Диссертация (Диагностическое значение современных методик МРТ в оценке рака предстательной железы), страница 8

Методика получения диффузионно-взвешенных изображений47Стандартный протокол исследования, отработанный нами ранее, былдополнен ДВИ (до введения контрастного препарата) с получением идальнейшей обработкой карт диффузии. При получении ДВИ и проведенииих измерений применяли градиенты полей в дополнение к радиочастотным иградиентным импульсам, использующимся в стандартной МРТ. Хаотическоедвижение молекул воды в ткани отслеживается по площади, на которой«меченые» градиентами молекулы воды диффундируют в исследуемоммагнитно-резонансном срезе.

Движение молекул воды вдоль полевогоградиента уменьшало МР-сигнал [88]. На ДВИ величина диффузиипереводилась в интенсивность сигнала от определенной точки, определяемойпо формуле:Sb/S0 = exp (–b ADC),где ADC (ИКД) — индекс коэффициента диффузии (apparent diffusioncoefficient), b — градиентный фактор (b-фактор), S0 — интенсивностьсигнала от точки при выключенных диффузионных градиентахВыполняяb-фактора,диффузионноеопределялсяИКДисследованиедлявусловияхопределеннойточки,заданногокоторыйхарактеризовал уровень диффузии молекул воды. Снижения диффузиимолекул воды возможны в тканях с малым количеством внеклеточнойжидкостиприплотнорасположенныхклетках,такихкакочагнеопластического процесса [88, 95].Таблица 6 — Характеристика МР-сигнала в ИКД картахХарактеристики тканиВысокий ИКД(быстрая диффузия)Низкий ИКД(медленная диффузия)Сигнал на ДВИГипоинтенсивный,большее затухание сигналаГиперинтенсивный,меньшее затухание сигналаСигнал в ИКД картахВысокаяинтенсивность сигналаНизкаяинтенсивность сигналаПротокол ДВИ включал в себя следующие параметры:48размер вокселя: RL — 2,7 мм, AP — 2,65 мм; TR: range min 2000 мсmax 3000 мс; TE: shortest;поле обзора: 430 мм; матрица: 243×512;толщина среза: 3 мм; интервал: 0,0 мм;угол поворота: 90°;подавление от жировой ткани: SPAIR, значение фактора диффузииb от 0 до 1000 с/мм2 (0, 300, 600, 1000 с/мм2) для всех направлений.Общее время сканирования составляло 3–4 мин и зависело отпараметров сканирования (в т.ч.

количества b-факторов). Время получениядиффузионно-взвешенных изображений составило 4 минуты 42 секунды.Результатыморфологическогоисследованияретроспективнооценивали как истинные или ложные заключения по полученным ДВИ,подтверждающим наличие или отсутствие РПЖ. Поражение лимфатическихузлов и наличие отдаленных метастазов при анализе МР-диффузии неоценивались. Определяли параметры чувствительности, специфичности,ложноположительногоиложноотрицательногорезультатовпообщепринятым критериям с использованием статистических программ(Statistica for Windows). Оценивались критерии как для МР-диффузииизолированно, так и в сочетании со стандартным МР-исследованием.Интенсивность МР-сигнала определенных участков в различныхсерияхДВИМР-исследованияразличаласьпоказателямипрограммноеИКД.обеспечениеПрисистемыпроведениипозволялоавтоматически получать карты ИКД.

После получения ДВИ на картахдиффузии проводился анализ полученных данных. Очаги неопластическогопроцесса определялись на картах диффузии: гипоинтенсивные при b=0 c/мм2и гиперинтенсивные при b=1000 c/мм2 (рис. 4). В фокусах неопластическогопроцесса коэффициент диффузии составил 0,964 [0,871–1,089] × 10-3 мм2/с.Коэффициент диффузии в неизмененной периферической зоне составил1,850 [1,726–1,888] × 10-3 мм2/с. В этих же очагах определялось раннее49накоплениеконтрастногопрепаратаприДКУ.РезультатыМРТверифицировались с помощью прицельной биопсии.Рисунок 4 — Очаг неопластического процесса на картах диффузии:гипоинтенсивный при b=1000 c/мм2 (слева) и гиперинтенсивные наИКД карте (справа)Таким образом, включение в стандартный протокол МР-исследованияпростаты ДВИ, позволяет более точно оценить неопластический процесс.2.5.

Методика магнитно-резонансной спектроскопииМРС основана на тех же базовых принципах, что и МРТ: реальныеотличия заключаются в манипулировании сигналом во время и после сбораданных. Определенные атомные ядра в теле человека, такие как протоны(воды и других соединений с атомами водорода), обладают результирующиммагнитным полем вследствие наличия спинового момента. Если этивращающиеся ядерные магниты поместить во внешнее магнитное поле,вращение изменится на прецессию вокруг внешнего магнитного поля, какпоказано на рисунке 5.Частота этой прецессии зависит от типа ядра и называется ларморовойчастотой.Ларморовачастотазависитотнапряженностивнешнегомагнитного поля, B0 и ядерной константы — гиромагнитного отношения γ.Собственное магнитное поле ядра может быть направлено вдоль или противвнешнего магнитного поля (рис.

5). Это соответствует двум различным50энергетическим состояниям — низко — или высокоэнергетическомусостоянию.Рисунок 5 — Ядра водорода в присутствии магнитного поля.Моменты магнитного поля прецессируют вокруг внешнего магнитного поля с ларморовойчастотой и могут выравниваться вдоль или против направления магнитного поляЭнергетическоесостояниеядерможноизменитьспомощьюрадиочастотных (РЧ) импульсов. Если радиочастота соответствует частотевращения ядер, ларморовой частоте, ядра будут поглощать энергию и менятьсвое спиновое состояние.

Этот процесс называется возбуждением.Затем эта поглощенная энергия снова расходуется в ходе тепловогодвижения ядер относительно друг друга и относительно внешнегомагнитного поля. После возбуждения с помощью РЧ импульсов спинывозвращаются в исходно еэнергетическое состояние; при этом испускаетсяслабый радиочастотный сигнал на ларморовой частоте.

Этот слабыйизлучаемый РЧ сигнал является магнитно-резонансным сигналом.Сумму всех векторов магнитного поля отдельных ядер можнопредставитькакединыйвектор,намагниченностью.НамногопрощеназываемыйописатьрезультирующейМР-экспериментыкакманипулирование этим вектором результирующей намагниченности (рис. 6).51Рисунок 6 — Эффект РЧ импульса.Тонкие черные стрелки — это отдельные спины. Серые стрелки представляют суммуданных спинов. Все спины вращаются вокруг вертикальной оси с ларморовой частотой.Импульс выравнивает спиновые заселенности и вызывает фазовую когерентность.Возбужденные спины (изначально) вращаются с одинаковой фазой.

Из-за фазовойкогерентности появляется суммарный вектор в горизонтальной поперечной плоскости.Вращение данного вектора происходит по-прежнему с ларморовой частотой, и этоподвижное магнитное поле наблюдается как колебательное магнитное поле, вызывающеепеременный (РЧ) ток в настроенной приемной катушке.Положение равновесия данного вектора направлено вдоль магнитногополя, поскольку большинство спинов находятся в низкоэнергетическомсостоянии. В трехмерной системе координат это направление выбирается заположительное направление оси Z. Это направление туннеля магнита. Втаком состоянии ничтожно малый вектор результирующей намагниченностиядер невозможно определить в очень сильном поле магнита. Безманипулированияразностьюзаселенностейнизко—ивысокоэнергетического состояний невозможно ничего обнаружить.Сильное когерентное РЧ облучение на ларморовой частоте можетизменить энергетическое состояние ядер.

Будут наблюдаться два явления:1. Постепеннозаселенностьнизкоэнергетическогосостояниясущественно снизится. Если РЧ облучение продолжается достаточно долго,большинство ядер может перейти в высокоэнергетическое состояние. Векторрезультирующей намагниченности теперь сместится от оси +Z к оси — Z.52Этот процесс обычно останавливается, когда вектор результирующейнамагниченности находится посредине, а заселенности выравниваются.2. Возбужденные вращающиеся ядра прецессируют в фазе. ЭтоиндуцируетсярезультирующаяфазовойкогерентностьюнамагниченностьРЧнаходитсяоблучения.вТеперьплоскостиXY,перпендикулярной внешнему магнитному полю.Ядра по-прежнему прецессируют с ларморовой частотой. Это значит,что вектор результирующей намагниченности также прецессирует вокругнаправления внешнего магнитного поля.

Если часть этого векторарезультирующейнамагниченностипрецессируетвплоскостиXY,перпендикулярной внешнему магнитному полю, эта прецессия будетобнаруживаться как РЧ резонансный сигнал.Эффект РЧ импульса на ядерные спины выражается как вращениесуммы векторов всех ядерно-магнитных спинов.

Эффект РЧ импульсазаключается во вращении этого вектора вокруг оси X или Y. Если этовращение прекращается, когда заселенности равны, а суммарный векторповернулся на угол 90°, импульс называется 90° импульсом. Дальнейшеевращение — от 90° до 180° — инвертирует разницу заселенности.Результирующая намагниченность теперь направлена вдоль отрицательногонаправления оси Z. Импульс, повернувшийся более чем на 180°, называетсяинверсионным импульсом.Развитие эффекта импульса дальше инверсии разницы заселенностиневозможно.