אבחון דלקת מפרקים ניוונית: דימות תהודה מגנטית

הדמיית תהודה מגנטית (MRI) בשנים האחרונות הפכה לאחת השיטות המובילות לאבחון לא פולשני של אוסטאוארתריטיס. מאז שנות ה -70, כאשר העקרונות של תהודה מגנטית (MP) שימשו לראשונה כדי לחקור את גוף האדם, עד היום שיטה זו של הדמיה רפואית השתנה באופן קיצוני וממשיך להתפתח במהירות.

ציוד טכני, תוכנה משתפרים, טכניקות הדמיה מתפתחות, ההכנות MP בניגוד לעומת מפותחים. זה מאפשר לך כל הזמן למצוא תחומים חדשים של היישום של MRI. אם בתחילה היה השימוש בו מוגבל רק למחקרים על מערכת העצבים המרכזית, כיום ה- MRI משמש בהצלחה כמעט בכל תחומי הרפואה.

בשנת 1946, קבוצה של חוקרים מאוניברסיטאות סטנפורד והארווארד גילו באופן עצמאי את התופעה, שנקראת תהודה מגנטית גרעינית (NMR). המהות של זה היה כי גרעינים של אטומים מסוימים, להיות בשדה מגנטי, תחת השפעת שדה אלקטרומגנטי חיצוני יכול לספוג אנרגיה, ולאחר מכן לפלוט אותו בצורה של אות רדיו. על גילוי זה פ. בלוך וא 'פרמל בשנת 1952 זכו בפרס נובל. תופעה חדשה בקרוב למד כיצד להשתמש לניתוח ספקטרלי של מבנים ביולוגיים (ספקטרוסקופיה תמ"ג). בשנת 1973, פול Rautenburg הפגינו בפעם הראשונה את האפשרות של קבלת תמונה באמצעות אותות תמ"ג. לפיכך, הופיעו טומוגרפיית תמ"ג. טומוגרמות התמ"ג הראשונות של האיברים הפנימיים של אדם חי הוכחו בשנת 1982 בקונגרס הבינלאומי לרדיולוגים בפריז.

יש לתת שני הסברים. למרות העובדה כי השיטה מבוססת על תופעת התמ"ג, זה נקרא תהודה מגנטית (MP), השמטת המילה "גרעיני". זה נעשה כך שלמטופלים אין מושג על הרדיואקטיביות הקשורה לריקבון הגרעין האטומי. ואת הנסיבות השני: MP-tomographs אינם בטעות "מכוון" פרוטונים, כלומר. על גרעין המימן. אלמנט זה ברקמות הוא מאוד, וגרעיניו יש את הרגע המגנטי הגדול ביותר בין כל גרעיני האטום, אשר גורם רמה גבוהה מספיק של האות MR.

אם בשנת 1983 היו רק כמה מכשירים ברחבי העולם מתאים למחקר קליני, עד תחילת 1996 היו כ -10,000 טומוגרפיות בעולם. מדי שנה, 1000 מכשירים חדשים מיושמים הלכה למעשה. יותר מ 90% של צי של MP-tomographs הם מודלים עם מגנטים מוליכי (0.5-1.5 T). מעניין לציין כי אם באמצע שנות ה -80 של החברה - יצרני MP-טומוגרפיה מודרך על ידי העיקרון של "גבוה יותר בתחום, כן ייטב", תוך התמקדות במודל עם שדה של 1.5 T ומעלה, עד סוף שנות ה -80 היה ברור כי ברוב היישומים אין להם יתרונות משמעותיים על מודלים עם כוח שדה בינוני. לכן, המפיקים העיקריים של-טומוגרפיה MP ( "GE", "סימנס", "פיליפס", "טושי ba", "פיקר", "ברוקר" ואחרים.) עכשיו לשים לב רב לייצור מודלים באמצע ואפילו נמוכים שדה, אשר נבדלים ממערכות שדה גבוה ב קומפקטיות הכלכלה עם איכות תמונה משביעת רצון ועלות נמוכה משמעותית. מערכות קומה גבוהה משמשים בעיקר מרכזי מחקר לניהול MR ספקטרוסקופיה.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]

העיקרון של שיטת ה- MRI

המרכיבים העיקריים של MP-tomograph הם: מגנט אולטרה חזק, משדר רדיו, קבלת סליל תדר רדיו, מחשב ולוח הבקרה. לרוב המכשירים יש שדה מגנטי עם רגע מגנטי מקביל לציר הארוך של גוף האדם. עוצמת השדה המגנטי נמדדת ב- Tesla (T). עבור שדות קליניים לשימוש MRI עם כוח של 0.2-1.5 T.

כאשר המטופל ממוקם בשדה מגנטי חזק, כל הפרוטונים שהם דיפולות מגנטיות מתגלים בכיוון השדה החיצוני (כמו מחט מצפן, המונחה על ידי השדה המגנטי של כדור הארץ). בנוסף, הצירים המגנטיים של כל פרוטון מתחילים לסובב סביב כיוון השדה המגנטי החיצוני. זו תנועה סיבובית ספציפית נקרא תהליך, ואת התדירות שלה היא תדר מהדהד. כאשר דופק תדר רדיו אלקטרומגנטי קצר מועבר דרך גוף המטופל, השדה המגנטי של גלי הרדיו גורם לרגעים המגנטיים של כל הפרוטונים להסתובב סביב הרגע המגנטי של השדה החיצוני. כדי שזה יקרה, יש צורך שתדירות גלי הרדיו תהיה שווה לתדר התהודה של הפרוטונים. תופעה זו נקראת תהודה מגנטית. כדי לשנות את הכיוון של פרוטונים מגנטיים, שדות מגנטיים של פרוטונים וגלי רדיו חייב להדהד, כלומר. יש אותה תדירות.

נוצר רגע מגנטי כולל ברקמות החולה: הרקמות ממוגנטות והמגנטיות שלהן מכוונת אך ורק לשדה המגנטי החיצוני. מגנטיות פרופורציונלית למספר הפרוטונים ליחידת נפח של רקמות. המספר העצום של פרוטונים (גרעיני מימן) הכלולים ברוב הרקמות גורם לעובדה שהרגע המגנטי הטהור גדול מספיק כדי לגרום לזרם חשמלי בסליל המקבל הנמצא מחוץ למטופל. אלה האותות MP המושרה משמשים לשחזר את התמונה MR.

תהליך המעבר של האלקטרונים של הגרעין ממצב נרגש למצב שיווי המשקל נקרא תהליך הרפיה ספין-הסריג או הרפיה אורכית. הוא מאופיין על ידי T1-Spin-lattice זמן הרפיה - הזמן הדרוש כדי להעביר 63% של גרעינים למצב שיווי משקל לאחר שהם נרגשים על ידי דופק 90 °. T2 הוא גם ספין ספין זמן הרפיה.

ישנן מספר דרכים להשיג MP-tomograms. ההבדל שלהם טמון סדר ואופי של הדור של פעימות תדר רדיו, שיטות לניתוח האותות MP. הנפוצים ביותר הן שתי שיטות: ספין-סריג ספין הד. עבור ספין הסריג, זמן הרפיה T1 מנותח בעיקר. רקמות שונות (חומר אפור ולבן של המוח, נוזל מוחי, רקמות סרטניות, סחוס, שרירים וכו ') יש פרוטונים עם זמני הרפיה שונים T1. עם משך הזמן של T1, עוצמת האות MP קשורה: ככל ש - T1 קצר יותר, כך עוצמת אות ה - MR גבוהה יותר והמצית חלל התמונה מופיע בצג הטלוויזיה. רקמת שומן על טומוגרם MP הוא לבן, ואחריו את עוצמת האות MP בסדר יורד הם המוח וחוט השדרה, איברים פנימיים צפופים, קירות כלי הדם והשרירים. אוויר, עצמות ו calcifications למעשה לא נותנים אות MP ולכן מוצגים בשחור. יחסים אלה של זמן הרפיה T1 ליצור את הדרישות המוקדמות להדמיה של רקמות נורמלי ומשתנה על tomograms MR.

בשיטה אחרת של טומוגרפיית MP, הנקראת ספין-אקו, נשלחת סדרה של פעימות תדרי רדיו למטופל המפעיל את הפרוטונים. לאחר הפסקת פעימות, האותות MP התגובה נרשמות. עם זאת, עוצמת האות התגובה קשורה באופן שונה למשך T2: T2 קצר יותר, את האות חלש יותר, וכתוצאה מכך, את הבהירות של המסך של מסך הטלוויזיה הוא נמוך יותר. לפיכך, התמונה הסופית של MRI בשיטה T2 היא הפוכה מזו של T1 (כמו שלילית לחיובית).

ב MP-tomograms, רקמות רכות מוצגים טוב יותר מאשר על טומוגרמות מחשב: שרירים, שכבות שומן, סחוס, כלי. על מכשירים מסוימים, ניתן לקבל תמונה של כלי ללא הצגת סוכן ניגוד (MP-Angiography). בשל תכולת המים הנמוכה ברקמת העצם, זה אינו יוצר אפקט הגנה, כמו בטומוגרפיה ממוחשבת של רנטגן, כלומר. לא מפריע לתמונה, למשל, חוט השדרה, דיסקים בין-חולייים וכו '. כמובן, גרעיני המימן מכילים לא רק במים, אלא רקמות העצם הם קבועים במולקולות גדולות מאוד מבנים צפופים ולא להפריע MRI.

יתרונות וחסרונות של MRI

היתרונות העיקריים של MRI אינם פולשניים, מזיק (אין חשיפה לקרינה), קבלת תמונת דמות התל-ממדי, ניגוד טבעי נע דם, היעדר הממצאים של רקמת עצם, בידול גבוה של רקמות רכות, את היכולת לבצע-ספקטרוסקופיה MP עבור מחקר in vivo של חילוף חומרים של רקמות in vivo. MPT מאפשר לך לקבל תמונה של שכבות דקות של גוף האדם בכל סעיף - ב חזיתית, sagittal, צירית ומישור אלכסוני. ניתן לשחזר תמונות volumetric של איברים, כדי לסנכרן את הקבלה של tomograms עם שיניים אלקטרוקרדיוגרמה.

החסרונות העיקריים בדרך כלל קשורים זמן רב מספיק שנדרש כדי להפיק תמונות (בדרך כלל דקות), אשר מוביל את המראה של חפצים מן תנועות נשימה (בעיקר מפחית את היעילות של מחקר אור), הפרעות קצב (כשהמחקר הלב), חוסר היכולת לזהות באופן אמין אבנים, הסתיידויות, כמה סוגי הפתולוגיה של מבני עצמות, העלות הגבוהה של הציוד ותפעולו, דרישות מיוחדות למבנים שבהם נמצאים המכשירים (סינון מהפרעות), חוסר האפשרות לבחון אני חולה עם קלסטרופוביה, קוצבי לב מלאכותיים, שתלי מתכת גדולים ממתכות לא רפואיות.

[8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15]

חומרים מנוגדים עבור MRI

בתחילת השימוש MRI, הוא האמין כי הניגוד הטבעי בין רקמות שונות מבטלת את הצורך סוכנים בניגוד. עד מהרה התברר כי ההבדל בין אותות בין רקמות שונות, כלומר את הניגוד של התמונה MR ניתן לשפר באופן משמעותי על ידי התקשורת בניגוד. כאשר המדיום הראשון ניגודיות MP (המכיל יונים gadolinium פרמגנטי) הפך זמין מסחרית, מידע אבחון של MRI גדל באופן משמעותי. המהות של הסוכן MR- בניגוד הוא לשנות את הפרמטרים המגנטיים של פרוטונים של רקמות ואיברים, כלומר. לשנות את זמן הרפיה (TR) של פרוטונים T1 ו T2. עד כה, ישנם מספר סיווגים של MP- בניגוד סוכנים (או ליתר דיוק, סוכנים בניגוד - CA).

על ידי ההשפעה השלטת על זמן הרפיה של MR-Cadel ב:

• T1-KA, אשר לקצר את T1 ובכך להגדיל את עוצמת האות MP של הרקמות. הם נקראים גם SC חיובי.
• T2-KA, אשר מקצר את T2, הפחתת עוצמת האות MR. זהו SC שלילי.

בהתאם המאפיינים המגנטיים של MR-SC מחולקים פרמגנטיים superparamagnetic:

[16], [17], [18], [19], [20]

מדיה ניגודיות פרמגנטית

תכונות Paramagnetic הם בבעלות אטומים עם אחד או יותר אלקטרונים unaired. אלה הם יונים מגנטיים של גדוליניום (אלוהים), כרום, ניקל, ברזל, וגם מנגן. תרכובות גדוליניום היו בשימוש נרחב ביותר מבחינה קלינית. ההשפעה המנוגדת של גדוליניום נובעת מקיצור זמן הרפיה T1 ו- T2. במינונים נמוכים, ההשפעה על T1, אשר מגביר את עוצמת האות, השולט. במינונים גבוהים, ההשפעה על T2 שולטת עם ירידה בעוצמת האות. פרמגנטיקה כיום בשימוש נרחב ביותר בפועל קליני אבחון.

תקשורת ניגודיות סופרמגנטית

ההשפעה הדומיננטית של תחמוצת ברזל superparamagnetic היא קיצור של הרפיה T2. כאשר המינון עולה, עוצמת האות יורדת. לקבוצה זו של חללית ניתן לייחס לוויינים פרומגנטיים, הכוללים תחמוצות ברזל פרומגנטיות המבנית דומה לפריט מגנטיט (Fe ^{2 +} OFe ₂ ^{3 +} 0 ₃ ).

הסיווג הבא מבוסס על הפרמקוקינטיקה של CA (סרגייב, V.V, Isoavt, 1995):

• תאיים (רקמות ספציפיות);
• גסטרואינטסטינאלי;
• אורגנו-טרופי (רקמות ספציפיות);
• macromolecular, אשר משמשים כדי לקבוע את שטח כלי הדם.

באוקראינה, ארבעה MR-CAs ידועים, אשר הם מסיס במים solamle פאראגנטיק SCS, אשר gadodiamide וחומצה gadopentetic נמצאים בשימוש נרחב. שאר קבוצות SC (2-4) עוברים שלב של ניסויים קליניים בחו"ל.

תאיים מסיסים במים MP-CA

שם בינלאומי	נוסחה כימית	מבנה
חומצה Gadopentetic	Gadolinium dimeglumina diethylenetriaminepentaacetate ((NMG) 2GD-DTPA)	ליניארי, יונית
חומצה gadoterovaya	(NMG) GD-DOTA	מחזורית, יונית
Gadodamidid	Gadolinium diethylenetriaminepentaacetate-bis-methylamide (Gd-DTPA-BMA)	לינארי, לא יונית
אוטוטרידול	Gd-HP-D03A	מחזורית, לא יונית

חללית תאית מנוהלת תוך ורידי, 98% מהם מופרשים על ידי הכליות, לא לחדור את מחסום הדם במוח, יש רעילות נמוכה, שייכים לקבוצה פרמגנטית.

התוויות נגד MRI

התוויות נגד מוחלטות כוללות את התנאים שבהם המחקר הוא מטפל בסכנת חיים. לדוגמה, נוכחות של שתלים, אשר מופעלים באמצעים אלקטרוניים, מגנטיים או מכניים, הוא בעיקר קוצבי לב מלאכותיים. השפעת קרינת ה- RF מסורק ה- MR עלולה להפריע לתפקוד המפעיל המפעיל את מערכת השאילתה, שכן שינויים בשדות מגנטיים יכולים לחקות את פעילות הלב. האטרקציה המגנטית יכולה גם לגרום למריץ לנוע בקן ולהזיז את האלקטרודות. בנוסף, השדה המגנטי יוצר מכשולים להפעלת שתלים פרומגנטיים או אלקטרוניים של האוזן התיכונה. נוכחותם של שסתומי הלב המלאכותיים מהווה סכנה והיא התווית נגד מוחלטת רק כאשר נבדקים על סורקי MR גבוהים בשדה, ואם השסתום הניח קלינית להינזק. נוכחותם של שתלים קטנים כירורגיים במתכת (קליפים ההמוסטטים) במערכת העצבים המרכזית מתייחסת גם לתוויות נגד מוחלטות למחקר, שכן עקירתם עקב משיכה מגנטית מאיימת לדמם. נוכחותם בחלקים אחרים של הגוף היא פחות איום, שכן לאחר הטיפול, fibrosis ו אנקפסולציה של מהדק לעזור לשמור אותם במצב יציב. עם זאת, בנוסף לסכנה הפוטנציאלית, נוכחותם של שתלי מתכת עם תכונות מגנטיות בכל מקרה גורמת לכלוכים היוצרים קשיים בפירוש תוצאות המחקר.

התוויות נגד MRI

מוחלט:	יחסית:
קוצבי לב	ממריצים אחרים (משאבות אינסולין, ממריצים עצביים)
שתלים פרומגנטיים או אלקטרוניים של האוזן התיכונה	שתלים לא פרומגנטיים של האוזן הפנימית, שסתומי לב תותבים (בשדות גבוהים, עם חוסר תפקוד לקוי)
מלחציים דמויי מוח	קליפים המוסטטיים של לוקליזציה אחרת, אי ספיקת לב מפוקפקת, הריון, קלסטרופוביה, הצורך במעקב פיזיולוגי

כדי התוויות נגד יחסית, בנוסף האמור לעיל, כוללים גם אי ספיקת לב מפוקפקת, הצורך ניטור פיזיולוגי (אוורור מכני, משאבות אינפוזיה חשמלית). קלאוסטרופוביה היא מכשול למחקר ב 1-4% מהמקרים. ניתן להתגבר, מצד אחד, על שימוש במכשירים עם מגנטים פתוחים, מצד שני - הסבר מפורט על המנגנון ועל מהלך הסקר. עדות להשפעה המזיקת של MRI על העובר או העובר אינה מתקבלת, אך מומלץ להימנע מ- MRI בשליש הראשון של ההריון. השימוש ב- MRI במהלך ההריון מצוין במקרים שבהם שיטות אחרות שאינן מייננות של דימות אבחוני אינן מספקות מידע מספק. MRI מחייבת השתתפות רבה יותר למטופל מאשר טומוגרפיה ממוחשבת, כמו תנועת מטופל במהלך הבדיקה היא הרבה השפעה חזקה על איכות תמונה, כך במחקר של חולים עם הפרעות אקוטיות, הכרה מעורפלת, מדינות ספסטית, דמנציה, כמו גם ילדים לעתים קרובות קשה.

[21], [22], [23], [24], [25], [26]