МРТ працює, виявляючи магнітні частинки в атомах всередині клітин і посилаючи магнітні імпульси з різною швидкістю і силою через тіло пацієнта. Імпульси вловлюються електромагнітним приймачем. Магнітно заряджені частки в тканинах вишиковуються під дією магнітного імпульсу, а потім, коли магнітне поле вимкнене, вони повертаються на свої позиції (цей процес повернення в початковий стан отримав назву «релаксація»), що реєструється апаратом МРТ.
Є довгі-сильні імпульси, короткі-сильні імпульси, довгі і короткі-слабкі імпульси і багато інших їх різновидів. Лікарі-діагности використовують ці різні послідовності імпульсів (спінові послідовності), щоб розрізняти різні тканинні структури тіла одна від одної. Протягом багатьох років вивчення рентгенологи з’ясували, що різні тканини організму (мозок, кістки, печінка, кров і т. ін.) найкраще проявляються при використанні різних комбінацій імпульсних методів. Дослідники також виявили, що певні комбінації методів МРТ здатні фіксувати аномалії в організмі – такі як пухлини, рубці тощо.
Коли хворому проводять сеанс сканування за допомогою МРТ, лікарі отримують кілька зображень різного типу. Стандартні зображення МРТ, які використовуються при підозрі практично на будь-яке захворювання, називаються T1 і T2 (це залежить від способу визначення релаксації магнітних частинок). Типи сканування постійно вдосконалюються, але при розсіяному склерозі (РС) найбільш часто використовуваним методом сканування для медичних досліджень є FLAIR (отримання зображення з застосуванням режиму пригнічення сигналу від рідини).
Принцип роботи МРТ полягає в тому, що різні типи тканин під дією магнітного поля виділяють різні рівні енергії. Комп'ютер за допомогою потоку частинок немов «розрізає» сканований орган на окремі шари і збирає повернутий енергетичний сигнал з одного зрізу за один раз. Апарат МРТ також може визначати сигнал по маленьких кубиках кожного зрізу. Ці кубики називаються вокселями («воксель» – скорочення від «об'ємний тривимірний піксель»).
Кожен зріз надає інформацію для одного зображення, а кожен воксель надає інформацію для одного пікселя в цьому зображенні. Весь процес використовує дуже складну математику, але в кінцевому підсумку, чим вище загальний сигнал від вокселя, тим яскравіше піксель на кінцевому зображенні (і чим нижче сигнал, тим темніше піксель). При скануванні за методом T1 сіра речовина випромінює слабкий сигнал і виглядає на зображеннях темніше, ніж біла речовина, яка дає більш високий сигнал і виглядає блідо-сірою. Слід також зазначити, що спинномозкова рідина (СМР) видає найслабший сигнал і тому на зображенні МРТ виглядає чорною.
При скануванні з використанням методу T2 все відбувається навпаки: сіра речовина виглядає блідо-сірою, біла речовина виглядає більш темно-сірою, а спинномозкова рідина виглядає білою. FLAIR – це особливе налаштування при МРТ за методом T2, яке забезпечує пригнічення сигналу від СМР. Це призводить до того, що сіра речовина на знімку МРТ FLAIR виглядає блідо-сірою, біла речовина виглядає темно-сірою, а СМР виглядає чорною. Абревіатура FLAIR розшифровується як Fluid Attenuated Inversion Recovery, тобто «інверсія-відновлення з пригніченням сигналу від рідини». Це частина методу візуалізації Т2, але зі своїми особливостями. Мета цього методу – забезпечити розрізнення об'єктів, які межують з областями рідини (наприклад, спинномозкової рідини в шлуночках головного мозку).
Різні ураження теж дають різні сигнали. Загалом, ураження білої речовини при РС дає високий сигнал при скануванні за методами T2 і FLAIR, що призводить до того, що вогнище РС виглядає як біла пляма на тлі білої речовини мозку, яка при цих типах сканування виглядає відносно темною.
Метод T1 зазвичай малопридатний для виявлення вогнищ розсіяного склерозу, якщо тільки хвороба не призвела до відмирання або атрофії тканин в ураженій ділянці, і в цьому випадку вогнище РС називають «чорною дірою» або «чорною плямою» – тому що на зображенні Т1 воно виглядає як чорна пляма.
Терміни «гіперінтенсивність», «гіперінтенсивний», «високий рівень сигналу» тощо стосуються того, що десь на знімку МРТ є ділянка світліша(«біліша») ніж повинно бути в нормі, оскільки «гіпер -» – це префікс, що означає «щось, що знаходиться нагорі», «перевищує норму». Відповідно терміни «гіпоінтенсивність», «гіпоінтенсивна ділянка» тощо стосуються того місця, яке темніше, ніж повинно бути, оскільки «гіпо-» означає «менше». Що саме означають ці терміни в кожному конкретному випадку, залежить від розміру, форми, розташування аномальних ділянок на зображенні і типу сканування.
Трохи вище згадувалося, що СМР омиває мозок. Це означає, що всі борозни мозку заповнені ліквором, і тому на зображеннях Т2 багато білого. Виявити ураження серед безлічі абсолютно нормальних зображень білого кольору може бути складним завданням, однак на зображеннях FLAIR це дійсно досить просто – адже білого не повинно бути дуже багато; вся СМР чорна. (Водночас деякі маленькі білі плями можуть бути цілком нормальним явищем на таких знімках – це, як правило, судини).
Іноді неврологи вважають за необхідне провести пацієнту контрастне сканування. Це сканування T1, зроблене після введення пацієнтові контрастної речовини. Переважно це гадоліній, який виглядає яскраво-білим на знімку T1. Центральна нервова система (ЦНС), тобто головний і спинний мозок, захищені гематоенцефалічним бар'єром (ГЕБ), який запобігає потраплянню у неї речовин, здатних завдати їй шкоди; гадоліній зазвичай не здатний подолати гематоенцефалічний бар'єр.
При РС клітини імунної системи проходять через гематоенцефалічний бар'єр і атакують мієлінове покриття нервів у цій ділянці, викликаючи запалення і пошкодження: виникає вогнище хвороби. Коли це відбувається, ураження називається «активним», «підсилюючим» або «підсилюючим контраст». Пролом, який імунна система створила в гематоенцефалічному бар'єрі, дозволяє гадолінію проникати всередину. Якщо гадолінію в ЦНС немає, на знімку МРТ не повинно бути яскраво-білих плям, що сигналізують про присутність цього елемента всередині головного або спинного мозку. Якщо такі плями є, вони вказують, де є порушення, іншими словами, де імунна система активно створює нове пошкодження у мієліновій оболонці нервів.
Контрастні речовини застосовуються з двох основних причин: для виявлення найновіших уражень (як правило, уражень, не старіших приблизно від двох до шести тижнів), оскільки їх може бути важко побачити на звичайній МРТ, а також для того, щоб допомогти з’ясувати, які ураження є активними, а які ні. Останнє має велике значення для прийняття рішення про метод лікування. Для цього також можна використовувати новіші типи сканування, наприклад дифузно-зважена МРТ (ДЗ-МРТ, DWI), яка застосовується для кількісного виміру дифузії молекул води в біологічних тканинах. З цих причин контраст зараз використовується рідше.
Більшість сканерів МРТ мають потужність магнітного поля 1,5T (тесла). Є кілька моделей сканерів з потужністю 3T (і навіть ще більш потужних), які набагато потужніші у порівнянні із сканерами 1,5T. Крім того, існують дуже потужні сканери 7T, які використовуються в деяких університетських клініках.
«Ефекти часткового об’єму» є важливим фактором якості сканування і особливо актуальні у тих випадках, коли пацієнтові кажуть, що результати МРТ гарні, або що у нього немає нових вогнищ ураження попри появу нових симптомів. Як вже згадувалося, комп'ютер «нарізає» всі тканини, що скануються, на окремі шари, а потім розбиває шари на маленькі кубики, сигнал від яких визначає, наскільки темним або світлим буде піксель на зображенні. Слід наголосити, що розмір цих кубиків має велике значення.
Тепер уявімо воксель, що складається в основному з білої речовини, але з невеликим ушкодженням. При скануванні за методом T2 ураження дають високі сигнали, тому піксель тепер буде виглядати яскравіше, ніж розташований поруч, але в неураженому РС місці. Але наскільки яскравіше? Якщо це невеликий воксель, і ураження забезпечує значну частку сигналу, піксель буде явно яскравішим, ніж сусідній піксель, і рентгенолог повинен легко його помітити.
Однак, якщо це великий воксель, додатковий сигнал від ураження може зробити піксель тільки трохи блідішим, ніж сусідній, і підвищити ймовірність того, що лікар його не помітить. Отже, висновок з цього такий: важливо мати тонкі зрізи і маленькі вокселі! Підійдуть шари товщиною 3 мм. Менше цього – прекрасно, але якщо зрізи будуть товщими, виникне втрата чіткості, що збільшує шанси пропустити невеликі ураження. При товщині «зрізів» 6 мм і більше, навіть досвідчений лікар може пропустити середні, а іноді і великі ураження РС. (Середній розмір вогнища розсіяного склерозу становить 7 мм).
Товщина зрізу зазвичай не вказується у звітах або на зображеннях, але кількість зображень є такою ж, як і кількість зрізів, тому чим більша кількість зображень за одне сканування, тим тонші зрізи. Найкращі зображення, як правило, виходять із тонких зрізів з малими вокселями на сильнішому сканері, але малі вокселі на сканері 1,5Т будуть більш інформативними, ніж великі вокселі на сканері 3Т.
Як розв’язати проблему «невловимості» вогнищ РС
У ході візуалізації уражень мозку при РС за допомогою МРТ можна отримувати результати різної якості в залежності від методу, віку (стадії) ураження, потужності МРТ і використання контрасту. Перші зображення МРТ отримували без контрасту. Зараз для отримання зображень використовується кілька різних методів, в тому числі такі два як отримання T1-зважених і T2-зважених зображень. Перший прохід МРТ покаже старі ураження, які достатньо великі, щоб їх можна було побачити за допомогою апарату МРТ. Не слід забувати про те, що багато уражень при РС занадто малі, щоб їх можна було побачити на всіх знімках МРТ. У міру того, як стає доступним кожне нове покоління апаратів МРТ, вони стають більш потужними і здатними виявляти вогнища пошкодження мозку при РС ефективніше, ніж апарати попереднього покоління. При використанні більш нового, більш потужного апарату МРТ буде видно більше уражень РС.
«Класичні» старі, покриті рубцями зрілі вогнища або бляшки при розсіяному склерозі на знімку МРТ мають овальну форму, а також мають чітко окреслені межі і знаходяться в білій речовині. Класичні ураження при розсіяному склерозу також зазвичай мають довгу вісь, перпендикулярну шлуночкам (великі, заповнені рідиною простори) головного мозку. Характерна локалізація (але не виключна) – перивентрикулярна, юкстакортікальна, мозолисте тіло, мозочок і шийний відділ хребта. Крім того, важливі і часто дуже симптоматичні ураження виявляються в стовбурі мозку і грудному відділі хребта. Спинний мозок закінчується в нижній частині грудного відділу хребта, тому при РС відсутнє таке явище, як ураження поперекового відділу спинного мозку. На зображеннях Т2 рубцеві ураження будуть видимі у вигляді світлих, яскравих (гіперінтенсивних) ділянок. Це класичні ураження або «бляшки» при розсіяному склерозі. Але за допомогою звичайного МРТ-зображення НЕМОЖЛИВО сказати, чи є таке ураження старим і чи знаходиться воно в сплячому стані, а також чи є в ньому або навколо нього активний запальний процес.
На зображеннях T1 дуже старі, ушкоджені ділянки мозку, будуть відображатися як менш щільні (порожні) простори або «чорні діри». Якщо цих порожніх ділянок багато, мозок в кінцевому підсумку стискається, «ущільняється» навколо них. На знімку МРТ це відображається як втрата об’єму мозку. Це явище також відоме як атрофія мозку. Така атрофія особливо помітна при прогресуючих типах розсіяного склерозу і після багатьох років хвороби. При атрофії мозку збільшується простір між черепом і мозком. Наповненість спинно-мозковою рідиною буде більшою. Також розширюються глибокі складки мозку (так звані борозни).
Про потребу в застосуванні контрастних речовин
Нові, активні вогнища при розсіяному склерозі може бути не видно на знімку звичайної МРТ, тому що область нервів, хоча і запалена, але все ще значною мірою не пошкоджена і має нормальну щільність. На звичайній МРТ мозок буде виглядати як нормальний. Без контрасту (гадолінію) ураження не проявиться і, швидше за все, залишиться непоміченим. При використанні контрасту уражені області будуть виділятися або збільшуватися. Вони будуть виглядати на знімку МРТ яскравіше, ніж мозок навколо них, і яскравіше, ніж старі, покриті рубцями вогнища. Таким чином, нові ураження будуть відображатися як «активні» області. Крім того, більш старі гіперінтенсивні вогнища, в яких відбувається нове загострення РС (що отримало назву «реактивація»), матимуть до того ж яскравий обідок або кільце. Поява «підсилюючого» кільця особливо характерна для РС. Коли лікар порівнює зображення, отримане під час звичайної МРТ, зі знімком контрастної МРТ, він може побачити підвищену яскравість цього реактивованого старого вогнища. Нові ураження з активним запаленням зазвичай з'являються протягом 2-6 тижнів, перш ніж вони зникнуть і стануть «старими» ураженнями.
При РС рецидиви та ремісії, які є дуже типовими для цього захворювання, виникають через атаку власної імунної системи на нерви, і через здатність організму самостійно зцілювати деякі ураження або більшість з них. Тому лікарі часто можуть побачити відображення перебігу захворювання, вивчаючи знімки МРТ, зроблені у різний час.
Метод T2-зважених зображень МРТ найкраще підходить для виявлення зрілих, щільних, покритих рубцями вогнищ, де овальні ураження виглядають яскравіше, ніж навколишній мозок. Звідси і з'явився термін «гіперінтенсивність Т2». Водночас слід зазначити, що гіперінтенсивні ураження на знімках Т2 не обов'язково пов'язані з розсіяним склерозом. Їх також можуть викликати інші розлади, такі як мігрень, гіпертонія, невеликі інсульти та інші. Водночас метод візуалізації за допомогою T1-зважених зображень найкраще підходить для виявлення старих реабсорбованих «чорних дірок» там, де раніше були вогнища ураження.
Джерело:
https://multiple-sclerosis-research.org/2021/01/today-i-lost-my-virginity/
