Главная / Медицинская визуализация / Магнитно-резонансная томография (МРТ) / МРТ-изображения / Контраст МРТ-изображений

Контраст МРТ-изображений

Т1 и Т2 изображения

Интенсивность сигнала магнитного резонанса прямо пропорциональна количеству атомов водорода, поэтому можно сказать, что МРТ изображение это карта распределения воды в исследуемом объекте. Поскольку концентрация воды отличается в различных типах ткани, на МРТ изображении можно отличить их. Кости содержат мало воды, поэтому они выглядят тёмными на изображении, в то время как жир выглядит ярким. Контраст между тканями, со схожей концентрацией воды небольшой, поэтому, хотя, МРТ изображение предоставляет некоторую информацию об анатомической структуре мозга, отличить многие структуры мозга довольно сложно. Существуют механизмы управления поведением релаксации спинов в различных типах ткани, благодаря которым можно улучшить контраст изображения.

Благодаря спин-спиновой релаксации сигнал магнитного резонанса затухает экспоненциально со временем и степень затухания описывается константой Т2. Т2 является свойством атомного ядра, зависящим от химических свойств и факторов среды. Это свойство используется, чтобы контрастировать на изображении различные типы тканей. Получаемые изображения называют Т2 взвешенные изображения (T2 weighted image or T2WI).

Для улучшения контраста также используется параметр T1. Изменением этого параметра можно добиться улучшения контраста между различными типами ткани, в том числе можно подавить сигнал от тканей с определённым значением T1.

Диффузия и поток

Молекулы воды находятся постоянно в движении (Броуновское движение). Перемещение воды на большие расстояния (относительно Броуновского движения) известно, как диффузия. В биологических тканях диффузия может быть ограничена мембранами, протеинами и прочими структурами. В некоторых тканях диффузия воды может иметь предпочтительное направление (мышечные волокна, нейроны мозга).

Диффузия влияет на сигнал ЯМР, поскольку при перемещении в градиентном поле молекулы воды подвергаются воздействию разной магнитной индукции и, соответственно, при применении радиочастотных импульсов, не происходит рефокусировки сигнала. Сигнал магнитного резонанса затухает вследствие того, что меньше спинов рефокусируются. Таким образом, МРТ изображение получается зависимым от диффузии (diffusion Weighted Images - DWI).

Степень диффузии характеризуется внешним коэффициентом диффузии (Apparent Diffusion Coefficient - ADC). ADC является свойством конкретной ткани. Чем сильнее диффузия, тем быстрее угасает сигнал МР. Таким образом, можно детектировать повреждённые ткани, в которых диффузия не соответствует норме. Это важно для детектирования злокачественных опухолей и инсультов, когда диффузия сильно ограничена и сигнал МР повышен, что сложно увидеть на T1 или T2 изображениях.

Поскольку диффузия имеет преобладающее направление, например, вдоль мышечных волокон или нейронов, с помощью МРТ можно оценить направление волокон или связь областей мозга.

В МРТ контрастирующие агенты могут использоваться для визуализации тока крови. Эти агенты меняют свойства релаксации спинов водорода. С помощью МРТ можно наблюдать накопление и вымывание контрастирующего агента. Контрастный агент позволяет детектировать области с повышенным током крови, как, например, опухоль. Такой метод важен в диагностировании рака груди. Кроме того, такой метод позволяет получить МР ангиограмму.

Ромашка
 
   Яндекс.Метрика