Магнитно-резонансная томография

Эффективные диагностические процедуры делают жизнь лучше — как медикам, так и пациентам. Медики получают больше информации, и потому поставить диагноз могут точнее. Пациенты также выигрывают — как минимум сокращается путь, который человек преодолевает, посещая кабинеты врачей.

Работа МР-томографа основана на эффекте сильного магнитного поля, заставляющего одиночные протоны в ядре атомов водорода, которые являются частью молекул воды в организме человека, прецессировать подобно тому, как дрожит стрелка компаса, когда вы подносите к ней магнит. Эта прецессия происходит на частоте, позволяющей протонам поглощать и передавать радиоволны, помогающие создать трёхмерное изображение.  В результате получаем картинку внутренних органов, кровеносных сосудов, различных тканей организма. Полученные изображения выводятся на монитор компьютера, но также всегда есть возможность распечатать их или переместить на электронный носитель.

Профессор физического факультета Ноттингемского университета Питер Мэнсфилд всю жизнь занимался исследованиями в области ядерного магнитного резонанса, в частности спектрометрией. Еще в 1962 году, работая над своей диссертацией, Мэнсфилд показал, как радиосигнал, полученный от прибора, может быть математически обработан и переведен в изображение. Открытие Питера Мэнсфилда поначалу имело сугубо теоретическое значение. Огромную практическую ценность оно приобрело вкупе с новой методикой МРТ, предложенной Полом Лотербуром. Революционная методика МРТ ждала своей заслуженной награды целых 30 лет. В начале октября 2003 года Нобелевский комитет объявил, что премия по медицине и физиологии будет вручена за изобретение метода магнитно-резонансной томографии, и назвал имена лауреатов: Пол Лотербур и сэр Питер Мэнсфилд.

Следует сказать о различиях между магнитно-резонансной (МРТ) и компьютерной томографиями (КТ).
Преимущества МРТ перед КТ:

• В основе МРТ лежит воздействие электромагнитного поля, безопасного для организма человека. Магнитно-резонансную томографию можно проводить беременным женщинам и маленьким детям;
• 3D-картинка МРТ получается более качественна и информативна особенно при исследовании мягких тканей.
• При МРТ больной не подвергается излучению, а это позволяет многократно повторять исследование у одного и того же человека.

• Для визуализации костной ткани информативнее будет КТ.
• МРТ нельзя выполнять людям, в теле которых находятся металлические имплантаты (сосудистые стенты, эндопротезы) или электронные жизнеобеспечивающие устройства (инсулиновые помпы, кардиостимуляторы).
• Следует помнить, что это не чрезмерная предосторожность. Для сравнения: сила магнита МРТ напряженностью 1,5 Тесла превышает мощность электромагнита, работающего на свалке металлолома в 1,5 раза.
• МРТ более чувствительна к движениям пациента во время процедуры: даже незначительное шевеление больного может привести к снижению качества изображений.

В зависимости от конструкции выделяют открытые и закрытые томографы. Закрытый томограф представляет собой цилиндр (тоннель), куда помещается пациент на выдвижном столе.
Открытый томограф выглядит как две «пластины», между которыми укладывают пациента. Открытый тип пригоден для людей со страхом ограниченного пространства или при  массе тела свыше 130 кг. Результаты при использовании томографа открытого типа менее информативны.
В области современного томографостроения лидируют мастодонты электронного мира: Siemens, General Electric, Philips, Hitachi. Только такие крупные компании могут позволить себе разработку столь сложного оборудования, стоимость которого составляет более ста миллионов рублей за один аппарат.

В ФГБУ «Федеральный центр нейрохирургии» находятся в эксплуатации два высокопольных аппарата МРТ закрытого типа:

1. МРТ Magnetom Avanto  напряженностью 1.5 Тесла, производства "SIEMENS" (Германия) -  с 2012 года
2. МРТ  Ingenia напряженностью 3.0 Тесла, производства PHILIPS (Нидерланды) – с 2018 года.

•  самого аппарата МРТ, расположенного в процедурной комнате,
•  операторской комнаты, где находится рентгенлаборант,
•  технической комнаты, где расположены шкафы управления МРТ,
•  системы охлаждения МРТ, часть которой находится в помещении, а часть – снаружи здания.  

Принцип работы МРТ-аппарата основан на явлении магнитного резонанса. Сам томограф, а вернее его кольцевая часть (гентри), представляет собой большой сверхпроводящий магнит, обеспечивающий постоянное магнитное поле. При работе мощных сверхпроводящих магнитных катушек выделяется значительное количество тепла, но чтобы они находились в сверхпроводящем состоянии, необходимо поддерживать температуру, близкую к абсолютному нулю (-273 градуса Цельсия). Выполнение этой задачи достигается благодаря охлаждению жидким гелием.

Именно жидкий гелий используется в качестве хладагента встроенной системы охлаждения магнита, так как имеет самую низкую температуру кипения, которая составляет - 269 градусов Цельсия. Помимо этого, он химически пассивен, не взрывоопасен, не горюч и не токсичен. Испаряясь, гелий компенсирует внутреннее выделение тепла и обеспечивает температурную стабильность сверхпроводника. При низких температурах, которые достигаются благодаря присутствию жидкого гелия, сверхпроводящие металлы начинают обладать строго нулевым электрическим сопротивлением (способностью пропускать электрический ток высокой плотности), за счет чего они создают очень мощное магнитное поле, позволяя МРТ-аппарату функционировать. Ток в сверхпроводниках течет постоянно, а не только во время работы аппарата, соответственно магнитное поле есть всегда. На панели управления аппаратов такого типа есть большая красная кнопка, позволяющая отключить магнитное поле (Rundown magnet). Она не без иронии называется «Кнопка увольнения». Нажатие этой кнопки включает аварийные нагреватели в емкости с хладагентом, которые поднимают температуру обмоток до критической точки, после которой процесс идет лавинообразно: после приобретения обмотками сопротивления, ток через них моментально разогревает их и все вокруг, приводя к выбросу гелия через специальную трубу.  Этот процесс называется «квенч», и это наверное самое грустное, что может случится с аппаратом, так как восстановление его работоспособности после такого выброса занимает очень много времени и денег. 

МРТ 1.5 и МРТ 3.0 Тесла жизненно необходимы и крайне полезны. Имея общий принцип функционирования, сегодня пациентам часто бывает достаточно пройти обследование на классическом аппарате (1.5 Тесла), который может дать объективную и точную картинку. Обследование на более мощном аппарате, напряженностью 3 Тесла, рекомендуется в следующих случаях:

•  при МРТ сердца и коронарных сосудов,
•  при планировании сложного хирургического вмешательства на головном и спинном мозге,
•  при МРТ стопы или МРТ кистей, МРТ лучезапястного сустава, чтобы разглядеть все мелкие косточки и хрящи.
•  при диагностики эпилепсии,
•  при МРТ эпифиза (шишковидной железы) и вилочковой железы.