J. Ray Ballinger

Импульсные последовательности насыщения-восстановления (SR) в настоящее время редко используются для визуализации. Их основное применение в настоящее время — метод более быстрого измерения времени T1 по сравнению с импульсной последовательностью инверсии-восстановления.

Протоны в магнитном поле обладают микроскопической намагниченностью и ведут себя подобно крошечным волчкам, покачивающимся при вращении. Частота этих колебаний, или прецессии, называется резонансной, или ларморовской частотой. В магнитном поле МРТ-сканера при комнатной температуре количество ядер протонов, ориентированных параллельно основному магнитному полю B0, приблизительно равно числу ядер, ориентированных антипараллельно. Параллельная ориентация немного более предпочтительна, поскольку в этом положении ядро обладает меньшей энергией. На каждый миллион ядер приходится примерно на одно ядро больше, ориентированное по направлению поля B0, чем против него. В результате формируется результирующая, или макроскопическая, намагниченность, направленная вдоль основного магнитного поля. Воздействие на отдельные ядра радиочастотным (РЧ) излучением (поле B1) на ларморовской частоте приводит к переходу ядер из низкоэнергетического состояния в высокоэнергетическое.

Артефакт перекрытия срезов, также известный как артефакт перекрестных помех (cross-talk), представляет собой тип артефакта МРТ, а именно потерю сигнала на изображении при многоугловом мультисрезовом сканировании, которое часто применяется при исследовании поясничного отдела позвоночника. Его не следует путать с перекрестным возбуждением, которое, хотя и имеет схожую причину возникновения, не связано с наклоном плоскостей срезов.

Декстран, меченный Gd-DTPA, представляет собой внутрисосудистое контрастное вещество для МРТ. Декстран — это полисахарид, состоящий из полимера молекул глюкозы с молекулярной массой от 75 000 до 100 000. Декстран обладает высоким профилем безопасности и расщепляется быстрее, чем альбумин. Примерно 15 молекул Gd-DTPA присоединяются к каждой молекуле декстрана легко гидролизуемой связью. Предполагается, что это снизит длительную задержку in vivo, характерную для меченного гадолинием альбумина. Компромиссом является более короткий период биологического полувыведения, составляющий 43 минуты. На модели крыс удовлетворительное накопление контраста в печени, селезенке, почках, миокарде и головном мозге сохраняется до 1 часа. Доза декстрана Gd-DTPA в этих исследованиях составляла 0.01-0.05 mmol/kg.

Альбумин, меченный Gd-DTPA — это внутрисосудистое контрастное вещество для МРТ. Gd-DTPA ковалентно связывается с альбумином в соотношениях от 16:1 до 31:1, обеспечивая превосходное накопление контраста в печени, селезенке, миокарде, головном мозге и медленно текущей крови у крыс и кроликов. Молекулярная масса альбумина составляет около 92 000, а период биологического полувыведения — 88 минут. Доза Gd-DTPA, необходимая при связывании с альбумином, составляет 0,062 ммоль/кг по сравнению с обычными дозами одного лишь хелата 0,1–0,2 ммоль/кг. О нежелательных реакциях не сообщалось, однако задержка гадолиния in vivo в печени и костях в течение нескольких недель вызывает опасения относительно долгосрочной токсичности.

Артефакт чёрной границы, также известный как артефакт индийской туши или артефакт химического сдвига 2-го типа, представляет собой искусственно возникающую чёрную линию на границе раздела сред «жир — вода», например, между мышцей и жировой клетчаткой. Это приводит к резкому очерчиванию мышечно-жировой границы, создавая на изображении впечатление, будто эти контуры обведены тушью, что иногда выглядит визуально привлекательно, но не является анатомической структурой.

Спиральное сканирование при МРТ отличается от спирального сканирования при КТ, где рентгеновская трубка непрерывно вращается и данные собираются непрерывно. При МРТ слово «спиральный» относится к траектории сбора данных в k-пространстве. В стандартных импульсных последовательностях, включая спин-эхо и градиентное эхо, а также в быстрых последовательностях визуализации, одна или несколько строк k-пространства в направлении частотного кодирования считываются последовательно. При спиральном сканировании k-пространство заполняется по спиральной траектории. Все k-пространство может заполняться за один сбор данных или по чередующейся схеме с использованием нескольких сборов.

Артефакт переполнения радиочастотного сигнала приводит к неоднородному, «вымытому» виду изображения. Данный артефакт возникает, когда сигнал, принимаемый томографом от пациента, слишком интенсивен для корректной оцифровки аналого-цифровым преобразователем. Автоматическое предварительное сканирование обычно настраивает коэффициент усиления приемника для предотвращения этого, но если артефакт все же возникает, усиление приемника можно уменьшить вручную. Также существуют методы постобработки, однако они могут требовать много времени.

Фазово-контрастная визуализация — это методика МРТ, которая используется для визуализации движущейся жидкости.

Диастолический псевдогейтинг проявляется периодическим чередованием яркого и темного сигнала в артериях, таких как аорта, при последовательном просмотре серии изображений. Синхронизация сердечного цикла и импульсной последовательности приводит к появлению гиперинтенсивного сигнала в артерии во время диастолы, когда кровь относительно неподвижна, и потере сигнала во время систолы при высокой скорости кровотока. Изменение интенсивности сигнала от крови происходит при случайном совпадении сердечного цикла и импульсной последовательности, то есть частота повторения = частота сердечных сокращений (ЧСС) или TR = 1/ЧСС.

Артефакт центральной точки представляет собой фокальную точку повышенного сигнала в центре изображения. Он возникает из-за постоянного смещения постоянного напряжения (DC offset) в приемнике. После преобразования Фурье это постоянное смещение формирует яркую точку в центре изображения, как показано на схеме.

Импульсная последовательность МРТ — это запрограммированный набор изменяющихся магнитных градиентов. Каждая последовательность имеет ряд параметров, а совокупность нескольких последовательностей формирует протокол МРТ.

Артефакт нулевого заполнения — один из многих артефактов МРТ, возникающий из-за отсутствия данных в массиве k-пространства или их обнуления во время сканирования. Резкий переход от наличия сигнала к его отсутствию приводит к появлению на изображениях артефактов в виде чередующихся светлых и тёмных полос, часто ориентированных косо.

Контрастные вещества для МРТ стали неотъемлемой частью современной магнитно-резонансной томографии. Хотя изначально предполагалось, что МРТ позволит устанавливать окончательный диагноз без введения контрастных веществ, выяснилось, что применение контрастных препаратов во многих случаях повышает чувствительность и/или специфичность.

Градиентные катушки используются для создания целенаправленных изменений основного магнитного поля (B0). Существует три набора градиентных катушек — по одному для каждого направления. Изменение магнитного поля обеспечивает пространственную локализацию срезов изображения, а также фазовое и частотное кодирование. Набор градиентных катушек для оси z представляет собой пары Гельмгольца, а для осей x и y — парные седловидные катушки.

Время сбора данных для стандартной последовательности спинового эха или градиентного эха представляет собой произведение времени повторения, числа шагов фазового кодирования и количества усреднений (TR x число фазовых шагов x NEX).

Муаровые полосы представляют собой интерференционную картину, которая чаще всего наблюдается при получении градиент-эхо изображений с использованием катушки для тела.

Магниты, используемые в МРТ, бывают трёх типов: постоянные, резистивные и сверхпроводящие.

Релаксометрия — это измерение времени релаксации по МР-изображениям. T1, T2 и T2* могут быть оценены с помощью соответствующей импульсной последовательности и параметров. Установлено, что T2-релаксометрия полезна для количественной оценки изменений сигнала на T2-взвешенных изображениях, например при оценке мезиального височного склероза.

Физические основы МРТ сложны и гораздо труднее для понимания, чем принципы формирования изображений в стандартной рентгенографии, КТ или УЗИ.