Принцип дії МРТ ґрунтується на аналізі випромінювання або поглинання електромагнітної енергії речовиною. Магнітно-резонансний томограф випромінює електромагнітні хвилі, що створюють магнітне поле. На нього реагують атоми водню, а томограф фіксує реакцію та інтерпретує її в результат: зображення органа у кількох зрізах завтовшки до 5 міліметрів.

Для чого проводять МРТ

Томограму використовують для діагностики різних захворювань— від інфаркту до грижі, переломів, крововиливів та інших хвороб та патологій. МРТ призначають, коли інші, дешевші методи діагностики малоінформативні.

Також магнітно-резонансну томографію використовують для:

• оцінки ступеня тяжкості травм хребта, сухожилля, всього опорно-рухового апарату;
• правильної підготовки до хірургічного втручання;
• контролю ефективності хірургічного лікуваннярізних захворювань.

Магнітно-резонансна томографія дозволяє виявити захворювання на ранній стадії, коли лікування ефективніше і потребує менших витрат та зусиль. Рекомендується як профілактика онкологічних захворювань, для виявлення злоякісних та доброякісних новоутвореньна ранньому терміні.

Переваги МРТ

• Відсутність променевого навантаження. Магнітне поле нешкідливе для організму і не спричиняє побічних ефектів. На відміну від рентгенографії, МРТ можна проходити будь-яку кількість разів за невеликий проміжок часу, щоб контролювати динаміку захворювання або ефективність лікування.
• Безболісність. Під час дослідження пацієнт не відчуває болю або неприємних відчуттів.
• Висока ефективність. Точність дослідження сягає 97%. МРТ - один із самих ефективних методівдіагностики
• Прийнятна вартість. Дослідження однієї області чи одного органу коштує недорого – від 2700 рублів.

Показання до МРТ

Дослідження потрібно зробити при підозрі на захворювання, за яких інші методи діагностики не дають точного результату. Залежно від типу МРТ, показаннями можуть бути головні болі, травми голови та шиї, розсіяний склероз, підозри на новоутворення, ущільнення під шкірою та багато інших симптомів
Магнітно-резонансну томографію використовують і у складі комплексного обстеження, своєчасного виявленнябезсимптомних захворювань Якщо бажаєте точно оцінити стан свого здоров'я, відвідайте відкрите МРТу Москві - знайдіть адреси недорогих центрів на карті.

Протипоказання до МРТ

Невелика кількість протипоказань – одна з переваг магнітно-резонансної томографії. Завдяки безпеці дослідження його можна проводити навіть дітям. Тим не менш, є низка факторів, за наявності яких варто утриматися від дослідження або проконсультуватися з лікарем.

• Перший триместр вагітності
• Гострі травми
• Клаустрофобія
• Хвороби, які заважають зберігати нерухомість тривалий час
• Наявність в організмі електронних імплантів, кардіостимуляторів, водіїв серцевого ритму, інфузійних насосів, інсулінових помп.
• Деякі види зубних протезів, штифтів, коронок
• Металеві уламки в тілі
• Кліпси на аневризмах мозку.

Протипоказання до МРТ із введенням контрастної речовини:

• Цироз печінки
• Бронхіальна астма у тяжкій формі
• Ниркова недостатність
• Алергія на контрастну речовину
• Цукровий діабет та тиреотоксикоз у тяжкій формі

Перш ніж записуватись на обстеження за допомогою магнітно-резонансної томографії, проконсультуйтеся з фахівцем.

Як підготуватися до МРТ

Спеціальної підготовки потребує лише МРТ органів травлення — за кілька годин до діагностики слід утриматися від їди. У решті випадків підготовка не потрібна. Перш ніж пройти до кабінету, зніміть із себе металеві прикраси та одяг із включеннями металу. Також викладіть з кишень банківські та інші магнітні картки, мобільні телефони та інші електронні прилади – магнітне поле може вивести їх із ладу.

Записатися на МРТ у Москві

Шукайте найкращі МРТ-центри в Москві в каталозі Zoon — ми зібрали для вас інформацію про більш ніж 400 медичних центрів, та відзначили центри МРТ на карті. Також ми створили рейтинг на основі відгуків, цін на послуги та інших параметрів.
Вибирайте клініку та проходьте якісне обстеження. Ми вказали адреси відкритих томографів у Москві, актуальні ціни, контактні дані медичних центрів. Залишайте свої відгуки про клініки або читайте відгуки інших користувачів, щоб зробити правильний вибір.

Astrei 17 липня 2017 в 06:52

Розбираємо магнітно-резонансний томограф

• DIY або Зроби сам ,
• Електроніка для початківців

Квантова фізика, математика, біологія, кріогеніка, хімія та електроніка сплелися єдиним візерунком, щоб втілитись у залізі та показати справжній внутрішній світ людини, і навіть, ні багато ні мало, прочитати його думки. Електроніка таких апаратів, за надійністю та складністю, може зрівнятися хіба що з космічною. Ця стаття присвячується обладнанню та принципам роботи магнітно-резонансних томографів.

В галузі сучасного томографобудування лідирують мастодонти електронного світу: Siemens, General Electric, Philips, Hitachi. Тільки такі великі компаніїможуть дозволити собі розробку такого складного устаткування, вартість якого зазвичай становить десятки (майже сотні) мільйонів рублів. Ремонт такої дорогої техніки в офіційного представника влітає у величезну копійчину власнику апарату (а вони до речі в основному приватні, а не державні). Але не варто зневірятися! Так само як і сервіс-центри з ремонту ноутбуків, телефонів, чпу-верстатів, та будь-якої електроніки існують фірми, що займаються ремонтом медичного обладнання. В одній із таких фірм я й працюю, тому продемонструю вам цікаву електроніку та постараюся описати її функціонал зрозумілими словами.

Магнітно-резонансний томограф фірми GE Healthcare із полем 1.5 Тесла. Стіл від'єднується від томографа та може бути використаний як звичайна каталка.

Вся магія МРТ починається з квантової фізики, звідки бере свій початок термін «спин», що застосовується до елементарних частинок. Можна зустріти купу визначень, що таке спин, загальноприйнято - це момент кількості руху частки, що б це не означало. У моєму розумінні частки як би постійно обертаються (спрощено) створюючи при цьому обурення в магнітному полі. Так як елементарні частинки у свою чергу утворюють ядра атомів, вважається, що їх спини при цьому складаються і ядро ​​має власний спин. При цьому якщо ми хочемо якось взаємодіяти з ядрами атомів за допомогою магнітного поля, нам буде дуже важливо, щоб спин ядра був ненульовим. Збіг чи ні, але найпоширеніший у нашому всесвіті елемент - водень має ядро ​​у вигляді одного єдиного протона, який має спін рівний 1/2.

До речі

Спин може приймати тільки певні значення, як цілі, наприклад 0,1,2, так і напівцілі, на зразок 1/2 як у протона. Для незнайомих з квантовою фізикою це здається неприродним, але на квантовому рівні все ділиться на порції, і стає певною мірою дискретним.

І це означає, що спрощено, ядра водню можна як дуже маленькі магніти, мають північний і Південний полюс. І чи варто згадувати, що в тілі людини атомів водню просто море (близько 10^27), але так як ми не притягуємо до себе залізяки, стає очевидно, що всі ці маленькі «магніти» врівноважуються між собою та іншими частинками, і загальний магнітний момент тіла практично дорівнює нулю.

Ілюстрація з книги Еверт Блінка «Основи МРТ». Протони з чорними стрілками, що символізують стрілку компаса, обертаються в напрямку синьої стрілки.

Приклавши зовнішнє магнітне поле, можна вивести цю систему з рівноваги та протони (не всі звичайно) змінять свою просторову орієнтацію відповідно до напряму силових ліній поля.

Ілюстрація з книги Lars G. Hanson Introduction to Magnetic Resonance
Imaging Techniques. Спини протонів у тілі людини показані у вигляді векторів-стрілочок. Зліва відображена ситуація коли всі протони знаходяться в магнітній рівновазі. Справа – коли прикладено зовнішнє магнітне поле. Нижні візуалізації показують те саме у тривимірному варіанті, якщо побудувати всі вектори з однієї точки. При цьому відбувається обертання (прецесія) навколо силових ліній магнітного поля, яка показана круглою червоною стрілкою.

Перш ніж протони зорієнтуються відповідно до зовнішнього поля, вони певний час коливатимуться (прецесувати) біля положення рівноваги, як і стрілка компаса, що коливалася б біля позначки «північ», якби виробник передбачливо не додав би демпфуючу рідину всередину циферблату. Примітно, що частота таких коливань різняться різних атомів. На вимірі цієї частоти, наприклад, засновані методи резонансного визначення складу досліджуваної речовини.

До речі

Частота ця не безіменна і має ім'я ірландського фізика Джозефа Лармора, називається відповідно Ларморової частотою. Залежить від величини прикладеного магнітного поля та спеціальної константи - гіромагнітного співвідношення, що залежить від типу речовини.

Для ядер атомів водню в полі величиною 1 Тесла ця частота становить 42,58 МГц, або простими словами, коливання протонів навколо силових ліній поля такої напруженості відбуваються близько 42 мільйонів разів на секунду. Якщо ми опромінимо протони радіохвиль з відповідною частотою, то виникне резонанс, і коливання посиляться, вектор загальної намагніченості при цьому зміститься на певний градус щодо ліній зовнішнього поля.

Ілюстрація з книги Lars G. Hanson Introduction to Magnetic Resonance Imaging Techniques. Показано як зміщується загальний вектор намагніченості після впливу радіохвилі з частотою, яка викликає резонанс в системі. Не забуваємо, що це продовжує обертатися щодо силовий лінії магнітного поля (на малюнку вона розташована вертикально).

Тут і починається найцікавіше - після взаємодії радіохвилі з протонами та резонансного посилення коливань, частинки знову прагнуть дійти рівноважного стану, при цьому, випромінюючи фотони (з яких і складається радіохвиля). Це називається ефектом ядерного магнітного резонансу. По суті, все тіло, що досліджується, перетворюється на величезний масив мініатюрних радіопередавачів, сигнал з яких можна зловити, локалізувати і побудувати картину розподілу атомів водню в речовині. Так що, як ви вже здогадалися, насправді МРТ показує картину розподілу води в організмі. Чим сильніше напруженість поля, тим більше протонів можна використовуватиме отримання сигналів, тому роздільна здатність сканера безпосередньо залежить від цього.

Цей ефект проявляється не тільки в сильних магнітних полях - щодня, навіть по дорозі в магазин за хлібом, протони нашого тіла зазнають впливу магнітного поля Землі. Дослідники зі Словенії, наприклад, побудували експериментальну систему МРТ, яка використовує лише магнітне поле нашої планети.


Ілюстрація з наукової статті«Magnetic Resonance Imaging System Based on
Earth's Magnetic Field» Автори: Ales Mohoric, Gorazd Planins та ін. Демонструє знімки, отримані з використанням експериментальної системи. Зліва яблуко, праворуч – апельсин. Показово не те, що виходять знімки з поганою якістю, а сама важлива можливість використання МР у слабких полях.

Зрозуміло, в комерційних медичних сканерах, напруженість магнітного поля багаторазово вища за земне. Найчастіше використовують сканери з полем 1, 1.5 і 3 Тесла, хоча є як слабкіші (0.2, 0.35 Тесла), так і суворі монстри в 7 і навіть 10 тесла. Останні використовують в основному для дослідницької діяльності, і в нашій країні, наскільки мені відомо, таких немає.

Конструктивно поле в сканері може створюватися по-різному - це і постійні магніти, і електромагніти, і занурені в киплячий гелій надпровідники якими течуть величезні струми. Останні поширені, і становлять найбільший інтерес, оскільки дозволяють досягти незрівнянно більшої напруженості поля проти іншими варіантами.

Типова конструкція апарату МРТ, поле в якому створюється струмом, що тече через надпровідники. Джерело – інтернет.

Температура надпровідних обмоток підтримується завдяки поступовому випаровуванню холодоагенту - рідкого гелію, крім того в системі працює кріокулер, на жаргоні медтехніків званий холодною головою. Він видає характерні звуки, що чавкають, які ви напевно чули якщо хоч раз бачили апарат поблизу. Струм у надпровідниках тече постійно, а не тільки під час роботи апарату, відповідно магнітне поле є завжди. На незнанні цього факту часто трапляються кіношники (наприклад, в останньому сезоні серіалу «Чорне дзеркало» був такий ляп).

На панелі керування апаратів такого типу є велика червона кнопка, що дозволяє вимкнути магнітне поле (Rundown magnet). Вона не без іронії називається "Кнопка звільнення".

Одна з панелей керування томографом фірми Siemens

Натискання цієї кнопки включає аварійні нагрівачі в ємності з холодоагентом, які піднімають температуру обмоток до критичної точки, після якої процес іделавиноподібно: після придбання обмотками опору струм через них моментально розігріває їх і все навколо, приводячи до викиду гелію через спеціальну трубу. Цей процес називається «квенч», і це, напевно, найсумніше, що може статися з апаратом, оскільки відновлення його працездатності після такого займає дуже багато часу та грошей.

Томограф Siemens Espree з полем 1.5. Тесла, зверніть увагу на металеві ключі, які спокійно лежать на столі – магнітного поля тут більше немає. Був закуплений для деяких державних клінік у компанії Siemens. Має порівняно малі розміри ємності та великий діаметр апертури. Є думка, що подібне скорочення конструкції вилилося в те, що він любить часто пускати гелій на вітер сам по собі (принаймні апарат на фото робить це із завидною регулярністю).

Тим часом, після невеликого відступу, знову повернемося до теорії. Якщо просто приймати радіохвилі тіла, що випускаються протонами у відповідь на резонансні радіоімпульси, картинку не побудувати не вийде. Як локалізувати сигнал, що йде відразу з усіх частин тіла? Свого часу дослідники Пол Лотербур та Пітер Менсфілд отримали за вирішення цієї проблеми нобелівську премію з медицини. Якщо коротко, їх вирішення полягає у застосуванні додаткових обмоток в апараті, що створюють практично лінійну зміну напруженості магнітного поля вздовж вибраного напрямку - градієнт поля. Так як наш простір подібний до тривимірного, то і обмоток використовується три - осі X, Y і Z.

Ілюстрація з книги Еверт Блінка «Основи МРТ». Приблизно так виглядають додаткові градієнтні обмотки всередині апарату - реальні обмотки мають більш складну структуру.

Якщо напруженість магнітного поля змінюється за лінійним законом, то при активації одного з градієнтів протони вздовж цього напрямку матимуть різну резонансну частоту.

Ілюстрація із сайту howequipmentworks.com. Символічно намальовані градієнтні обмотки (синім) та радіочастотна обмотка (зеленим). Показано, що при створенні градієнта поля вздовж столу в точці А резонансна частота протонів буде відрізнятись від частоти в точці B

Використання градієнтів дозволяє маніпулювати полем так, щоб сигнал надходив тільки з конкретно певних областей. Залежно від амплітуди отриманого сигналу вибирається яскравість пікселя на зображенні. Чим більша концентрація протонів в області – тим яскравіший результат.

Звичайно...

Такий опис звичайно сильно перебільшений. Реально сигнал локалізується комбінуванням відразу всіх трьох градієнтів, причому картинка будується не піксель за пікселем, як можна подумати з цього опису, а відразу цілим рядком. Не останню роль цьому грає і відоме перетворення Фур'є. Докладний описможна прочитати в книзі "Introduction to Magnetic Resonance Imaging Techniques" Lars G. Hanson. Ця стаття, на жаль, все не вмістить.

Щоб створити градієнт магнітного поля, потрібно пропустити через градієнтні обмотки великий струм, причому імпульс повинен бути досить короткочасним, і з крутим фронтом, а для деяких програм взагалі потрібно, щоб напрямок струму в градієнтній обмотці миттєво змінювався на протилежне для перемагнічування. Цим займаються потужні імпульсні перетворювачі, вони займають цілу стійку в апаратній.

Градієнтні підсилювачі Siemens Harmony 1T. Робочі характеристики – до 300 Ампер та до 800 Вольт, при використанні шести модулів – на фото представлено три модулі.

В апаратах Siemens традиційно використовується водяне охолодження силових компонентів – трубки видно на фото. Це нерідко виливається (цікавий каламбур) у гарний салют за будь-якої течі. Незважаючи на хвалену німецьку якість, ніхто не перейнявся встановленням датчиків протікання (в цьому плані їм варто було б повчитися у GE). Але заради справедливості, саме градієнтні блоки течуть рідко, частіше вони виходять з ладу без видимої причини.

Внутрішності градієнтного модуля від Siemens Harmony старого типу.

Модуль на кшталт тих, що показаний на фото, важко піддається ремонту - транзистори приклеєні до мідної трубки на щось на кшталт холодного зварювання, і горять вони там одразу десятками. Щоб зняти плату, потрібно відпаяти одночасно кілька десятків ніжок! Краще забудемо цей кошмар і подивимося на свіжіше рішення від німецького виробника.

Градієнтний підсилювач від Siemens Harmony. Новіша версія. Дві симетричні плати прикручуються болтами до дуже потужних польових транзисторів. Транзистори працюють групами по шість штук паралельно, горять, звичайно, теж не по одному. Модель на фото вже трохи «відколхожена», замість рідних роз'ємів між платами впаяно мідні пластини. Зверніть увагу на верхній правий кут фото - це оптичні кабелі, по яких йде сигнал на відкриття ключів. Якщо переплутати їхнє підключення - блок відразу згоряє з гучною бавовною, ніякого захисту від дурня в такій техніці не передбачено.

Однією з головних проблем при ремонті є відсутність будь-якої документації, тим більше обладнання дуже спеціалізоване. Тому часом доводиться набити чимало шишок і спалити чимало недешевих компонентів, щоб зрозуміти що було негаразд. Звичайно, за гроші можна купити і сервісні мануали, але, як правило, вони дуже поверхові. Круті фірми надійно зберігають свої секрети.

Чим сильніше магнітне поле в апараті, тим більш потужними повинні бути і градієнтні перетворювачі. В апаратах з полем 1.5 Т і 3 Т купа паралельних польових транзисторів, які потрібно набрати для забезпечення необхідної потужності, стає надто величезною, у справу вступають IGBT збірки, подібні до тих, що ставлять у промислові перетворювачі частоти для управління двигунами.

Градієнтний підсилювач Quantum Cascade у розборі, струм до 500 Ампер, вихідна напруга до 2000 В. У його складі працюють 20 потужних IGBT збірок. Тут є цікавий момент - сама по собі збірка не витримає 2 кіловольти, ця напруга виходить шляхом використання п'яти незалежних джерел по 400В кожен. Моя мрія – зібрати з цього агрегату котушку Тесла.

Що ж відбувається з градієнтними обмотками, коли по них течуть такі жахливі струми, з огляду на те, що вони ще й знаходяться в слабкому магнітному полі? Сила Ампера очевидно змушує їх деформуватися, але вони міцно залиті смолою по саму немогу. Тим не менш, навіть це не рятує - так як градієнти працюють в діапазоні звукових частот, то вібрації, що виникають при цьому, можуть породжувати досить гучні звуки, по гучності нагадують удар молотком по цвяху (з тим застереженням, що ви чули як стукають молотком близько 5000 ударів на секунду). Тому практично в будь-якому апараті МРТ є навушники або беруші. Софт та апаратура постійно контролюють рівень звуку у приміщенні сканера, щоб децибели не виходили за допустимі межі. Магнітне поле, що швидко змінюється при роботі градієнтів, разом з радіочастотними імпульсами, що породжують резонанс, наводить вихрові струми в будь-який металевої поверхніпоряд із сканером, що призводить до вібрації металу та невеликого нагрівання, а на знімках навіть від маленької металевої пломби з'являться характерні артефакти. Саме з цієї причини перед обстеженням у МРТ вимагають позбавитися всього металу (пломби знімати не треба).

За створення радіочастотних імпульсів необхідної частоти відповідає блок синтезатора (в апаратах Siemens) або ексайтер (у випадку апаратів GE). Незважаючи на різні назви, їх функції приблизно однакові. Ці блоки зазвичай надійні і рідко вимагають ремонту, якщо з ними акуратно поводитися. Сигнал формується шляхом цифро-аналогового синтезу, і є sinc-функцією.

Зліва продемонстровано два види радіочастотних імпульсів - гауссіан і sinc, він так званий кардинальний синус. Праворуч показаний профіль збудження при їх використанні як радіочастотний збуджуючий сигнал - тобто приблизно показана форма області, де протони увійдуть в резонанс, вид збоку. Зрозуміло, нижня версія більш краща для створення зображень (слайсів), особливо коли вони розташовані близько один до одного, щоб зменшити вплив сигналів за межами обраної області сканування.

Нарешті, ми підійшли без перебільшення, до найцікавішого на мою думку блоку у всьому томографі - радіочастотний підсилювач потужності, який перетворює слабкий сигналз синтезатора в потужний, що подається на антену, що передає в апараті.

Ще до речі

В іноземній літературі всі антени, що відносяться до томографа зватись «Coil», російською мовою прижилася назва «котушка». Ви навряд чи десь ще почуєте слово «антена» стосовно МРТ. Body coil – або «Боді-котушка» на місцевому діалекті – основна приймально-передавальна антена томографа, але крім неї є й інші, але про них – далі.

Потужність підсилювача для томографа з полем 1Т становить 10кВт, для поля 1.5Т вже 15 кВт, відповідно більш високопідлогових апаратів потрібні великі потужності в плані радіочастотного випромінювання. Це одна з причин, чому високопідлогові апарати ще міцно не увійшли до клінічну практику. Але давайте без фанатизму - постійно розмовляючи по мобільнику ви отримуєте більше ніж за один сеанс в апараті МРТ.
Як правило, цей блок поєднує в собі складні заплутані схеми управління та захисту, радіочастотні фішки, великі напруги, а також проблеми з охолодженням.

У томографах General Electric і Hitachi ставлять підсилювачі потужності, які виготовляє фірма Analogic. Відрізняються гарним компонуванням компонентів на платі, високою живучістю - як правило в їх підсилювачах кілька транзисторних каскадів працюють паралельно, причому вихідний суматор влаштований так, що при відмові одного каскаду посилення блок продовжить працювати, хоч і не на повну потужність.

Плата підсилювача з апарату GE. Красива та ефектна конструкція!

Блок повністю

В апараті з полем в 1.5Т стоять два таких красені, по 8 кВт кожен. Верхня дев'ятишарова (!) Плата - це хитрий імпульсний блок живлення, а сам підсилювач розміщений на нижній платі. До нас він потрапив через несправність верхньої плати. За відсутністю часу на розгляди зі схемою успішно хакнули та зібрали з двох серверних блоків живлення заміну. Крім того, шляхом підбору більш крутих за характеристиками транзисторів змогли домогтися посилення більшого, ніж було спочатку.

Підсилювач потужності з томографа Hitachi

Цей малюк працює в системі з магнітним полем 0.35Т, проте легко вгадується схожість на техніку з GE - виробник один.

На жаль, не можу сказати того ж про продукцію Siemens. Очевидно, що перед інженерами, що проектували пристрій радіочастотного підсилювача поставили завдання будь-що-будь використовувати вироблений компанією дешевий транзистор Buz103. Це кволий компонент у плані допустимої для нього потужності, і щоб викрутитися зі становища, у підсумкову конструкцію підсилювача з гарним ім'ям«Dora» вставили 177 транзисторів, всі вони стоять на двох величезних радіаторах, які під час роботи знаходяться під високою напругою і контактують через термопрокладку з радіатором водяного охолодження, а той уже в свою чергу постійно тече, причому прямо на плату, що на фото далі.

Плата підсилювача Siemens підсилювача потужності 10кВт. Суцільні електротехнічні понти: індуктивності з доріжок, що йдуть через кілька шарів, найскладніша схема керування транзисторами на 10-шаровій платі, резонатори з полігонів та інші неприємні речі.

Ремонтопридатність підсилювача цієї компанії практично ніяка. Маючи у своєму розпорядженні виробництво транзисторів Siemens може дозволити собі зібрати близькі за параметрами деталі з партії шляхом відбору, а це дуже критично, коли паралельно працює відразу сотня транзисторів. І найприкріше, що навіть якщо купити потрібну кількість на заміну, то з'ясується, що те, що знаходяться у продажу, виявляється не тим, чим здається.

Розтин транзисторів – зовні всі підписані та виглядають однаково, усередині – всі різні. Оригінал – крайній праворуч. Ті, що з меншою площею кристала ніж у оригіналу - горять як сірники, другий справа хоч і має близьку площу, але погано працює в режимі посилення.

Ймовірно, у когось може виникнути питання, чому в описаних підсилювачах застосовують транзистори, а як же лампи? Дійсно, у старих агрегатах фірми Siemens, а також цілком сучасних апаратах Philips із полем у 3Т застосовують саме лампи. На жаль, фото даного заліза у мене немає, але можу сказати, що термін служби у цих елементів складає всього рік-два, а ціна у них чимала. Взагалі, як у статті обділив увагою Philips, погано сталося. Виправлюся трохи:

МРТ нового типу – Philips Panorama. Як правило апарати відкритого типу засновані на постійних або електромагнітах, що автоматично означає низьке поле та якість картинки. Але не в цьому випадку. Поле цього апарата 1 Тесла, і тут також застосовується надпровідник. Величезний у порівнянні зі звичайним томографом простір дозволяє проводити дослідження великих пацієнтів або тих, хто боїться замкнутого простору, наприклад дітей.

Потужність радіочастотного сигналу контролюється в самому блоці підсилювача потужності, вимірювальному блоці, що здійснює підстроювання передавальної антени (котушки) і ще в приймачі. Таким чином, апарат МРТ має триразовий захист від перевищення. допустимих нормрадіовипромінювання. Тож не бійтеся, і сміливо проходьте обстеження.

Незважаючи на всю потужність підсилювачів, описану вище, сигнал, що отримується у відповідь на резонансне збудження досить малий. Тому передавальну антену (Body coil), описану раніше і що знаходиться в корпусі томографа, рідко використовують у режимі прийому сигналу. Натомість, існує великий набір котушок (coils) для будь-яких частин тіла - голова, спина, коліно, плечі і т.п. Вони знаходяться набагато ближче до об'єкта дослідження і дозволяють досягти кращої якостізображення. Але я думаю, ви вже втомилися від купи інформації, тому я просто засуну в томограф кавун.

Кавун готується до дослідження. На ньому зверху лежить котушка, призначена для грудної області, під ним - котушка для спинного відділута хребта. Праворуч на підлозі – куля для передбачень спеціальний об'єкт для калібрування систем апарату, так званий «фантом»

Мало хто ріже кавуни у поперечному напрямку. Апарат МРТ дозволяє це зробити без ножа. Чи знали ви про цікаву фрактальну структуру всередині? Зверніть увагу, що верхня частина, Що ближче до прийомних елементів котушки світліше, так як амплітуда сигналу, що отримується з цієї області вище, ніж знизу ягоди.

Поздовжній розріз уже знайомий усім. Думаю, кавун стиглий, можна брати.

Сигнал з котушок надходить до блоку приймача у вигляді аналогових сигналів, де переробляються в цифрову форму. У новітньому устаткуванніна вістря прогресу, приймач з аналогово-цифровим перетворювачем вбудований прямо всередину котушки, а комп'ютера йде оптична лінія передачі. Це зроблено для того, щоб максимально прибрати перешкоди. Комп'ютер, що займається побудовою зображення цих даних зазвичай стоїть окремо і називається реконструктором. Отримані зображення друкують на плівку, яка добре підходить для фоторезиста.

На закінчення ще хотів додати, що в Росії прямо зараз проводять цікаві дослідження щодо покращення якості зображення в апаратах МРТ. Цим займається кафедра нанофотоніки та метаматеріалів університету ІТМО. Якщо простими словами – метаматеріали це композити, що мають спеціальну структуру. Вони дозволяють створювати антени та резонатори, з дуже малими розмірами порівняно з довгою хвилею випромінювання, що ідеально підходить для магнітно-резонансної томографії.

МРТ (магнітно-резонансну томографію) використовують у багатьох галузях медицини.

Цей метод діагностики є відносно безпечним та інформативним способом дослідження різної патології. Розглянемо, що це дослідження і коли його використовують.

Що таке діагностика МРТ?

МРТ діагностика – це неінвазивний (без внутрішнього втручання) метод дослідження, який дозволяє отримати інформацію про стан та структуру внутрішніх органів людини.

Спосіб діагностики заснований на вимірі електромагнітних полів від різних органівта тканин в організмі людини. Цю інформацію аналізує комп'ютер та видає результат, який оцінює фахівець.

Завдяки сучасній апаратурі можна одержати тривимірну модель внутрішніх структур. Такий метод знайшов широке застосуванняу сучасній медицині, особливо у випадках, коли інвазивні методиобстеження протипоказано пацієнтові.

Коли призначається лікарем МРТ?

Діагностика не пов'язана з іонізуючим випромінюванням та відносно безпечна для пацієнта.

У деяких випадках застосовують МРТ із використанням контрастних засобів для отримання чіткого детального зображення. У разі можливий ризик розвитку алергічних реакцій.

Дослідження можна виконати за власним бажаннямабо на нього спрямовує спеціаліст при підозрі на пухлину, аневризму, травму, хвороби хребта та інші проблеми, залежно від скарг пацієнта.

Які захворювання можна виявити за допомогою МРТ?

МРТ головного мозку

Існує кілька різновидів дослідження, які дозволяють лікарю уточнити діагноз:

Дає можливість визначити пухлини, стан зорового та слухового нервів, а також виявити проблеми з судинами та наявність аневризм.

2. МРТ хребта.Використовують для виявлення причини незрозумілого болю, а також після травм.

Діагностика не тільки дає інформацію про стан міжхребцевих дисків, наявності гриж та пухлин цієї зони, але й дозволяє досліджувати швидкість струму спинномозкової рідинита дізнатися про проблеми з кровопостачанням у цьому районі.

3. МРТ суглобів.Дозволяє діагностувати застарілі травми та деформації суглобів, виявити особливості зрощення переломів, уточнити структуру кістки та наявність пухлин.

4. МРТ черевної порожнини. Дає можливість візуалізувати паренхіматозні органи, розташування та розміри лімфовузлів, стан судин.

Використовують для діагностики пухлинного процесу, уточнюю його поширеність та проводять контроль після протипухлинного лікування.

Цей спосіб неінформативний у діагностиці захворювань кишечника, а також при сечокам'яній хворобі та деяких інших патологіях через те, що окремі структури не візуалізуються при такому дослідженні.

Переваги МРТ діагностики у медицині

аналіз головного мозку

МРТ переважно використовують для діагностики патології м'яких тканин. Метод знайшов широке застосування в онкології, діагностиці патології хребта та головного мозку, ангіології та інших галузях медицини.

Ключовими перевагами є:

• відсутність променевого навантаження на відміну КТ;
• високоінформативний метод діагностики пухлин на ранніх етапах;
• можна отримати якісне зображення без використання розмаїття;
• дозволяє уточнити як структуру, а й деякі функціональні параметри (швидкість струму спинномозкової рідини, активацію кори мозку, швидкість кровотоку та інших.).

Важливо!Цей метод практично не застосовують у діагностиці патології легень, шлунка, кісток та кишечника.

Як відбувається процедура МРТ обстеження?

процедура МРТ обстеження, фото 2

Найчастіше спеціальної підготовки до проведення діагностики не потрібно крім проведення МРТ черевної порожнини.

Перед початком процедури пацієнта просять зняти з себе всі металеві предмети (гудзики, прикраси та ін.), оскільки можуть вплинути на якість і результати дослідження.

Пацієнта запрошують до кімнати для МРТ-досліджень, де він лягає у спеціальну трубу. Є прилади, де пацієнт може стояти під час дослідження, але вони поступаються якістю зображення.

Протягом усього дослідження фахівець спостерігає за пацієнтом за допомогою відеоапаратури. При необхідності можна розмовляти з лікарем за допомогою переговорного пристрою.

Основною вимогою є максимальна нерухомість пацієнта - це важливо для отримання максимально якісного зображення. Триває весь процес відносно недовго 20-30 хвилин.

Якщо потрібно, перед дослідженням пацієнту вводять контраст, щоб точніше розглянути потрібні області.

Під час дослідження пацієнта може турбувати шум приладу, який нормальний для роботи апарату. Щоб шум не доставляв дискомфорту, можна використовувати спеціальні навушники.

Проблемою може стати вузький, замкнутий простір, який лякає людей страждаючим на клаустрофобію. У новонароджених та дітей при проведенні дослідження часто використовують короткочасну анестезію, адже маленьким пацієнтам важко залишатися нерухомими так довго.

Незважаючи на відносну безпеку дослідження, існує низка протипоказань для його проведення:

1. Наявність кардіостимулятора у пацієнта.
2. Деякі види імплантатів у середньому вусі.
3. Металеві пластини, осколки або апарат Ілізарова.
4. Перший триместр вагітності, оскільки немає доведених даних щодо впливу магнітних полів на формування плода.
5. Психічно нестійкі пацієнти.
6. Пацієнти у комі або з супутніми тяжкими захворюваннями на стадії декомпенсації.
7. Наявність татуювань, до складу яких входять фарбники на основі металевих сполук.
8. Деякі інші.

Якщо при МРТ застосовують контраст, то до списку протипоказань додається алергія на контраст, вагітність та тяжку ниркову недостатність.

Використання МРТ значно розширило можливості медицини. Цей ефективний і безпечний спосіб використовують і в дорослих, і в дітей віком.

Для отримання якісного результату слід виконувати всі рекомендації лікаря під час дослідження.

Результати мають бути проаналізовані фахівцем з урахуванням анамнезу та даних інших клінічних досліджень.

Один із найефективніших методів медичного дослідження- МРТ або магнітно-резонансна томографія, що дозволяє отримати максимально точні відомості про анатомічні особливості організму пацієнта, обмінних процесів, фізіології тканин та внутрішніх органів. З його появою стало можливим детальне обстеження головного мозку для діагностики захворювань та дегенеративних уражень. Можливість визначення локалізації процесу та обсягу ушкоджень, що відбулися, стає основною перевагою даної процедури при виявленні новоутворень і дослідженні судин.

Що таке МРТ

Магнітно-резонансна томографія - це унікальна можливість отримання високоточних пошарових зображень області, що досліджується. Процедура проводиться за допомогою спеціального апарату, дія якого на організм людини полягає в стимуляції радіохвиль, створенні сильного магнітного поля та реєстрації електромагнітного випромінювання у відповідь організму. Результатом процесу стає побудова зображення шляхом обробки сигналу, що надходить на комп'ютері.

Що таке магнітно-резонансний томограф? Це пристрій, що дозволяє досягти ефективної діагностики, Виявити зміни в роботі організму і зробити високоточну візуалізацію досліджуваних органів, яка значно перевершує результати інших методик (рентгена, КТ, ультразвуку). Така процедура дозволяє виявити онкологію та низку інших захворювань та небезпечних патологій, виміряти швидкість кровотоку та руху спинномозкової рідини тощо.

В основі роботи апарату лежить принцип ЯМР із подальшою обробкою отриманих відомостей спеціальними програмами. МРТ установка забезпечує створення сильного магнітного поля. Важливим чинником, що пояснює принцип роботи пристрою, є у людському організмі протонів (в хімічному сенсі це ядро ​​атома водню) . Магнітно-резонансний томограф дозволяє підтримувати стабільний стан магнетизму в тілі пацієнта при поміщенні його в силове поле. Апарат виготовляє:

стимуляцію організму за допомогою радіохвиль, сприяючи зміні стаціонарної орієнтації заряджених частинок;

зупинку радіохвиль та реєстрацію електромагнітних випромінювань організму;

обробку отриманого сигналу та перетворення його на зображення.

Отримана картинка не є фотографічним знімком відділу або органу, що обстежується. Фахівець отримує високоякісне деталізоване відображення радіосигналів, що випускаються тілом пацієнта. МРТ діагностика повністю перевершує метод комп'ютерної томографії, оскільки в даному випадкупід час проведення процедури не застосовується іонізуюче випромінювання, а використовуються безпечні для людського організмуелектромагнітні хвилі.

Історія створення та принцип роботи МРТ

Роком створення даного методувважається 1973, а одним із батьків-засновників магнітно-резонансної томографії – Пол Лотербур. В одному з журналів їм була опублікована стаття, в якій детально описувався феномен візуалізації структур та органів за допомогою використання магнітних та радіохвиль.

Це не єдиний вчений, причетний до відкриття МРТ - ще 1946 року Фелікс Блох і Річард Пурселл, які працюють у Гарварді, вивчали фізичне явище, в основі якого лежали властивості, властиві атомним ядрам(Первинне поглинання одержуваної енергії і подальше її перевипромінювання. Тобто. Виділення з переходом до початкового стану). За це дослідження вчені отримали Нобелівську премію (1952).

Відкриття Блоха і Пурселла стало своєрідним поштовхом до розвитку теорії ЯМР. Незвичайне явище вивчалося як хіміками, і фізиками. Демонстрація першого комп'ютерного томографа, що включає низку випробувань, відбулася в 1972 році. Результатом проведеного дослідження стало виявлення нового способу діагностики, що дозволяє детально візуалізувати найважливіші структури організму.

Далі Лотербур був частково сформульований принцип роботи апарату МРТ - робота вченого лягла в основу досліджень, що проводяться до наших днів. Зокрема, у статті були такі твердження:

Тривимірні проекції об'єктів виходять за спектрами ЯМР протонів води з структур, органів, що обстежуються, і т.д.

Особлива увага приділялася спостереженню за злоякісними новоутвореннями. Досліди, проведені Лотербур, показали: вони суттєво відрізняються від здорових клітин. Різниця полягає у характеристиках отриманого сигналу.

У 70-ті роки XX століття розпочалася нова ера розвитку МРТ-діагностики. У цей час Річардом Ернстом було запропоновано проведення магнітно-резонансної томографії з використанням особливого методу - кодування (частотного, так і фазового). Саме цим способом візуалізації областей, що досліджуються, і користуються лікарі в наші дні. У 1980 році було продемонстровано знімок, на отримання якого пішло близько 5 хвилин. Вже за шість років тривалість відображення знизилася - до п'яти секунд. При цьому якість картинки залишалася незмінною.

У 1988 році було вдосконалено і метод ангіографії, що дозволяє відобразити кровотік пацієнта без додаткового введення в кров препаратів, які виконують роль контрасту.

Розвиток МРТ став новою віхою у сучасній медицині. Ця процедура застосовується у діагностиці захворювань:

хребта;

суглобів;

мозку (головного та спинного);

гіпофіза;

внутрішніх органів;

молочних залоз і т.д.

Можливості відкритого методу дозволяють виявляти захворювання на ранніх стадіяхі виявляти патології, що вимагають своєчасного лікування або ж негайного операційного втручання. Томографія, проведена на сучасному обладнанні, дає можливість отримати точне зображення органів, структур, що обстежуються, і тканин, а також:

зібрати необхідну інформацію про циркуляцію спинномозкової рідини;

визначати рівень активації областей кори головного мозку;

простежити за газообміном у тканинах.

Метод МРТ вигідно відрізняється від інших способів діагностики:

Він передбачає впливу, здійснюваного з допомогою хірургічних інструментів.

Магнітно-резонансна томографія безпечна та високоефективна.

Ця процедура відносно широко доступна і затребувана при дослідженні найбільш складних випадків, що вимагають детальної візуалізації змін, що відбуваються в організмі.

На відео нижче демонструються основні етапи функціонування сучасного томографа:

Принцип роботи МРТ (відео)

Принцип роботи магнітно-резонансного сканера (МРТ)

Як відбувається процедура? Людину поміщають у спеціальний вузький тунель, у якому він повинен перебувати у горизонтальному положенні. У трубі на нього впливає потужне магнітне поле приладу. Дослідження триває від 15 до 20 хвилин.

За пацієнта видається зображення. Воно створюється завдяки методу ЯМР – фізичному явищу магнітно-ядерного резонансу, пов'язаному з властивостями протонів. За допомогою радіочастотного імпульсу у створеному пристроєм електромагнітному полі виробляється випромінювання, що перетворюється на сигнал. Після цього він реєструється і обробляється комп'ютерною програмою.

Кожен обстежуваний та виведений на екран у вигляді зображення зріз має свою товщину. Цей спосіб відображення схожий з технологією видалення всього, що розташовується над шаром і під ним. При цьому велику роль відіграють окремі елементи об'єму та площини - частини зрізу та структурні компоненти магнітного резонансного знімка.

Оскільки людське тіло на 90% складається із води, відбувається стимуляція протонів атомів водню. Цей метод впливу дозволяє заглянути в організм та діагностувати серйозні захворюваннябез фізичного втручання.

Пристрій апарату МРТ

Сучасне обладнання, що розглядається, складається з наступних частин:

магніт;

котушки;

прилад, що генерує радіоімпульси;

клітина Фарадея;

джерело живлення;

система охолодження;

системи, що служать для обробки даних, що надходять.

Магніт

Створює стабільне поле, що характеризується однорідністю та високою напруженістю. Саме за останнім показником оцінюється потужність приладу. Саме від неї залежить якість одержуваного зображення та швидкість проведення процедури.

Залежно від напруженості всі апарати поділяються на такі групи:

Низькопальні - обладнання початкового рівня, відкриті, сила поля< 0.5 Tл.

Середньопідлогові – показники від 0,5-1 Тл.

Високопальні - відрізняються високою швидкістю дослідження, чітким зображенням навіть під час руху пацієнта під час обстеження. Напруженість магнітного поля цих установок – 1-2 Тл.

Надвисокопольні – понад 2 Тл. Використовуються для дослідних цілей.

Також виділяються наступні видивикористовуваних магнітів:

Постійні - виготовляються із сплавів, що мають феромагнітні властивості. Перевага таких елементів - їх не потрібно охолоджувати, оскільки вони не вимагають енергії для однорідного поля. Серед недоліків – велика вагавикористовуваної системи, низька напруженість. Також такі магніти чутливі до температурних змін.

Надпровідні - котушка, виготовлена ​​із спеціального сплаву. Через неї можуть пропускати великі струми. Результатом роботи такого пристрою стає створення потужного магнітного поля. Доповненням до конструкції йде система охолодження. Мінуси цього виду - підвищене споживаннярідкого гелію за низьких енерговитрат, великі витрати на експлуатацію приладу, обов'язкове екранування. Також значний ризик викидання охолоджуючої рідини з кріостата при втраті властивостей надпровідності.

• Резистивні - електромагніти не вимагають використання спеціальних систем охолодження, здатні створювати відносно гомогенне поле для проведення складних досліджень. Недолік - велика вага (приблизно 5 тонн, підвищується у процесі екранування)

Принцип роботи котушки в МРТ

Ці елементи призначені підвищення однорідності магнітного поля. Пропускаючи через себе струм, вони коригують показники, компенсуючи недостатню гомогенність. Такі деталі або розміщуються у рідкому гелії, або вимагають охолодження.

Результатом роботи градієнтних котушок стає створення чіткого зображення шляхом локалізації сигналу та збереження точної відповідності даних, отриманих під час процедури, та області, що досліджується лікарем.

Велике значення мають потужність і швидкість дії деталей - від цих показників залежить здатність приладу, рівень шуму у співвідношенні з сигналом і швидкість дії.

Передавач у МРТ: принцип роботи елемента у системі томографа

Даний прилад формує радіочастотні коливання та імпульси (прямокутної та складної форми). Подібне перетворення дозволяє досягти збудження ядер, вплинути на контраст зображення, що виводиться на знімок. Сигнал від елемента надходить на перемикач, який, своєю чергою, впливає на котушку, генеруючи РЧ магнітне поле, що впливає на спинову систему.

Приймач

Є відмінним високою чутливістюі низьким рівнем шуму підсилювач сигналу, робота якого відбувається на понад високих частотах. Реєстрований відгук зазнає змін - перетворення з МГц на кГц (від високих частот до низьких).

Запчастини для томографів

За отримання точного деталізованого зображення відповідають і реєструючі датчики, які розташовуються навколо органу досліджуваного пацієнта. Подібна процедура абсолютно безпечна: провівши випромінювання повідомленої енергії, протони повертаються в колишній стан.

За отримання точного деталізованого зображення відповідають і реєструючі датчики, які розташовуються навколо органу досліджуваного пацієнта. Подібна процедура абсолютно безпечна: провівши випромінювання повідомленої енергії, протони повертаються в колишній стан. Для покращення якості зображення та більшої деталізації зображення пацієнту можуть ввести контрастну речовину на основі гадолінію, що не викликає побічних реакцій. Спеціальний препаратпоміщається в шприц або ін'єктор, що автоматично розраховує дозування та швидкість введення. Подача засобу повністю синхронізована з перебігом сканування.

Якість проведеного обстеження залежить не тільки від напруженості магнітного поля, а й від використовуваної котушки, застосування контрастної речовини, особливостей діагностики та досвіду фахівця, який проводить томографію

Переваги такої процедури:

можливість отримання максимально точного зображення органу, що оглядається;

підвищення якості діагностики;
безпеку для пацієнта.

Томографи відрізняються за силою створюваного ними поля та «відкритості» магніту. Чим більша потужність поля, тим швидше проходить процедура сканування і вища якість тривимірного зображення.

Відкриті апарати МРТ мають C-подібну форму і є оптимальним варіантом для обстеження людей, які страждають на виражену клаустрофобію. Вони створювалися щодо додаткових процедур всередині магніту. Такий тип установок набагато слабший за закриті томографи.

Обстеження із застосуванням МРТ є одним із найефективніших і безпечних способівдіагностики та найбільш інформативним методом для детального дослідження спинного та головного мозку, хребта, органів черевної порожнини та малого тазу.

Ефективне лікування захворювань головного мозку ґрунтується на точній та інформативній діагностиці. Симптоматика таких захворювань, як правило, мало інформативна - це можуть бути головні болі, порушення зору, нудота та запаморочення і тому подібні ознаки. Для того щоб лікар міг своєчасно призначити необхідне лікування, потрібне докладне дослідження головного мозку. У цьому випадку МРТ головного мозку – це один із найнадійніших методів отримання вичерпних даних для лікаря.

Іноді симптомам можна не надавати великого значенняі думати, що все пройде саме. Або піти на МРТ самостійно, хоча насправді це зовсім не потрібно. Найчастіше це гроші, викинуті на вітер. Тільки лікар зможе визначити необхідність проведення МРТ та призначити той вид діагностики, який справді вам потрібен.

Симптоми, на які слід звернути увагу:

Часто болить або паморочиться в голові, двоїться в очах

Стали непритомніти

Турбують болі в суглобах та спині

Отримали травму (вивих, перелом, ушкодження суглобів чи м'язів)

Отримали черепно-мозкову травму

Пережили інсульт чи є підозра на нього

Зазнаєте болю в нижній частині живота

Маєте чи мали родичів із онкологічними захворюваннями

Якщо у вас є щось із переліченого, зверніться до лікаря, щоб він призначив вам необхідне МРТ обстеження.

За допомогою магнітно-резонансної томографії діагностуються такі захворювання як: пухлини і кісти, внутрішньомозкові аневризми, гострі ішемічні інсульти і т. д. .

Забороняється проведення МРТ за наявності в організмі кардіостимуляторів, металевих або феромагнітних імплантів середнього вуха.

Можливість проведення МРТ визначається лікарем індивідуально за наявності:

металевих імплантів, феромагнітних уламків;

внутрішньосудинних стентів, кава-фільтрів, судинних кліпс;

ендопротезів та конструкцій з феромагнітних сплавів;

неферомагнітних імплантів середнього вуха;

нервових стимуляторів;

інсулінових помп.

Не проводиться МРТ при важких захворюванняхнаприклад, декомпенсації серцевої недостатності.

МРТ апарат дозволяє провести дослідження пацієнтам із масою тіла до 130 кг.

Залежно від обстежуваного органу є різні рекомендаціїщодо підготовки до проведення МРТ обстеження. Зазвичай до процедури можливий помірний прийом їжі (за винятком МРТ органів черевної порожнини, нирок та надниркових залоз, органів малого тазу, дослідження з контрастуванням). Про підготовку до конкретного виду обстеження ви можете прочитати з кожного виду МРТ.

Процедура проходить так:

• Ви лежите на столі томографа і протягом усього дослідження зберігає нерухомість.
• Процедура не викликає ніяких неприємних відчуттів, триває від 10-15 до 40-50 хвилин, залежно від області, що досліджується.
• У ході обстеження чути шум працюючого томографа, можливе прослуховування музики замість типових шумів МР-сканера.
• У руці у вас є сигнальний пристрій, що забезпечує постійний зв'язок медперсоналом. Деякі дослідження проводяться з контролем пульсу та ЕКГ, із синхронізацією з дихання, застосуванням спеціальних поверхневих датчиків, що фіксують ці показники.