Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это медицинский метод, который позволяет получать изображения изнутри живого организма с помощью мощных магнитов и радиоволн. В настоящее время МРТ регулярно используются для исследования внутренних структур организма и диагностики заболеваний без необходимости что-либо вскрывать. Кстати, записаться на МРТ в Москве в клинике «Атлас» можно на странице https://www.atlasclinic.ru/services/tsentr-kompleksnoy-luchevoy-diagnostiki/mrt/ специализированного сайта.
Первый МРТ-сканер для человеческого тела был изобретен в 1977 году. С тех пор технология доказала свою революционность в медицинской практике и неврологии.
Изобретение рентгенографии, которая позволяет врачам видеть переломы и вывихи костей, навсегда изменило медицину. Позже появились ультразвуковое исследование, компьютерная томография (КТ) и МРТ. Последняя появилась как естественная дополнительная технология, которая позволила врачам увидеть структуру хрящей, связок, мышц, суставов и других типов тканей, которые невозможно увидеть с помощью рентгеновского снимка.
Как работает МРТ
В отличие от других методов визуализации, использующих излучение, МРТ использует мощные магнитные поля для сканирования живых внутренних структур.
МРТ-сканер — это, по сути, гигантский магнит. Большинство МРТ-сканеров, используемых в больницах, работают при напряжении от 0,5 до 3 Тесла (единица измерения магнитного поля). Для сравнения, магнитное поле планеты составляет около 0,00006 Тл — это в 60 000 раз слабее, чем магнитное поле обычного МРТ.
Генерация магнитного поля такой величины требует довольно сложной настройки. В большинстве устройств МРТ используется сверхпроводящий магнит, который создает магнитное поле, пропуская электричество через множество катушек. Поддержание магнитного поля силой до 2 Тесла требует много энергии, а провода МРТ погружены в жидкий гелий, который охлаждает их вблизи абсолютного нуля. При температуре почти минус 269 ° C провода достигают сверхпроводимости, что означает, что электричество может проходить по ним практически без сопротивления.
Чтобы отобразить внутреннюю структуру биологических объектов, МРТ использует физические свойства воды. Взаимодействие между магнитными полями и радиоволнами, генерируемыми водой (в частности, ее атомами водорода), может быть использовано для определения местоположения молекул воды.
Люди примерно на 65% состоят из воды, поэтому сгенерировать изображения с помощью этого метода довольно просто.
Молекулы воды (H2O) состоят из протонов водорода и кислорода. И именно атомы водорода являются наиболее важной частью механизма, который обеспечивает работу аппаратов МРТ.
Подобно Земле, протоны водорода вращаются вокруг своей собственной оси. Каждый вращающийся протон водорода подобен крошечному магниту, который вращается вокруг своей собственной оси, движение, известное как прецессия.
Наше тело содержит миллиарды протонов водорода, которые по-разному вращаются вокруг своих осей в произвольных положениях.
Однако, когда человек входит в аппарат МРТ, очень мощное магнитное поле заставляет оси вращения протонов водорода перестраиваться в соответствии с магнитным полем сканера (также известным как поле B0). Это похоже на то, как стрелка компаса выравнивается по магнитному полю Земли.
Некоторые из этих протонов будут выровнены «вверх» (параллельно), а некоторые — «вниз» (антипараллельно). Примерно половина проходит в каждую сторону, поэтому магнитные поля нейтрализуют друг друга. Но из-за квантово-механических эффектов «восходящих» протонов немного больше, всего около пары из каждого миллиона. Хотя это может показаться не таким уж большим, само количество атомов водорода, обнаруженных в человеческом теле, означает, что в нем достаточно непревзойденных протонов для создания очень детального изображения.
На этом этапе сканирования аппарат МРТ посылает радиочастотный импульс в область тела, которую необходимо исследовать. Импульс настроен таким образом, что реагируют только протоны водорода, заставляя несопоставимые протоны поглощать энергию и вращаться в другом направлении — это резонансная часть МРТ.
В то же время, помимо основного магнитного поля, включаются три дополнительных магнита, известные как градиентные магниты. Эти дополнительные магниты быстро включаются и выключаются, влияя на локальное магнитное поле. За каждую долю секунды, пока включается магнит, генерируется «срез» области, подлежащей изображению.
После выключения магнитного поля МРТ протоны постепенно возвращаются к своей нормальной прецессии и высвобождают энергию, поглощенную радиочастотным импульсом. Сигнал улавливается катушками и отправляется на компьютер, который в конечном итоге преобразует его в изображение. Поскольку разные ткани организма генерируют разные радиосигналы, МРТ способна различать различные типы тканей.
Подводя итог, физические принципы МРТ можно разделить на три этапа: намагничивание, резонанс и релаксация.
Виды МРТ
Существует много форм МРТ, но две наиболее распространенные из них — функциональная МРТ (ФМРТ) и диффузионная МРТ.
Диффузионная МРТ существует не более 20 лет. Этот тип МРТ-визуализации основан на измерении случайного броуновского движения молекул воды в ткани. Некоторые заболевания могут ограничить это распространение, что особенно верно для рака. Таким образом, этот метод может быть очень эффективным диагностическим инструментом.
Функциональная МРТ, или ФМРТ, обеспечивает не только структурную визуализацию — ее также можно использовать для визуализации функциональной активности мозга. Она работает путем измерения изменений притока крови к различным областям мозга. Именно так ученые могут определить, какие части мозга отвечают за определенные функции, что делает МРТ неотъемлемой частью современных нейробиологических исследований. Ее также можно использовать для оценки ущерба от травмы или заболевания мозга, такого как болезнь Альцгеймера.
Как выглядит МРТ
Перед процедурой врач попросит пациента снять все свои украшения, кредитные карты, телефон и все, что имеет металлические детали. Пациенты также должны отвечать на вопросы о своей истории болезни, особенно если была проведена какая-либо операция, в результате которой был установлен имплантат.
Во время МРТ пациент, которому требуется сканирование внутренних органов, сначала ложится на подвижный столик, который затем выдвигается в отверстие аппарата в форме пончика.
Хотя магнитные поля, создаваемые МРТ, огромны, они не представляют опасности для здоровья человека. Однако люди, проходящие МРТ, могут жаловаться на громкие звуки, похожие на удары кувалды, которые аппарат издает во время своей работы.
Как только начинается громкий стук молотка, человек, проходящий МРТ, должен лежать совершенно неподвижно, иначе ему, возможно, придется повторять процедуру заново.
Типичное МРТ-сканирование длится от 30 до 60 минут. Затем сертифицированный рентгенолог рассмотрит окончательные снимки и сообщит о результатах вашему врачу.
Риски, связанные с использованием МРТ
МРТ считается одной из самых безопасных процедур визуализации. В отличие от рентгеновских аппаратов или компьютерных томографов, в МРТ не используется ионизирующее излучение. По этой причине, например, МРТ можно безопасно использовать для получения изображения плода во время беременности или других уязвимых пациентов. Человек, как правило, не чувствует ничего необычного при прохождении сканирования тела (кроме громкого шума), и нет никаких известных биологических опасностей для людей, связанных с воздействием сильного магнитного поля.
При этом процедура не лишена каких-либо рисков. МРТ генерирует огромное магнитное поле — по сути, это огромный магнит. И все мы знаем, что притягивает магниты: металл.
В наше время у многих людей есть металлические имплантаты, от кардиостимуляторов до искусственных суставов и металлических пластин. Эти имплантаты могут нагреваться или значительно перемещаться в магнитном поле. К счастью, многие выполняемые сегодня имплантаты спроектированы так, чтобы быть безопасными для МРТ.
В любом случае, при включении аппарата в кабинете МРТ не должно быть металлических предметов. Даже ручку или скрепку можно превратить в чрезвычайно опасные снаряды, которые с очень высокой скоростью летят к отверстию магнита.
Также следует кое-что сказать о громком шуме, производимом аппаратом. Пациентов всегда просят надевать средства защиты ушей, когда они заходят в МРТ.
Кредитные карты и все, что имеет магнитную кодировку, будут удалены, так что это тоже следует учитывать.