без признаков ограничения диффузии что это значит
МРТ-диффузия
Некоторые пациенты заинтересованы в комплексном обследовании организма. Существуют разные способы диагностики, включая сканирование в режиме МРТ-диффузия, всего тела. В чем суть процедуры, можно узнать из нашей статьи.
МРТ в режиме диффузии, что это?
Пациенты нередко путают данный режим со спектральной магнитно-резонансной томографией. В чем разница между процедурами? В живых клетках и пространстве между ними содержится много воды. Молекулы постоянно перемещаются. Проникают сквозь мембрану в клетку и обратно. Процесс перехода называют диффузией. Нормальный обмен молекулами воды отличается от патологического: при развитии заболеваний порядок нарушается. Клетки отдают воду медленнее, чем получают, в результате набухают и деформируются. Бывает обратная ситуация. Из клетки уходит больше молекул воды, чем поступает. Магнитно-резонансная томография в последовательности DWI фиксирует показатели диффузии в тканях, рентгенолог сравнивает полученные данные с нормой и делает заключение о наличии или отсутствии нарушений.
Области применения технологии:
На МР-снимках в последовательностях DWI (слева) и FLAIR (справа) визуализируется лакунарный ишемический инсульт (указан стрелкой)
Спектральная МРТ определяет биохимические изменения, вызываемые различными патологическими состояниями. Как и DWI, диагностика неинвазивна. Исследование позволяет оценить резонансную частоту протонов, входящих во всевозможные химические соединения внутренних органов и биологических жидкостей.
Что показывает МРТ-диффузия всего тела?
Магнитная томография с использованием данного режима подходит для сканирования отдельных областей (головного мозга, брюшной полости и т.д.) и целого организма. Так называемое “диффузное МРТ” помогает в обнаружении:
Снимок магнитно-резонансной томографии в режиме DWI. Стрелками обозначена обширная зона ишемии в правой теменной доле головного мозга
Дополнительное исследование головного мозга позволит провести дифференциацию инсульта и рассеянного склероза или очагов онкологии. По снимкам можно определить давность острого нарушения кровообращения.
Показания и противопоказания к “диффузному МРТ”
Процедуру назначают для уточнения диагноза при:
У онкологических больных диффузионную томографию применяют на всех этапах лечения:
Противопоказания к использованию данного вида магнитно-резонансной диагностики те же, что и для обычной. Процедуру нельзя проводить при наличии у пациента:
Диффузионную МРТ всего тела не делают беременным женщинам в первом триместре. Сложности с диагностикой на аппарате закрытого типа могут возникнуть при избыточной массе тела человека. Тоннельные томографы рассчитаны на вес не более 120 кг. В ситуациях превышения данного параметра и при клаустрофобии подбирают альтернативные виды исследования.
Как проходит МРТ-диффузия?
Перед процедурой человеку необходимо избавиться от предметов, содержащих металл: украшений, зубного протеза, съемного слухового аппарата, очков и т.д. Электронные устройства и другие личные вещи оставляют в раздевалке. Если у пациента есть эндопротез, надо принести в клинику документ с информацией о материале изделия.
МРТ-диффузия отдельной области или всего тела проходит следующим образом:
Исследование всего тела всегда выполняют не только в диффузионно-взвешенном режиме. Для максимальной информативности изображений рекомендуют сделать фото в идентичной плоскости в последовательностях STIR или Т2 ВИ с подавлением жира.
Инструктаж перед процедурой магнитно-резонансной томографии
Расшифровка снимков МРТ-диффузии
По завершении интерпретации томографических снимков рентгенолог отдает заключение и диск с фотографиями пациенту. Результаты предоставляют доктору, который выписал направление на диффузную МРТ. Если пациент обратился в диагностическую клинику самостоятельно, проводивший сканирование специалист пояснит алгоритм дальнейших действий. При сомнениях в точности расшифровки больной может попросить рассмотреть “диффузные снимки МРТ” другого врача-рентгенолога, это снизит вероятность ошибки.
Многие пациенты пытаются самостоятельно расшифровать изображения магнитно-резонансной томографии. Это сложная задача: для интерпретации фото необходимо не только знать структуры зоны интереса, но и пространственное соотношение анатомических областей. Человек без профильного образования не сумеет рассмотреть все детали и правильно истолковать результаты исследования.
Лечащий врач “прочитает” снимки, ознакомится с заключением рентгенолога, сопоставит данные магнитно-резонансной томографии с другой информацией (анамнезом, лабораторными анализами, итогами прочих методов инструментальной диагностики), определит заболевание и подберет способ терапии.
Томография
МРТ всего тела
МРТ с пластиной в голове
Без признаков ограничения диффузии что это значит
а) Терминология:
1. Сокращения:
• Паренхимальные метастазы (мтс)
2. Определения:
• Вторичные опухоли головного мозга (метастазы), которые развиваются из:
о Опухолей вне ЦНС, метастазирующих в ЦНС (обычно гематогенным путем)
о Первичных опухолей ЦНС, метастазирующих из одной локализации в другую (обычно географическое распространение, например, вдоль трактов БВ)
1. Общие характеристики метастатического поражения паренхимы головного мозга:
• Лучший диагностический критерий:
о Обособленное контрастируемоеобразование(и) на границе серого и белого вещества
• Локализация:
о Часто: на границе бассейнов артериального кровоснабжения/границе серого и белого вещества (СВ-БВ):
— Большие полушария головного мозга: 80%
— Мозжечок: 15%
— Базальные ганглии: 3%
— Средний мозг, мост, продолговатый мозг: > инфильтрируют мозговую ткань; имеют сферическую >> линейную форму
о Одиночные метастазы: 50% случаев
о Два метастаза: 20% случаев
о Три и более метастазов: 30% случаев
2. КТ признаки метастатического поражения паренхимы головного мозга:
• Бесконтрастное КТ:
о Изо-/гиподенсное объемное образование(я) на границе СВ-БВ
о Вариабельная выраженность перифокального отека (от отсутствующего до выраженного)
о Возможно внутричерепное кровоизлияние (ВЧК)
— Метастазы могут вызывать «спонтанные» ВЧК у пожилых пациентов
• КТ с контрастированием:
о Интенсивный, точечный, узловой или кольцевой характер контрастирования
о Видимость, число и объем опухолей могут увеличиваться на отсроченных изображениях
(а) МРТ, Т2-ВИ, аксиальный срез: в правой лобной доле определяется одиночный метастаз рака легкого. Образование окружает выраженный перифокальный отек. Кроме того, наблюдается выраженное подфальксное вклинение бокового желудочка, обусловленное масс-эффектом.
(б) МРТ, постконтрастное Т1-ВИ, режим подавления сигнала от жира: у того же пациента отмечается кистозно-узелковая структура одиночного парен-химального метастаза. При подробном изучении изображения обнаруживается контрастирование эпендимы по ходу стенки правого бокового желудочка.
3. МРТ признаки метастатического поражения паренхимы головного мозга:
• Т1-ВИ:
о Наиболее часто: изо-/гипоинтенсивный сигнал
о Менее часто: гиперинтенсивный сигнал:
— Некоторые негеморрагические мтс (например, при меланоме) по своей природе характеризуются укорочением Т1
— Геморрагические метастазы:
Дизорганизованная/аномальная структура, характерна динамика (в отличие от неопухолевых ВЧК)
• Т2-ВИ:
о Вариабельность сигнала зависит от:
— Целлюлярности, ядерно-цитоплазматического соотношения
— Наличия/отсутствия кровоизлияния
о Множественные гиперинтенсивные мтс имитируют поражение БВ вследствие сосудистой патологии
• FLAIR:
о Обычно умеренно гиперинтенсивные образования со значительно гиперинтенсивным перифокальным отеком
• Т2* GRE:
о Участки «выцветания» изображения при наличии кровоизлияний
• ДВИ:
о Ограничение диффузии на ДВИ обычно отсутствует:
— Исключение: в плотноклеточных мтс возможно ограничение диффузии
• Постконтрастное Т1-ВИ:
о Почти все метастазы интенсивно накапливают контрастное вещество:
— Обычно интенсивный характер контрастирования
— Вариабельный характер контрастирования:
Солидный, единообразный
Узловой
Кольцевой
о МРТ с получением изображений, взвешенных по магнитной восприимчивости с динамическим контрастным усилением:
— Возможно увеличение rCBV
— На стандартных МР-изображениях может быть трудно различить метастаз и глиому высокой степени злокачественности:
rCBV в прилежащей мозговой ткани при глиоме выше, чем при метастатическом поражении
• МР-спектроскопия:
о Повышение пика холина
о Часто наблюдается пик липидов или липидов/лактата
о В 80-85% случаев пик креатина отсутствует
• ДТП:
о Фракционная анизотропия полезна в дифференциальном диагнозе между метастатическим поражением и мультиформной глиобластомой (МГБ)
о Трактография может быть полезна для определения инвазирования трактов БВ
4. Радионуклидная диагностика:
• ПЭТ:
о ПЭТ /КТ полезна при мтс в различные системы органов:
— Имеет меньшую чувствительность по сравнению с МРТ в обнаружении паренхимальных образований головного мозга
о ПЭТ/МРТ:
— Может быть более эффективна для стадирования меланомы
в) Дифференциальная диагностика метастатического поражения паренхимы головного мозга:
1. Абсцесс:
• Обычно ограничение диффузии на ДВИ
• МР-спектроскопия: повышение пиков аминокислот, лактата в кистозных компонентах; повышение пика холина отсутствует
2. Мультиформная глиобластома:
• Имеет тенденцию к инфильтративному характеру роста, глубокой локализации (обособленные объемные образования на границе серого и белого вещества встречаются реже)
• Одиночное > множественные образования:
о Одиночные метастазы могут имитировать МГБ
3. Множественный эмболический ишемический инсульт:
• Часто локализация на границе зон бассейнов артериального кровоснабжения
• Кольцевой характер контрастирования наблюдается нечасто
• При множественных острых эмболических инсультах обычно наблюдается ограничение диффузии
• Зоны гиперинтенсивного сигнала с внешними признаками хронического процесса:
о Если они не накапливают контраст, то это не метастазы
1. Общие характеристики:
• Этиология:
о Распространение из первичной опухоли иной локализации гематогенным путем:
— Наиболее часто первичной злокачественной опухолью является рак молочной железы, легких, меланома
— В 10% источник неизвестен
• Генетика:
о Формирование метастазов является сложным, часто генетически обусловленным процессом:
— Инактивация генов-супрессоров опухолей
— Активация протоонкогенов
• Ассоциированные аномалии:
о Часто вовлекаются другие органы
о В 10% случаев поражается только головной мозг
о Лимбический энцефалит:
— Паранеопластический синдром (отдаленный эффект рака)
— Напоминает герпетический энцефалит (подострый характер клинических проявлений)
2. Макроскопические и хирургические особенности:
• Округлое/сливное, относительно обособленное объемное образование бежевого или серовато-белого цвета
• Выраженность перифокального отека, масс-эффекта варьирует от минимальной до значительной
• При некоторых метастазах кровоизлияния возникают часто (меланома, хориокарцинома, рак легкого/почечноклеточный рак)
3. Микроскопия:
• Обычно сходны с признаками первичной опухоли
• Метастаз обычно смещает, а не инфильтрирует ткани
• Часто наблюдается некроз и неоваскуляризация
• Частые фигуры митоза; оценочный индекс может быть выше, чем в первичной опухоли
(а) МРТ, постконтрастное Т1-ВИ, режим подавления сигнала от жира, аксиальный срез: у женщины 70 лет, страдающей раком молочной железы, определяются множественные образования с точечным и кольцевым характером накопления контрастного вещества.
(б) МРТ, ДВИ, аксиальный срез: у этой же пациентки определяется несколько очагов ограничения диффузии, которые были гипоинтенсивными на ИКД-карте (не представлена). При большинстве опухолей ограничения диффузии не наблюдается, но в метастазах часто увеличено ядерно-цитоплазматическое соотношение и в некоторых случаях наблюдается ограничение диффузии.
д) Клиническая картина:
1. Проявления метастатического поражения паренхимы головного мозга:
• Наиболее частые признаки/симптомы:
о Судорожные приступы, очаговая неврологическая симптоматика
• Клинический профиль:
о Взрослые среднего и пожилого возраста с известным метастатическим раком с новым началом неврологической симптоматики
2. Демография:
• Возраст:
о Встречаемость увеличивается с возрастом:
— Редко в детском возрасте (череп/твердая мозговая оболочка поражаются чаще, чем паренхима мозга)
— Пик встречаемости-после 65 лет
• Пол:
о Слегка более высокое преобладание у мужчин
• Эпидемиология:
о При более эффективном лечении сроки выживаемости пациентов с метастатическим раком увеличиваются:
— В настоящее время метастазы являются наиболее частыми опухолями головного мозга у взрослых
о Результаты:
— Увеличивается встречаемость метастазов по сравнению с первичными опухолями ЦНС
— На данный момент метастатическое поражение составляет 50% от всех опухолей головного мозга
— При аутопсии поражение головного мозга обнаруживается у 25% пациентов, страдающих метастазами рака иной локализации
3. Течение и прогноз:
• Характерно прогрессирование в виде увеличения размеров и числа поражений
• Медиана выживаемости при ЛТ всего головного мозга = 3-6 месяцев:
о Молодой возраст, высокие значения индекса Карновского связаны с более длительными сроками выживаемости
4. Лечение:
• Использование только стереотаксической радиохирургии > ЛТ всего головного мозга:
о Хирургический подход при количестве метастазов от одного до четырех позволяет избежать неблагоприятных эффектов ЛТ всего головного мозга на качество жизни и когнитивную функцию
• Резекция одиночных метастазов может увеличить выживаемость
д) Диагностическая памятка метастатического поражения паренхимы головного мозга:
1. Обратите внимание:
• Спонтанное ВЧК или новое начало судорожных приступов у пожилых пациентов может быть обусловлена метастатическим поражением
2. Советы по интерпретации изображений:
• Поражение белого вещества (НСО) у пожилых пациентов может быть обусловлено мультифокальным метастатическим поражением
• У пациентов с поражением БВ, необъяснимым нарушением психики дополните МРТ исследование контрастным усилением
е) Список литературы:
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 7.4.2019
Диффузно-взвешенное изображение
Теоретические основы применения диффузионно-взвешенной последовательности.
Общеизвестно, что молекулы воды при температуре выше абсолютного нуля находятся в состоянии теплового (Броуновского) движения. В тканях человека диффузия молекул воды чаще всего не может осуществляться во всех возможных направлениях (изотропно) по причине наличия множества ограничивающих факторов, к которым относятся гидрофобные фосфолипиды клеточных мембран, внутриклеточные органеллы, клеточное ядро и прочие.
В основе клинического использования ДВИ лежит явление значимого ограничения скорости диффузии в опухолях, тканях в состоянии отека, воспаления. Причины ограничения диффузии могут быть различными.
В частности, цитотоксический отек головного мозга, в отличие от вазогенного, проявляется повышенным сигналом ДВИ, что объясняется различным патогенезом. В случае цитотоксического отека жидкость из межклеточного пространства переходит в клетку, вызывая увеличение ее объема, и приводит к более плотному контакту между клеточными мембранами, что представляется в виде ограниченного сигнала на карте ИКД. При вазогенном отеке, напротив, происходит переход плазмы из сосудистого русла в межклеточное пространство, не вызывая ограничения диффузии.
Ограничение диффузии в тканях опухоли объясняется высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением и плотным расположением клеток с высокой плотностью гидрофобных мембран. Применение диффузионно-взвешенной последовательности позволяет выявить данные структуры как зоны повышения интенсивности сигнала.
Наиболее распространенным вариантом диффузионно-взвешенной последовательности является модификация спин-эхо Т2- взвешенного изображения (Т2-ВИ) с подавлением сигнала от жира и наличием двух дополнительных диффузионных градиентов. Сила, продолжительность и амплитуда диффузионного градиента определяются значением b-фактора (b value). Данный параметр задается исследователем и чаще всего находится в диапазоне от 0 с/мм2 до 1500 с/мм2. При значении b фактора, равном 0 с/мм2, будет получено изображение, практически неотличимое от «анатомического» Т2-ВИ с подавлением сигнала от жировой ткани, так как вклад диффузионного компонента в построении изображения будет отсутствовать. На основании ДВИ, полученных с использованием не менее 2-х b факторов, возможно построение карт измеряемого коэффициента диффузии (ИКД). Карты ИКД позволяют количественно оценить величину диффузии в тканях и служат отправной точкой в динамическом наблюдении ряда онкологических заболеваний.
На текущий момент на большинстве МР- томографов с индукцией поля 1,5 Тесла технически возможно выполнение МРТ всего тела от головы до середины бедер (аналогично стандарту выполнения большинства ПЭТ/КТ), включая Т1-ВИ, Т2-ВИ с подавлением сигнала от жировой ткани или STIR, а также ДВИ в течение 40- 50 минут, что вполне приемлемо в рутинной клинической практике.
Где возможно применение МРТ всего тела с протоколом ДВИ?
С точки зрения клинических перспектив, МРТ всего тела в первую очередь выступает в качестве дополнительного метода скрининга отдаленных метастазов. Высокие значения b фактора обеспечивают высокую интенсивность сигнала опухолевой ткани на фоне неизмененных тканей. Интенсивность сигнала на ДВИ и показатели ИКД зависят от особенностей строения клеток, в частности, ядерно-цитоплазматического соотношения, целостности клеточных мембран и прочих факторов, которые в том числе коррелируют со степенью злокачественности опухолей. Согласно данным Padhani et al., значения ИКД в опухоли могут быть использованы как прогностический фактор и служить одним из критериев подбора специфической терапии. Кроме того, как показывает ряд работ, динамика ИКД на фоне полихимиотерапии является достоверным количественным показателем ответа опухоли на лечение. Некоторые производители разрабатывают специализированное программное обеспечение для автоматического расчета объема опухолевой массы при миеломной болезни и оценки колебаний ИКД для динамического наблюдения таких пациентов (рис. 1). Описана возможность использования ДВИ всего тела для диагностики причины лихорадки неясного генеза, а также при поиске первичной опухоли на фоне выявленных метастазов.
Параметры получения изображения.
Основной целью при планировании ДВИ является достижение максимального соотношения «сигнал-шум», что достигается компромиссом между толщиной среза, относительно низким значением матрицы, полем обзора, минимальным значением TE и рядом других показателей. Одной из частых ошибок является приоритет высокого пространственного разрешения перед соотношением «сигнал-шум», что приводит к снижению контрастности патологических очагов и служит причиной разочарования в методике.
В исследованиях всего тела предпочтительным является использование только двух величин b факторов, так как при большем их количестве возрастает время сбора данных. В то же время, применение одного b фактора не рекомендовано, т.к. как говорилось выше, для расчета ИКД требуется минимум два b фактора. Рекомендуется ограничение минимального значения b фактора 50 с/мм2, при котором сохраняется «анатомичность» изображения, и вместе с тем подавляется перфузионный компонент, т.е. обнуляется сигнал от движущейся в сосудах крови. Это особенно актуально при выявлении мелких очаговых изменений паренхиматозных органов (в первую очередь, печени). Выбор максимального b фактора ограничен в первую очередь соотношением «сигнал-шум» и обычно составляет 750-1000 с/мм2).
Как правило, ДВИ не используется для исследования всего тела в качестве единственной последовательности исследования. В дополнение к ДВИ рекомендуется получение STIR или Т2-ВИ с жироподавлением в идентичной плоскости, для улучшения анатомической корреляции. Так как сбор данных обычно проводится в аксиальной плоскости, ряд авторов рекомендует дополнительно получать Т1-ВИ в сагиттальной плоскости, распланированной исключительно на позвоночный столб, для облегчения локализации очагов в осевом скелете.
Рис. 1 Пример полуавтоматической оценки опухолевой массы при миеломной болезни.
— ОСНОВЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДИФФУЗИОННО-ВЗВЕШЕННОЙ ТОМОГРАФИИ ВСЕГО ТЕЛА
МР-диффузия
МР-диффузия: инструкция по применению.
Диффузия – это процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого вещества, и данный процесс приводит к самопроизвольному выравниванию концентрации веществ по всему занимаемому объему.
Получить данные МР-диффузии возможно на базе различных импульсных последовательностей:
Single shot EPI
На графике заметно, что у данной импульсной последовательности 90 градусный импульс и 180 градусный импульс. У Single shot EPI TR=8000 мс, а TE=60 мс, то есть DWI изображение построено с Т2 контрастностью.
Отличие от Т2 изображений:
В нижней части графика видно, что при получении изображения накладываются два градиента. Данные градиенты и его показатели кодируют b-фактор, который в свою очередь определяет контраст диффузно-взвешенного изображения и зависит от таких показателей, как длительность градиентов, расстояние между данными градиентами и амплитудой данных градиентов.
Чем длиннее градиент, чем дольше они накладываются, чем больше амплитуда градиентов, чем больше расстояние между ними, тем больше b-фактор.
Контрастность ДВИ помимо Т2-эффекта определяется b-фактором.
Высокое значение b-фактора прямо пропорционально времени сбора данных.
Подавление сигнала от жировой ткани.
Для элиминации артефактов химического сдвига ДВИ всегда требует подавления сигнала от жировой ткани.
Если использовать ДВИ изображения с нулевым b-фактором, то есть не накладывать никаких градиентов, то в данном случае получится изображение с контрастностью, как у Т2 FS изображений.
По мере увеличения b-фактора от 0 до 700 увеличивается эффект диффузии. Интенсивность сигнала от органов с ограниченной диффузией на изображениях с низким b фактором будет низкая, а на изображениях b=600 сигнал от того же органа будет повышаться. Чем выше b-фактор, тем выше контраст изображения обусловлен диффузионным эффектом.
Слева представлены ДВИ с b=0, 100, 200, 500, 1000, 2000
Градиент, который идет первый до 180 градусного импульса помечает спины, а второй градиент после 180 градусного считывает.
Изображение с b=0 является аналогом Т2 изображения с подавлением жировой ткани.
Изображения с b=100. Вода не успевает покинуть пределы вокселя за данный период времени.
Изображения с b=500. Молекулы воды частично покинули воксель. В областях с ограниченной диффузией данное явление менее выраженное и протекает медленнее.
Изображения с b=1000.В зонах со свободной диффузией в вокселе не остается практически молекул воды, а в вокселе с ограниченной диффузией только часть молекул воды покинет.