPb: SPbGU ITMO, 2006 .-- 132 s.

3. McRobbie D.W. i in. MRI od Obrazu do Protonu. - Prasa uniwersytecka w Cambridge, 2006.

4.http://www.fonar.com/nobel.htm

5. Aleksander Grek. Brains to the Light: kolorowe myśli. Popularna mechanika // 2008 - № 2 (64) - s. 54-58

6.http://www.bakuprightmri.com

7.http: //mri-center.ru/mrt-otkritogo-tipa

8. Okolzin AV Spektroskopia rezonansu magnetycznego wodoru w charakterystyce guzów mózgu // Onkologia. - 2007 .-- T.8.

Daria Prokudina

Od czasu wynalezienia urządzenia, takiego jak rejestrator rezonansu magnetycznego, większość poważna choroba udało się go skrócić o ponad połowę. Wynika to z faktu, że tomograf to nie tylko urządzenie diagnostyczne, ale bardzo precyzyjne urządzenie, które pozwala diagnozować zmiany patologiczne i powstawanie nowotworów w ludzkim ciele. Za pomocą procedury MRI możliwe jest nie tylko zdiagnozowanie poważnych, a nawet śmiertelnych patologii, ale także ich terminowa eliminacja na różne sposoby.

Na jakiej zasadzie działa urządzenie?

Pytanie, jak działa MRI, jest popularne wśród pacjentów, ponieważ pozwala im dowiedzieć się, jak niebezpieczna jest dla człowieka diagnoza narządów wewnętrznych i układów. Zasada działania tomografu opiera się na procesie magnetycznego rezonansu jądrowego. NMR to zjawisko determinowane przez właściwości atomów. Po przyłożeniu impulsu o wysokiej częstotliwości w polu magnetycznym obserwuje się promieniowanie energii. Aby naprawić tę energię, używany jest komputer.

Ciało ludzkie jest nasycone grającymi atomami wodoru kluczowa rola w przeprowadzaniu diagnostyki. Tkanki i narządy są nasycane atomami wodoru, które podlegają procedurze badawczej. Atomy te zaczynają „odpowiadać”, gdy generowane są fale elektromagnetyczne. Fale elektromagnetyczne są generowane przez skaner, a informacje odczytuje specjalny komputer.

Wszystkie tkanki i narządy są nasycone atomami wodoru, ale ich liczba nie jest taka sama. Ze względu na różnicę w składzie wodoru wirtualna panorama pozwala odtworzyć obraz badanych narządów i części ciała. Cykl pracy tomografu można podzielić na następujące etapy:

  1. Powstaje pole magnetyczne, w wyniku którego cząstki wodoru zostają naładowane.
  2. Gdy tylko efekt pola magnetycznego ustanie, cząstki przestają się poruszać, ale energia cieplna zostaje uwolniona.
  3. Na podstawie powyższego obrazu rejestrowane są odczyty. Analiza i wizualizacja odbywa się wirtualnie.

Podsumowanie informacji pozwala zdiagnozować obecność patologii i innych powikłań. Zasada działania rezonansu magnetycznego nie jest skomplikowana, ale dzięki temu zjawisku fizycznemu możliwe jest przeprowadzenie bardzo precyzyjnych procedur diagnostycznych bez wewnętrznej ingerencji w organizm.

Rodzaje MRI

Znając zasadę działania MRI, należy przystąpić do ustalenia, na jakie rodzaje rezonansu magnetycznego są podzielone. Na wstępie należy zauważyć, że badanie MRI można wykonać na urządzeniach różne rodzaje... Mogą to być zarówno otwarte, jak i zamknięte urządzenia do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. Zastanówmy się, jak otwarte typy urządzeń różnią się od zamkniętych.

  1. Otwarte - są to opcje dla urządzeń, które składają się z dwóch głównych części: górnej i dolnej. W tym przypadku pacjent znajduje się pomiędzy dwiema podstawami, którymi są magnesy. Ten typ tomografu przeznaczony jest przede wszystkim dla pacjentów z objawami klaustrofobii, a także kompletnych i upośledzenia fizyczne ludzie. Będąc w otwarta forma tomografem pacjent nie odczuwa dyskomfortu, jak w wersji zamkniętej.
  2. Zamknięte. Są to duża kapsuła z łóżkiem w środku. Pacjent jest umieszczany w tym łóżku, po czym przeprowadzana jest diagnoza. W zamkniętych urządzeniach pacjenci mogą odczuwać pewien dyskomfort, ale jednocześnie, jeśli dana osoba nie ma klaustrofobii, to diagnostykę przeprowadza się za pomocą takiego sprzętu.

Warto wiedzieć! Większość rodzajów badań wykonuje się wyłącznie za pomocą aparatu do rezonansu magnetycznego zamknięty typ... Jednym z takich rodzajów diagnostyki jest badanie mózgu.

Aparaty do rezonansu magnetycznego różnią się także tak istotnym parametrem jak moc. Według mocy urządzenia są podzielone na następujące typy:

  1. Niska moc do 0,5 Tesli.
  2. Średnia moc do 1 Tesli.
  3. Wysoka moc do 1,5 Tesli.

Na co wpływa moc maszyny do rezonansu magnetycznego? Moc wpływa na taki parametr jak czas diagnostyki. Ponadto moc aparatu wpłynie na koszt badania, a także na wskaźniki jakości obrazowania. Im mocniejszy sprzęt jest zainstalowany w klinice, tym wyższy będzie koszt zabiegu.

Warto wiedzieć! Rezonans magnetyczny jest jedną z najdroższych technik, którą można przypisać znacznym wadom.

Główne zalety badania MRI

Dziś jest ich wiele różne opcje badania, ale procedura MRI jest jednym z pierwszych miejsc. Dzieje się tak, ponieważ urządzenie zapewnia bardzo szczegółowe wyniki. Ten rodzaj diagnostyki ma znaczące zalety, na przykład, jeśli porównamy CT i MRI, to pierwsza procedura oznacza narażenie ciała na promieniowanie rentgenowskie, które ma negatywny wpływ. Do głównych zalet metody badania rezonansu magnetycznego należą:

  1. Umiejętność uzyskania wysokiej jakości informacji w postaci szczegółowego obrazu badanego narządu.
  2. Nieszkodliwość i bezpieczeństwo. Jak wspomniano powyżej, zasada działania aparatu polega na tworzeniu pola magnetycznego, pod wpływem którego następuje ruch atomów wodoru. Promieniowanie magnetyczne jest całkowicie nieszkodliwe, dlatego nie obserwuje się negatywnych reakcji z takiego narażenia.
  3. Możliwość wizualizacji złożone struktury narządy takie jak rdzeń kręgowy lub mózg.
  4. Możliwość uzyskania obrazów w wielu projekcjach. Dzięki temu pozytywna własność, większość chorób można zdiagnozować za pomocą MRI znacznie wcześniej niż za pomocą tomografii komputerowej.


Porównajmy teraz rezonans magnetyczny z najpopularniejszymi techniki diagnostyczne i dowiedz się, która metoda ma więcej zalet, a mniej wad.

  1. Tomografia komputerowa lub CT. Zapewnia wpływ na organizm promieniowania rentgenowskiego. Pomimo tego, że procedura jest bardziej niebezpieczna niż MRI, stosuje się ją, gdy konieczne jest zbadanie układu mięśniowo-szkieletowego.
  2. EEG lub elektroencefalografia. Technika pozwalająca na szczegółowe badanie mózgu. Diagnoza obecności guzów i nowotworów za pomocą EEG jest dość trudna, dlatego jeśli lekarz podejrzewa, zaleca się rezonans magnetyczny.
  3. Ultradźwięk. Nie ma przeciwwskazań do USG. Wadą ultradźwięków jest to, że sprzęt nie może zdiagnozować stanu tkanki kostnej, żołądka, płuc i innych narządów. Ponadto USG nie może uzyskać dokładnych obrazów, takich jak MRI.

Na tej podstawie należy zauważyć, że schemat działania tomografu rezonansu magnetycznego jest najbardziej wydajny i bardzo dokładny.

Wady MRI

Posiadać Ta metoda jest wiele zalet, ale poza tym pozytywne cechy, należy zauważyć i wady. Istotną wadą tej metody diagnostycznej jest jej wysoki koszt. Nie każda osoba o przeciętnych dochodach może sobie pozwolić na diagnozę nawet raz w roku, ponieważ większość najprostszy widok badania będą kosztować od 5-7 tysięcy rubli.

Oprócz wysokich kosztów, które wynikają z wysokich kosztów sprzętu, należy zwrócić uwagę na kilka innych wad procedury MRI:

  1. Konieczność pozostawania w jednej pozycji przez długi czas. Często czas trwania diagnozy wynosi od pół godziny do 2 godzin.
  2. Opóźnione określenie krwiaków.
  3. Brak możliwości przeprowadzenia diagnostyki, jeśli pacjent posiada protezy metalowe lub elektroniczne, których nie można zdjąć w trakcie zabiegu.
  4. Negatywny wpływ na wyniki badania, jeśli pacjent porusza się podczas zabiegu.

Warto wiedzieć! Istnieje możliwość bezpłatnego wykonania rezonansu magnetycznego, jeśli pacjent ma: polisa obowiązkowego ubezpieczenia medycznego... Z jego pomocą i przy umówionej wizycie lekarskiej pacjent może bezpłatnie wykonać badanie rezonansem magnetycznym.

Wskazania i przeciwwskazania

Wskazań do MRI jest wiele, ale w każdym przypadku to lekarz prowadzący powinien zdecydować, czy zabieg jest konieczny. Główne wskazania do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego to:

  1. Mózg. To ciało podlega procedurze badawczej w przypadku wystąpienia objawów neurologicznych, a także w przypadku urazów i zaburzeń.
  2. Narządy jamy brzusznej. Badanie przeprowadza się, gdy pojawią się odpowiednie objawy bólowe, z zażółceniem, bólem i objawami dyspeptycznymi.
  3. Serce i układ naczyniowy... MRI wykonuje się w przypadku wrodzonych wad serca, choroby wieńcowej, bólu i arytmii. Rezonans magnetyczny jest często przepisywany po zawale serca.
  4. Narządy moczowo-płciowe. Pojawienie się objawów zaburzeń dróg moczowych, bólu, a także pojawienie się krwi w moczu, wskazuje na potrzebę wykonania rezonansu magnetycznego.


Bardziej szczegółowo, czy konieczne jest przeprowadzenie diagnozy MRI, należy skonsultować się z lekarzem. Jeśli lekarz nie widzi potrzeby badań, wówczas pacjent może samodzielnie poddać się diagnostyce w prywatnym gabinecie tomograficznym.

  1. Kto ma w ciele urządzenia elektroniczne, takie jak rozruszniki serca i aparaty słuchowe.
  2. Pacjenci z metalowymi implantami w ciele. W zależności od ich lokalizacji zabieg można przeprowadzić po: indywidualne podejście do pacjenta.
  3. Osoby z objawami klaustrofobii i zaburzenia nerwowe... Tacy pacjenci nie będą mogli długi czas leżą spokojnie na kanapie, dlatego wskazana jest im diagnostyka w znieczuleniu.
  4. Pierwszy trymestr ciąży. W pierwszym trymestrze obserwuje się powstawanie narządów i układów u nienarodzonego dziecka. Aby uniknąć nieprawidłowości, lekarze zalecają powstrzymanie się od MRI w pierwszym trymestrze do 12 tygodnia.

Jak wykonuje się MRI

Pacjent nie powinien się martwić i bać, ponieważ podczas badania nie odczuje bólu. Jedyny nieprzyjemne uczucie podczas dochodzenia może być głośny dźwięk sprzętu. Ale również ten problem do rozwiązania, do tego trzeba założyć słuchawki i zasnąć.

Warto wiedzieć! Słuchawki są zabronione podczas wykonywania rezonansu magnetycznego mózgu.

Algorytm przeprowadzenia procedury badawczej jest następujący:

  • Pacjent zdejmuje wszystkie metalowe przedmioty i biżuterię. Diagnostyka przeprowadzana jest w Bielizna lub specjalną szatę.
  • Przedmiot kładzie się na stole, na którym specjalista mocuje swoje ciało w trzech/czterech punktach.
  • Gdy wszystko jest gotowe do zabiegu, pacjent wchodzi do tunelu na kanapie, gdzie rozpoczyna się zabieg.
  • Czas trwania badania wynosi od 20 do 120 minut. Wszystko zależy od diagnozowanego organu lub części ciała.

Po ukończeniu studiów pacjent może wrócić do domu. Jeśli diagnozę postawiono w znieczuleniu, pacjent może wrócić do domu godzinę po przebudzeniu się ze snu. W takim przypadku musi mu towarzyszyć jeden z krewnych. Jeśli istnieje potrzeba przeprowadzenia badania z kontrastem, do żyły wstrzykuje się specjalny lek - sole gadolinu. Są całkowicie nieszkodliwe, jeśli pacjent nie jest nadwrażliwy na substancję. Następnie miejsca wymagające szczegółowego zbadania są kolorowane, co zwiększa dokładność skanowania.

Podsumowując, należy zauważyć, że badanie MRI jest najskuteczniejsze, pomimo niewielkiego zapotrzebowania na diagnostykę. Jeśli pacjent nie ma wystarczających środków finansowych, aby poddać się tego typu badaniu, lekarz wybierze inny typ, który maksymalnie pomoże określić rozwijające się patologie.