Диссертация (Диагностическое значение современных методик МРТ в оценке рака предстательной железы), страница 10

Объем-селекция. Намагниченность всего объекта дефазируетсяпервым подавляющим градиентом. Селективный градиент 180-градусногоимпульса выбирает срез в объекте. Спины только этого среза испытывают180-градусный эхо-импульс и перефазируются вторым подавляющимградиентом.

Для объем-селекции три селективных градиента являютсяортогональными. В результате этого выбирается кубовидный объем впределах объекта.2.Ненужныестимулированныеэхо-сигналыисигналыССИдефазируются подавляющими градиентами.Задержка между 90-градусным импульсом возбуждения и первым 180градусным импульсом максимально коротка во избежание наложенияградиентов.Если установить минимальное TE, второй РЧ импульс будетрасположен близко к первому РЧ импульсу без наложения связанныхимпульсов.

Получение эхо-сигнала можно настроить на половинное,симметричное или максимальное. Кратчайшее возможное TE определяетсясреди прочего размером VOI, основным магнитным полем, используемойпередающей катушкой; оно равно ~ 22 мс.ДляполученияпоследовательностьМР-спектрограммсозданияиспользовалиизображенийтрехмернуюхимическогосдвига—3D-CSI (Chemical Shift Imaging), обладающих несомненным информативнымпреимуществом, поскольку:• объем в форме блока можно хорошо адаптировать к размеру/формепростаты;• число шагов кодирования фазы в плоскости снижено, но увеличено внаправлениисреза:общеечислошаговдостаточнодляхорошегоочерчивания объема.Расположение объема в спектроскопии простаты весьма критично,поэтому должно выполняться очень внимательно.62• В исследуемый объем включаются только ткань простаты дляоптимальногошиммирования(окружающийжирвызоветизменениявосприимчивости).• Оптимальное шиммирование требуется для отделения холина,креатина, и для отделения J-связи цитрата (если из исследуемого объемажировая ткань исключена полностью, подавление жира не требуется).• Хотя бы в одной плоскости (преимущественно в аксиальной)воспользуйтесь анатомическим Т2-взвешенным изображением с подавлениемсигнала от жира: высокий сигнал (простаты) легко отличим от окружающегожира.Объем-селекция выполняется по 3 осям с помощью приложениясрез-селективных градиентов.

Метод PRESS, зависящий от градиента объемселекции, основан на возбуждении спинов на определенной частоте.Результатомэтогоявляетсячастотно-селективнаяобъем-селекция,т.е. выбираются только те спины, которые прецессируют с такими частотами,которые присутствуют в РЧ импульсе.Различные метаболиты в исследуемой ткани прецессируют с разнымичастотами. В результате этого, выбранный объем будет разным для разныхметаболитов: это объясняется смещением химического сдвига. Расстояние,на которое сдвигается объем, связано с полосой пропускания импульсавозбуждения и перефокусирующего импульса (рис.

12).63Рисунок 12 — Смещение химического сдвига (CS). (BW = полоса пропускания,дельта x = смещение CS). Слева: малая полоса пропускания,большее смещение CS.Справа: большая полоса пропускания, меньшеесмещение CSШиммирование требуется во всех спектроскопических сканированияхдля оптимизации однородности магнитного поля в объеме интересов. Объемс недостаточным шиммированием показывает быстрое затухание сигнала вовременной области и широкие линии спектра в частотной области.

Прихорошем шиммировании сигнал дольше удерживается во временной области,а результирующая пиковая интенсивность в частотной области выше, приэтом ширина линий меньше (рис. 13).Рисунок 13 — Шиммирование сигнала воды во временной области (А) ичастотной области (В). Черная кривая: недостаточно шиммированныйсигнал. Серая кривая: результат хорошего шиммирования.Поскольку неоднородности магнитного поля одинаково влияют напики всех метаболитов, шиммирование может существенно изменитьполучение адекватного отношения сигнал/шум для спектра метаболита.По завершенииэтапаподготовкишиммированияFWHM-значение64(полная ширина на половине максимума) пика воды отображается винформационной строке.

Это значение выражается в Гц.Для спектроскопии ПЖ требуется подавление жира, если объем большесамой простаты. Обычно это бывает при CSI.SPAIR — это спектрально-селективная адиабатическая инверсия жира(или воды), которая используется также в при стандартном МРТ.Время повторения SPAIR в спектроскопии определяется временемповторения (TR) последовательности.•(почти)Если время повторения SPAIR достаточно долгое, чтобы допуститьполнуюT1-релаксациюжира,задержкаIRдолжнабытьприблизительно равной 0,6 × T1 и равной времени, использованному впоследовательностях STIR.•Если время повторения SPAIR короткое, а T1-релаксация жира неполная, присутствуют эффекты насыщения, и задержка IR должна бытькороче для достижения полного подавления жира.Сдвиг SPAIR задает переход между неподавленной и подавленнойтканью, и должен выбираться таким образом, чтобы не подавлялись смежныеисследуемые метаболиты.

Ближайший исследуемый метаболит — это цитратпри ~2,6 ppm. Безопасное подавление можно выполнять до ~2,0 ppm, чтоприводит к частотному сдвигу +/– 0,7 ppm. К последовательности для(дополнительного) подавления жира можно также добавить BASINGимпульс. В последовательности размещаются дополнительные импульсы иградиенты, что увеличивает кратчайшее ТЕ. Поскольку оптимальное ТЕ вспектроскопии простаты обычно продолжительное, импульсы легко в негопомещаются. Частотный сдвиг импульса следует установить на частотужира.65Рисунок 14 — Опережающий импульс SPAIR и отношение между задержкойи временем повторения SPAIR.Из-за высокого содержания воды в тканях человека, протоны — ядраводорода, в естественных условиях обеспечивают самый сильный сигнал. Впаренхиме ПЖ, концентрация цитрата, креатина и холина приблизительно в10,000–100,000 раз ниже, чем в воде.

Интенсивность сигнала от этихметаболитов будет во столько же раз ниже. Тем не менее, возможно измеритьрезонансыметаболитовснизкимуровнемсигнал-шум.Дляэтогонеобходимо подавить сигнал от жира и воды.В нашей работе мы применяли последовательность подавления сигналаот воды либо c использованием опережающего импульса подавления воды,такого как возбуждение, либо c использованием импульса BASING, либообъединив оба эти метода. Качество подавления воды среди прочегозависелоотпропусканиякачествашиммирования,импульсовподавленияивременит.д.повторения,Требуетсяполосыоптимизацияпараметров подавления воды, поскольку оптимальные значения могутменяться в зависимости от пациента. Если SPAIR и возбуждение WS66объединяются, опережающие импульсы подавления воды — это первыеимпульсы последовательности.

Угол возбуждения WS таков, что обасигнала — воды и жира — в начале возбуждения будут обнулены.BASING импульс (рис. 15) используется для частотно-селективногоподавлениядефазированиемвозбужденногосигналаспомощьюподавляющих градиентов, при этом на другой сигнал влияние неоказывается.BASINGимпульсдобавляетвпоследовательностьдополнительные градиенты и частотно-селективный инверсионный импульс.В результате этого кратчайшее возможное TE увеличивается.Оптимизация для данного импульса подавления не требуется. Онможет добавляться к любой последовательности с достаточно долгим TE,чтобы служить в качестве метода подавления воды или жира или в качествеметода дополнительного подавления.Выбранное время эхо-сигнала определяет внешний вид спектра и вомногом зависит от внешнего вида J-связанных систем.

Цитрат — это системасо стойкой связью, расщепленная в квартет. Вид пика цитрата быстроизменяется с изменением времени эхо-сигналов, и его поведение зависит отнапряженности поля (рис. 16).Рисунок 15 — Схематическое представление BASING импульса,добавленного в последовательность PRESS.После первого 180-градусного импульса прилагается подавляющий градиент длядефазирования всех спинов в объеме. Прилагается частотно-селективный импульс,инвертирующий только выбранные спины. Затем прилагается второй подавляющийградиент такой же мощности, но с противоположным знаком. Все (дефазированные)67спины перефазируются, кроме инвертированных спинов: они дефазируются еще больше ине генерируют второго эхо-сигнала после второго 180-градусного импульсапоследовательности PRESS.Рисунок 16 — Появление пика цитрата в отношении к времени эхо-сигнала.Всем пациентам выполнялась мультивоксельная протонная МРС (1НМРС) до введения контрастного препарата.

В этом объеме рассчитывалосьсоотношения холина+креатин (Cho+Cr) к цитрату (Cit) — (Cho+Cr)/Cit(рис. 17).68Рисунок 17 — МР-спектры здоровой (слева) и патологически измененнойопухолевой (справа) ткани. Метаболизм в пораженных опухолью клеткаххарактеризуется снижением количества лимонной кислоты (Cit) иповышение уровня холина (Cho).При проведении МРС у всех пациентов (n=61) РПЖ, подтвержденныхгистологическимисследованием,соотношение(Cho+Cr)/Cit>1,0(чувствительность метода 93,2%).

У пациентов с отрицательным результатомбиопсии (n=20) соотношение (Cho+Cr)/Cit<1,0.После получения Т2-ВИ и оценки признаков наличия опухоли (рис. 18)на них выполнялось спектроскопическое сканирование объема простаты ввокселях фиксированного размера 7х7х7 мм (рис. 19). Длительностьсканирования составляла 11–13 мин.69Рисунок 18 — МРТ. На Т2-ВИ в поперечной плоскости гипоинтенсивный очагв периферической зоне простаты на 10 часах условного циферблатаРисунок 19 — Подготовка к проведению МРС-наложение воксельной сеткина простату на Т2-ВИ в поперечной плоскости.70ПолученнаяобрабатываласьинформацияввавтоматическомвидеМР-спектрарежимеиматематическистроиласькриваятеоретического спектра.

Величина химического сдвига основных пиковметаболитов была следующей: Cho — 3,2 ppm, Cr — 3,0 ppm, Cit — 2,6 ppm.Обработав с помощью программного обеспечения «сырые» данные МРспектра, получали контрольные изображения с наложением на них объемнойсетки мультивоксельной спеткрокопии. Полученные результаты оценивалипостроением и дальнейшей оценкой спектрограмм для целого среза (рис.

20)и индивидуально выбранного вокселя (рис. 21), а также параметров каждогометаболита и их соотношений.Рисунок 20 — МРС-сетка целого среза наложенная на Т2-ВИ в поперечнойплоскости с получением спектрограмм.71CrCitChoРисунок 21 — МРС-индивидуально выбранный воксель.2.6. Методика МРТ с контрастным усилениемВ исследовании также была применена методика ДКУ. Суть ee —быстрое болюсноe внутривенноe введениe контрастных парамагнетиков наоснове хелатов гадолиния (омнискан, гадовист, магневист — 0,2 ммоль/кгвеса пациента) и получение томограмм ПЖбыстрымикороткимиимпульсными последовательностями (e-THRIVE).Полученные изображения обрабатывали с помощью программногообеспечения, установленного на рабочей станции EWS, и анализировалинарастание интенсивности MP-сигнала, отслеживая динамику прохожденияконтрастноговеществапреимущественноавтоматическоговвзонелоктевуюдвухголовочногоНидерланды) (рис.

22).интереса.вену,ВведениепроизводилиинжектораOptistarLEспрепарата,помощью(Mallinkrodt,72Рисунок 22 — Двухголовочный инжектор OptistarLE(Mallinkrodt, Нидерланды).Изначально вводился болюс контраста со скоростью 3–5 мл/с, затем —болюс физиологического раствора натрия хлорида со скоростью 3-5 мл/с.Параллельносначаломпроведенияконтрастированиязапускаласьдинамическая программа e-THRIVE (рис. 23) и отслеживалась динамикапрохождения препарата через ткань предстательной железы, семенныепузырьки и прилегающую клетчатку.Обработкаполученныхданныхпроходилавследующейпоследовательности:• Цифровая субтракция (вычитание). Оценивалась степень накопленияконтрастноговеществафокусомнеопластическогопроцессавпредстательной железе.