Диффузионное МРТ всего организма
Диффузионное МРТ всего организма позволяет сделать снимок всего организма в виде одного скана, не разделенного по отделам.
Главной целью данного исследования является поиск и выявление первичных злокачественных опухолей и метастазов.
Обследование включает следующие области:
Показания к исследованию
Кроме того, во время МРТ всего тела проводится мониторинг подтвержденного онкологического заболевания и дается оценка эффективности проводимого лечения.
Данная диагностика во многом схожа с ПЭТ/КТ, но абсолютно лишена лучевой нагрузки и стоит намного дешевле, что делает ее доступной для многократного повторения.
Преимущества
МРТ хорошо переносится всеми категориями пациентов, является эффективным и безопасным вариантом получения максимального количества необходимых для дальнейшего лечения данных.
Особенности проведения МРТ всего тела на аппарате Voyager
Если во время исследования вам стало плохо, то об этом необходимо сообщить врачу. Вас сразу услышат через микрофон, который установлен в томографе.
Мы можем провести МРТ под наркозом, если пациент страдает от клаустрофобии, у него присутствует выраженный болевой синдром или есть проблемы неврологического характера, которые не позволяют лежать без движения необходимое время.
Вы получите заключение и снимки через 1-2 часа. При вашем желании мы распечатаем снимки на пленке, запишем на диск или флешку.
Подготовка к проведению МРТ
Никакой специальной подготовки не требуется. Если исследование проводится с контрастом, то необходимо прийти на 15-20 минут раньше.
Перед проведением МРТ необходимо снять все металлосодержащие вещи. Если у пациента в теле установлены какие-либо импланты, то необходимо принести документы, в которых указан материал импланта.
Если МРТ проводится под наркозом, то перед исследованием необходима консультация анестезиолога.
Противопоказания
Проведение МРТ всего тела с контрастом
Мы используем безопасное контрастное вещество, которое полностью выводится из организма в течение суток. Если МРТ проводится с контрастом, то пациенту необходимо прийти на 15-20 минут раньше, чтобы установить катетер в процедурном кабинете.
МРТ-диффузия
Некоторые пациенты заинтересованы в комплексном обследовании организма. Существуют разные способы диагностики, включая сканирование в режиме МРТ-диффузия, всего тела. В чем суть процедуры, можно узнать из нашей статьи.
МРТ в режиме диффузии, что это?
Пациенты нередко путают данный режим со спектральной магнитно-резонансной томографией. В чем разница между процедурами? В живых клетках и пространстве между ними содержится много воды. Молекулы постоянно перемещаются. Проникают сквозь мембрану в клетку и обратно. Процесс перехода называют диффузией. Нормальный обмен молекулами воды отличается от патологического: при развитии заболеваний порядок нарушается. Клетки отдают воду медленнее, чем получают, в результате набухают и деформируются. Бывает обратная ситуация. Из клетки уходит больше молекул воды, чем поступает. Магнитно-резонансная томография в последовательности DWI фиксирует показатели диффузии в тканях, рентгенолог сравнивает полученные данные с нормой и делает заключение о наличии или отсутствии нарушений.
Области применения технологии:
На МР-снимках в последовательностях DWI (слева) и FLAIR (справа) визуализируется лакунарный ишемический инсульт (указан стрелкой)
Спектральная МРТ определяет биохимические изменения, вызываемые различными патологическими состояниями. Как и DWI, диагностика неинвазивна. Исследование позволяет оценить резонансную частоту протонов, входящих во всевозможные химические соединения внутренних органов и биологических жидкостей.
Что показывает МРТ-диффузия всего тела?
Магнитная томография с использованием данного режима подходит для сканирования отдельных областей (головного мозга, брюшной полости и т.д.) и целого организма. Так называемое “диффузное МРТ” помогает в обнаружении:
Снимок магнитно-резонансной томографии в режиме DWI. Стрелками обозначена обширная зона ишемии в правой теменной доле головного мозга
Дополнительное исследование головного мозга позволит провести дифференциацию инсульта и рассеянного склероза или очагов онкологии. По снимкам можно определить давность острого нарушения кровообращения.
Показания и противопоказания к “диффузному МРТ”
Процедуру назначают для уточнения диагноза при:
У онкологических больных диффузионную томографию применяют на всех этапах лечения:
Противопоказания к использованию данного вида магнитно-резонансной диагностики те же, что и для обычной. Процедуру нельзя проводить при наличии у пациента:
Диффузионную МРТ всего тела не делают беременным женщинам в первом триместре. Сложности с диагностикой на аппарате закрытого типа могут возникнуть при избыточной массе тела человека. Тоннельные томографы рассчитаны на вес не более 120 кг. В ситуациях превышения данного параметра и при клаустрофобии подбирают альтернативные виды исследования.
Как проходит МРТ-диффузия?
Перед процедурой человеку необходимо избавиться от предметов, содержащих металл: украшений, зубного протеза, съемного слухового аппарата, очков и т.д. Электронные устройства и другие личные вещи оставляют в раздевалке. Если у пациента есть эндопротез, надо принести в клинику документ с информацией о материале изделия.
МРТ-диффузия отдельной области или всего тела проходит следующим образом:
Исследование всего тела всегда выполняют не только в диффузионно-взвешенном режиме. Для максимальной информативности изображений рекомендуют сделать фото в идентичной плоскости в последовательностях STIR или Т2 ВИ с подавлением жира.
Инструктаж перед процедурой магнитно-резонансной томографии
Расшифровка снимков МРТ-диффузии
По завершении интерпретации томографических снимков рентгенолог отдает заключение и диск с фотографиями пациенту. Результаты предоставляют доктору, который выписал направление на диффузную МРТ. Если пациент обратился в диагностическую клинику самостоятельно, проводивший сканирование специалист пояснит алгоритм дальнейших действий. При сомнениях в точности расшифровки больной может попросить рассмотреть “диффузные снимки МРТ” другого врача-рентгенолога, это снизит вероятность ошибки.
Многие пациенты пытаются самостоятельно расшифровать изображения магнитно-резонансной томографии. Это сложная задача: для интерпретации фото необходимо не только знать структуры зоны интереса, но и пространственное соотношение анатомических областей. Человек без профильного образования не сумеет рассмотреть все детали и правильно истолковать результаты исследования.
Лечащий врач “прочитает” снимки, ознакомится с заключением рентгенолога, сопоставит данные магнитно-резонансной томографии с другой информацией (анамнезом, лабораторными анализами, итогами прочих методов инструментальной диагностики), определит заболевание и подберет способ терапии.
Томография
МРТ всего тела
МРТ с пластиной в голове
Диффузионно-взвешенная МРТ
Одним из главных процессов, происходящих в процессе метаболизма клеток человеческого организма, является диффузия. Впервые диффузионно-взвешенное магнитно-резонансное изображение построили специалисты в 1985 году. В клинической работе диффузионная магнитно-резонансная томография возникла наряду с магнитно-резонансными сканерами 3 поколения. При этом основным отличием получения диффузионно-взвешенных томограмм является «спиновое эхо» или эхо-планарные последовательности импульсов с двумя различными градиентами диффузионного характера, с одной и той же амплитудой и продолжительностью. Чтобы оценить количественно диффузионные свойства воды в тканях, необходимо построить диффузионные карты, где, в зависимости от коэффициента диффузии, можно наблюдать различные цвета окрашивания пикселов. При высокой скорости диффузионных процессов в ткани они становятся красно-белыми, а при низкой – сине-черными. При этом зависимость подобных процессов от направления представляет собой анизотропию диффузии, которая выражена в том, что, например, водяные молекулы в белом веществе головного мозга могут с легкостью перемещаться вдоль нервного волокна, однако поперечное их движение ограничивается миелиновой оболочкой с низкой проницаемостью.
Диффузионно-взвешенная магнитно-резонансная томография представляет собой томографию, которая помогает оценивать процессы в человеческом организме на уровне молекул клеток.
Свойства и области применения
Диффузионно-взвешенная МРТ помогает специалистам увидеть, а также количественно измерить и броуновское движение водяных молекул во внутриклеточном и внеклеточном пространстве, и непосредственно саму диффузию (то есть прохождение молекул воды сквозь мембраны клеток). Дело в том, что при возникновении различных болезней в человеческом организме проницаемость таких мембран может меняться, что провоцирует нарушение диффузионных процессов – их ускорение или замедление. Показателем данного изменения выступает вычисляемый коэффициент диффузионных процессов, который диффузионно-взвешенная магнитно-резонансная томография помогает определять, в зависимости от обследуемого органа или ткани. При изменениях данного коэффициента врачи могут делать выводы о возникновении первых признаков серьезных нарушений в организме.
После сбора всех данных при обследовании специалисты готовят специальные карты, на которых и становится видно, что различные ткани окрашиваются в отличные друг от друга цвета, как было сказано выше. На основании данных таких карт можно делать выводы и об анатомических нарушениях в человеческом организме, и о функциональных.
При помощи такой методики диагностики стало возможным обследовать полностью весь организм пациента. С ее помощью можно выявить даже минимальные по размерам кисты или опухоли, возникающие в различных органах, а также гнойные абсцессы, которые характерны для воспалительных процессов и заболеваний.
При проведении данного обследования важно помнить, что сканирование головного мозга дает чуть более точную картину обследования, поскольку при сканировании полностью всего организма точность диагностики может быть ограничена дыхательными и перистальтическими движениями. При этом при диффузионно-взвешенной МРТ головного мозга легко выявляются ранние стадии ишемических инсультов, что позволяет специалистам восстанавливать кровоток в пораженных участках тканей и предотвращать развитие инсульта. Также данная диагностика помогает в визуализации отеков головного мозга, тромбоза сосудов, новообразований и прочего.
Преимущества проведения данного обследования для пациента
Современный метод диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии является значительно более информативным и удобным, как для врачей, так и для пациентов. К основным преимуществам проведения данного обследования можно отнести:
Показания и противопоказания к проведению обследования
Показанием к прохождению диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии является подозрение на возникновение даже самых маленьких, незначительных очагов поражения тканей, метастазов, новообразований. Очень хорошо при данной диагностике визуализируются отклонения, возникающие в лимфатических узлах, поскольку в них отлично проходит сигнал томографа. Поэтому этот метод является весьма распространенным при диагностировании лимфом. Его также используют, чтобы выяснить эффективность и качество проводимой терапии, направленной на лечение различных опухолей, и внести в нее, при необходимости, нужные корректировки.
Поскольку методика диффузионно-взвешенной МРТ весьма эффективна при заболеваниях различных отделов и систем человеческого тела, ее результаты помогают в постановке диагнозов и назначении терапии докторам различных специализаций. Чаще других данное обследование назначают пациентам онкологи, кардиологи, нейрохирурги, неврологи. На сегодняшний день оборудование для проведения диффузионно-взвешенной МРТ есть во многих клиниках, где и можно пройти обследование очень быстро.
Поскольку диффузионно-взвешенная магнитно-резонансная томография проводится больным без введения специальных контрастирующих препаратов, ее можно проводить даже людям с почечной недостаточностью и маленьким детям, в том числе, и в утробе матери. Главным противопоказанием к данной диагностике выступает наличие у пациента имплантатов и электроприборов с металлическими деталями, таких как кардиостимуляторы и инсулиновые помпы. Поскольку томографы для данной диагностики в основном являются закрытыми, данный вид исследований тяжело проводится у людей с избыточным весом, превышающим допустимый для томографа, а также у тех, кто страдает выраженной клаустрофобией. При данных патологиях рекомендуется проводить процедуру в томографе с открытым контуром.
Перед томографией пациент должен снять с себя все предметы, содержащие любой металл. В период проведения процедуры человек должен лежать без движений внутри томографа. На длительность томографии влияет то, какое количество зон и участков специалист анализирует при проведении процедуры.
В современной медицине диффузионно-взвешенная магнитно-резонансная томография используется в качестве самостоятельного скринингового метода диагностики, а также может сочетаться с другими диагностическими процедурами для установления различных типов заболеваний. При этом вышеописанный метод не только позволяет визуализировать получаемые функциональные сведения, но и выявляет изменение сигналов в структурах, которые пока еще не изменили своих размеров и форм, что помогает специалистам предвосхитить прогрессирование заболеваний и повышает эффективность проводимой терапии.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
Диффузно-взвешенное изображение
Теоретические основы применения диффузионно-взвешенной последовательности.
Общеизвестно, что молекулы воды при температуре выше абсолютного нуля находятся в состоянии теплового (Броуновского) движения. В тканях человека диффузия молекул воды чаще всего не может осуществляться во всех возможных направлениях (изотропно) по причине наличия множества ограничивающих факторов, к которым относятся гидрофобные фосфолипиды клеточных мембран, внутриклеточные органеллы, клеточное ядро и прочие.
В основе клинического использования ДВИ лежит явление значимого ограничения скорости диффузии в опухолях, тканях в состоянии отека, воспаления. Причины ограничения диффузии могут быть различными.
В частности, цитотоксический отек головного мозга, в отличие от вазогенного, проявляется повышенным сигналом ДВИ, что объясняется различным патогенезом. В случае цитотоксического отека жидкость из межклеточного пространства переходит в клетку, вызывая увеличение ее объема, и приводит к более плотному контакту между клеточными мембранами, что представляется в виде ограниченного сигнала на карте ИКД. При вазогенном отеке, напротив, происходит переход плазмы из сосудистого русла в межклеточное пространство, не вызывая ограничения диффузии.
Ограничение диффузии в тканях опухоли объясняется высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением и плотным расположением клеток с высокой плотностью гидрофобных мембран. Применение диффузионно-взвешенной последовательности позволяет выявить данные структуры как зоны повышения интенсивности сигнала.
Наиболее распространенным вариантом диффузионно-взвешенной последовательности является модификация спин-эхо Т2- взвешенного изображения (Т2-ВИ) с подавлением сигнала от жира и наличием двух дополнительных диффузионных градиентов. Сила, продолжительность и амплитуда диффузионного градиента определяются значением b-фактора (b value). Данный параметр задается исследователем и чаще всего находится в диапазоне от 0 с/мм2 до 1500 с/мм2. При значении b фактора, равном 0 с/мм2, будет получено изображение, практически неотличимое от «анатомического» Т2-ВИ с подавлением сигнала от жировой ткани, так как вклад диффузионного компонента в построении изображения будет отсутствовать. На основании ДВИ, полученных с использованием не менее 2-х b факторов, возможно построение карт измеряемого коэффициента диффузии (ИКД). Карты ИКД позволяют количественно оценить величину диффузии в тканях и служат отправной точкой в динамическом наблюдении ряда онкологических заболеваний.
На текущий момент на большинстве МР- томографов с индукцией поля 1,5 Тесла технически возможно выполнение МРТ всего тела от головы до середины бедер (аналогично стандарту выполнения большинства ПЭТ/КТ), включая Т1-ВИ, Т2-ВИ с подавлением сигнала от жировой ткани или STIR, а также ДВИ в течение 40- 50 минут, что вполне приемлемо в рутинной клинической практике.
Где возможно применение МРТ всего тела с протоколом ДВИ?
С точки зрения клинических перспектив, МРТ всего тела в первую очередь выступает в качестве дополнительного метода скрининга отдаленных метастазов. Высокие значения b фактора обеспечивают высокую интенсивность сигнала опухолевой ткани на фоне неизмененных тканей. Интенсивность сигнала на ДВИ и показатели ИКД зависят от особенностей строения клеток, в частности, ядерно-цитоплазматического соотношения, целостности клеточных мембран и прочих факторов, которые в том числе коррелируют со степенью злокачественности опухолей. Согласно данным Padhani et al., значения ИКД в опухоли могут быть использованы как прогностический фактор и служить одним из критериев подбора специфической терапии. Кроме того, как показывает ряд работ, динамика ИКД на фоне полихимиотерапии является достоверным количественным показателем ответа опухоли на лечение. Некоторые производители разрабатывают специализированное программное обеспечение для автоматического расчета объема опухолевой массы при миеломной болезни и оценки колебаний ИКД для динамического наблюдения таких пациентов (рис. 1). Описана возможность использования ДВИ всего тела для диагностики причины лихорадки неясного генеза, а также при поиске первичной опухоли на фоне выявленных метастазов.
Параметры получения изображения.
Основной целью при планировании ДВИ является достижение максимального соотношения «сигнал-шум», что достигается компромиссом между толщиной среза, относительно низким значением матрицы, полем обзора, минимальным значением TE и рядом других показателей. Одной из частых ошибок является приоритет высокого пространственного разрешения перед соотношением «сигнал-шум», что приводит к снижению контрастности патологических очагов и служит причиной разочарования в методике.
В исследованиях всего тела предпочтительным является использование только двух величин b факторов, так как при большем их количестве возрастает время сбора данных. В то же время, применение одного b фактора не рекомендовано, т.к. как говорилось выше, для расчета ИКД требуется минимум два b фактора. Рекомендуется ограничение минимального значения b фактора 50 с/мм2, при котором сохраняется «анатомичность» изображения, и вместе с тем подавляется перфузионный компонент, т.е. обнуляется сигнал от движущейся в сосудах крови. Это особенно актуально при выявлении мелких очаговых изменений паренхиматозных органов (в первую очередь, печени). Выбор максимального b фактора ограничен в первую очередь соотношением «сигнал-шум» и обычно составляет 750-1000 с/мм2).
Как правило, ДВИ не используется для исследования всего тела в качестве единственной последовательности исследования. В дополнение к ДВИ рекомендуется получение STIR или Т2-ВИ с жироподавлением в идентичной плоскости, для улучшения анатомической корреляции. Так как сбор данных обычно проводится в аксиальной плоскости, ряд авторов рекомендует дополнительно получать Т1-ВИ в сагиттальной плоскости, распланированной исключительно на позвоночный столб, для облегчения локализации очагов в осевом скелете.
Рис. 1 Пример полуавтоматической оценки опухолевой массы при миеломной болезни.
— ОСНОВЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДИФФУЗИОННО-ВЗВЕШЕННОЙ ТОМОГРАФИИ ВСЕГО ТЕЛА
Магнитно-резонансная томография с диффузионным тензором (DTI)
Тензор диффузии первоначально был предложен для использования при магнитно-резонансной томографии (МРТ, MRI) в работах Питера Бассера ( Peter Basser) в 1994 году. До DTI диффузионная МРТ развивалась из исследований в диффузионном ядерном магнитном резонансе. До введения модели тензора диффузии для измерения анизотропной диффузии необходимо было определить ориентацию аксонов в образце ткани, поэтому можно было сканировать только фиксированные образцы. Внедрение модели тензора диффузии впервые позволило получить вращательно-инвариантное описание формы диффузии воды. Инвариантность к вращению имеет здесь решающее значение, поскольку она позволила применить метод DTI к сложной анатомии волоконных путей в мозге человека, однако, тензор диффузии не в состоянии полностью описать пересечение волоконных трактов.
Тензор диффузии (DT) описывает диффузию молекул воды с использованием гауссовой модели. Технически он пропорционален ковариационной матрице трехмерного гауссова распределения, которая моделирует смещения молекул. DT представляет собой 3 × 3 симметричную положительно определенную матрицу, и эти свойства матрицы означают, что она имеет 3 ортогональных (взаимно перпендикулярных) собственных вектора и три положительных собственных значения. Основной собственный вектор тензора диффузии указывает на основное направление диффузии (направление самой быстрой диффузии). В анизотропных волокнистых тканях основной собственный вектор также определяет ось волоконного тракта ткани и, следовательно, три ортогональных собственных вектора можно рассматривать как локальную систему координат волокон. Для измерения диффузии с использованием МРТ градиенты магнитного поля используются для создания изображения, которое сенсибилизируется к диффузии в определенном направлении. Повторяя этот процесс диффузионного взвешивания в нескольких направлениях, можно оценить трехмерную диффузионную модель (тензор). В упрощенных выражениях диффузионная визуализация работает путем введения дополнительных градиентных импульсов, эффект которых «отменяет» для стационарных молекул воды и вызывает случайный сдвиг фазы для молекул, которые диффундируют. Из-за их случайной фазы сигнал от рассеивающих молекул теряется. Эта потеря сигнала создает более темные воксели (объемные пиксели). Это означает, что волокна белого вещества, параллельные направлению градиента, будут темными в диффузионно-взвешенном изображении для этого направления.
DTI обычно отображается путем уплотнения информации, содержащейся в тензоре, на одно число (скаляр) или на 4 числа (чтобы дать цвет R, G, B и значение яркости). Тензор диффузии можно также рассматривать с помощью глифов, представляющих собой небольшие трехмерные представления основного собственного вектора или целого тензора. Наконец, DTI часто просматривается путем оценки хода участков белого вещества через мозг через процесс, называемый трактографией.
Измеренные диффузионные эффекты усредняются по вокселю (трехмерный пиксель), что усложняет биофизическую интерпретацию тензора диффузии. Например, в научных исследованиях FA часто интерпретируется как «целостность белого вещества», однако многие факторы (например, гибель клеток, изменение миелинизации, увеличение внеклеточной или внутриклеточной воды и т. д.) могут вызывать изменения в FA. Чтобы дать представление о сложности человеческого мозга и размерах / временных масштабах эксперимента по диффузионной визуализации, перечисляет соответствующие количества, такие как количество нейронов в головном мозге (10 11 ) и расстояние, на котором вода диффундирует во время эксперимента по визуализации (1-15 мкм, расстояние, аналогичное диаметру аксона).
Значительная часть WM-вокселей в мозге содержит множественные пучки волокон, ориентированные в разных направлениях, где модель тензора диффузии не является надежной.
Новые диффузионные модели, сканирующие парадигмы и методы анализа постоянно разрабатываются для диффузионной МРТ. Диффузионное изображение с высоким угловым разрешением (HARDI) включает методы, которые получают данные диффузии с использованием более чем 6 направлений диффузии (например, 32 или выше). Эти методы обычно используют более высокое значение b, чем стандартное значение 1000 для DTI и / или несколько значений b (несколько «оболочек» данных). Предлагались модели диффузии, выходящие за пределы DTI, для извлечения важных биомаркеров, таких как компартментализация и диаметром аксона. Предложено расширить модели тензора более высокого ранга, чтобы расширить DTI. Было показано, что использование множественных пар диффузионных градиентов (двойной импульсной полевой диффузионной МРТ) повышает чувствительность к малым масштабам. Диффузионный анализ МРТ был полезен при внедрении новых методов трактографии, созданы многие типы атласов белого вещества, усовершенствованны методы количественной оценки результатов исследований и новые скалярные меры.
