Магнитно-резонансное исследование печени
Введение
Магнитно-резонансная томография (МРТ) является одним из наиболее полезных и быстро развивающихся диагностических методов для оценки патологии печени. МРТ позволяет получать изображения с отличной контрастностью ткани и учетом анатомических особенностей. Это особенно показательно при визуализации ткани печени, с возможностью обнаружения ее очаговых поражений и определения их характеристик. Успех визуализации печени, главным образом, зависит от методики и оптимизации импульсных последовательностей. Для сканирования печени обычно применяют короткие серии Т1 и Т2 на задержке дыхания, с малой толщиной срезов и высокой разрешающей способностью матрицы. Ключевую роль при визуализации печени играет Т1 взвешенное сканирование с контрастным усилением, поскольку обладает высокой чувствительностью и специфичностью обнаружения и определения характеристик очаговых поражений печени.
Контрастные агенты для визуализации печени
Внутривенное введение контраста может повысить чувствительность и специфичность МРТ исследования в обнаружении поражений и их характеристики, а также дифференцировании доброкачественных и злокачественных масс печени. Характеристики повышенной контрастности часто используются для специфической диагностики патологий. Для визуализации печени доступны несколько контрастных агентов. Применяются неспецифические внеклеточные и гепатоцито-специфические контрастные агенты, а также их сочетания.
Внеклеточные контрастные агенты (неспецифические):
В основе контрастных агентов лежит гадолиний, который широко используется при МРТ печени в течение ряда лет. Гадолиний является парамагнитным ион металлом, с сокращенным T1 периодом релаксации, что создает положительное усиление на Т1 взвешенных изображениях. Агенты гадолиния, изначально накапливаясь в сосудах, с током крови быстро распространяются по всему внеклеточному пространству и выводятся из организма почками. Наилучшее контрастирование поражения печени будет возможно в течение первых 90 секунд после введения. Поэтому важно получить динамическую последовательность в течение этого периода времени. Чтобы повысить и продлить контрастность между нормальными и патологическими тканями для улучшения обнаружения поражения органа, недавно были разработаны печень – специфические агенты.
Гепато-специфические контрастные агенты:
Гепатоцит-ассоциированные контрастные агенты поглощаются гепатоцитами печени и экскретируются из организма через желчевыводящие пути. После их введение максимальная контрастность между нормальной и патологической тканью наступает через 10-40 минут. Данные контрастные агенты были разработаны с целью дифференцирования доброкачественных и злокачественных гепатоцеллюлярных поражений, в зависимости от контрастности рисунка, формируемого функционирующими гепатоцитами и клетками Купфера. Опухоли внепеченочного происхождения (например, метастазы, холангиоцеллюлярные карциномы, нефункционирующие опухоли печени и т.п.), которые не могут заполниться гепатоцит-ассоциированными контрастными агентами остаются незамеченными после введения контраста.
Показания к МР исследованию печени
- Выявление диффузных заболеваний печени, таких как гемохроматоз, гемосидероз, жировая инфильтрация;
- Выявление очаговых поражений печени – метастазы, очаговая узловая гиперплазия, аденома печени;
- Определение характеристик поражения, например – киста, жировой гепатоз, гемангиома, гепатоцеллюлярная карцинома;
- Уточнение результатов других визуализирующих методов исследования или полученных лабораторных данных;
- Оценка эффективности лечения опухолевого процесса, например, после курса химиотерапии или хирургического вмешательства;
- Оценка характера установленных или предполагаемых врожденных аномалий;
- Оценка установленных или предполагаемых метастазов;
- Определение содержания в печени железа;
- Оценка состояния печени для потенциального донорства;
- Оценка проходимости сосудов печени;
- Оценка состояния печени при циррозе.
Противопоказания
- Любой электрический, магнитный или механический активированный имплантат (например, кардиостимулятор, биостимулятор инсулиновой помпы, нейростимулятор, кохлеарный имплантат, и слуховые аппараты);
- Внутричерепные аневризмальные клипсы (кроме титановых);
- Беременность (в случае если риск при исследовании превышает пользу);
- Наличие ферромагнитных хирургических зажимов или скоб;
- Наличие металлического инородного тела в глазу;
- Наличие в организме осколков металлического шрапнеля или пули.
Подготовка пациента к исследованию
- Перед процедурой сканирования необходимо получить письменное согласие пациента на проведение исследования;
- Попросите пациента вытащить все металлические предметы, включая ключи, мелочь, кошелек, пластиковые карты с магнитными полосами, ювелирные изделия, слуховые аппараты и шпильки;
- Попросите пациента переодеться в специальную одежду (халат);
- Проинструктируйте пациента о необходимости задержки дыхания при проведении сканирования (предварительно потренировавшись 2-3 раза перед началом процедуры);
- Система для внутривенного введения препарата (инжектор) подсоединяется к пациенту через локтевую вену посредством удлиняющей трубки (перфузора);
- При необходимости, для пациентов страдающих клаустрофобией, обеспечить сопровождающего (например, родственника или сотрудника);
- Предложить пациенту наушники для защиты ушей и общения с ним во время процедуры;
- Необходимо разъяснить пациенту суть процедуры и ответить на возникшие вопросы;
- Отметить вес пациента.
Положение при проведении исследования
- Положение пациента лежа на спине головой по направлению к магниту (на спине головой вперед);
- Пациент размещается над катушкой для позвоночника, а катушка для туловища устанавливается над верхней половиной живота (охватывая область от соска до гребня подвздошной ости);
- Надежно закрепите катушку для туловища с помощью фиксаторов для предотвращения образования респираторных артефактов;
- Для дополнительного комфорта дайте пациенту подушку под голову и валик под ноги;
- Центральный луч лазера фокусируется над мечевидным отростком грудины.
Предложенные протоколы параметров и планирования исследования
Размещение
Первично при планировании последовательности должны быть выполнены снимки в 3 плоскостях TrueFISP. Это быстрые единичные короткие снимки, с 25 сек выдержкой, отлично отображающие структуры брюшной полости.
Серия T2 турбо спин-эхо BLADE(PROPELLER) аксиальный срез, синхронизация дыхания
Планирование аксиальных срезов на коронарной плоскости; блок располагается, пересекая печень, как показано на рисунке. Проверьте расположение блока на 2-х других плоскостях. Эти срезы должны полностью покрывать печень от уровня диафрагмы до гребня подвздошной кости. Добавление полосы насыщения на верхней и нижней части аксиального блока приведет к уменьшению артериальной пульсации и дыхательных артефактов. Используйте последовательности, корректирующие движения, такие как BLADE (PROPELLER) для дальнейшего уменьшения артефактов. Для сканирования, отражающего график дыхания пациента, важно правильно поместить область дыхательного навигатора, а именно посередине правого купола диафрагмы - при этом одна половина области над правой долей печени (8 сегмент), а вторая половина области над легкими. Планирование должно быть выполнено на задержке дыхания, поскольку во время вдоха диафрагма будет смещать печень книзу, что приведет к неправильному планированию срезов и области дыхательного навигатора. Главное объяснить пациенту о необходимости дышать спокойно и ровно в течение исследования. В случае поверхностного или прерывистого дыхания эффективность действия навигатора снизится.
Навигаторы:
Для того чтобы проводить сканирование брюшной полости и грудной клетки при свободном дыхании, и получать изображения без артефактов движения, в недавнее время были введены навигаторы.
Навигатор состоит из прерывистого двумерного импульса, возбуждающего цилиндр спинов, после чего градиент считывания данных движется в направлении длинной оси цилиндра, чтобы приобрести 1-мерный профиль интересующей области. Для определения положения диафрагмы применяется последовательность, работающая под небольшим flip углом (10), чтобы минимизировать насыщение и резкое изменение интенсивности сигнала от легких и печени вдоль оси области навигации. Длина импульса навигатора составляет около 20 мс и воспроизводится каждые 200 миллисекунд. Расчет и утверждение окна сканирования проводится по предварительным данным до сканирования, после чего производится собственно запуск процесса. Область навигации обнаруживает положение диафрагмы в течение каждого среза последовательности и визуализация происходит только тогда, когда диафрагма попадает в окно приема.
BLADE(PROPELLER)
BLADE это недавно разработанная техника при МРТ исследовании, используемая для уменьшения чувствительности детектора движений в процессе сканирования. Во время применения BLADE последовательности данные k пространства, cобираются в концентрических прямоугольных полосах, которые вращаются вокруг k-пространства. Центральная часть k-пространства оцифровывается в течение каждого поступления полосы. Средняя полоса используется для фазирования, перевода и коррекции вращения.
Параметры
TR
|
TE
|
FLIP
|
NXA
|
SLICE
|
MATRIX
|
FOV
|
PHASE
|
OVERSAMPLE
|
TRIGGER
|
3000-4000
|
90
|
140
|
1
|
1мм
|
320x320
|
350
|
А>Р
|
100%
|
YES
|
Серия T2 турбо спин-эхо с жироподавлением BLADE или серия Т2 STIR, аксиальный срез, синхронизация дыхания
Планирование аксиальных срезов на коронарной плоскости; блок располагается, пересекая печень, как показано на рисунке. Проверьте расположение блока на 2-х других плоскостях. Эти срезы должны полностью покрывать печень от уровня диафрагмы до гребня подвздошной кости. Добавление полосы насыщения на верхней и нижней части аксиального блока приведет к уменьшению артериальной пульсации и дыхательных артефактов. Используйте последовательности, корректирующие движения, такие как BLADE (PROPELLER) для дальнейшего уменьшения артефактов. Для сканирования, отражающего график дыхания пациента, важно правильно поместить область дыхательного навигатора, а именно посередине правого купола диафрагмы - при этом одна половина области над правой долей печени (8 сегмент), а вторая половина области над легкими. Планирование должно быть выполнено на задержке дыхания, поскольку во время вдоха диафрагма будет смещать печень книзу, что приведет к неправильному планированию срезов и области дыхательного навигатора. Главное объяснить пациенту о необходимости дышать спокойно и ровно в течение исследования. В случае поверхностного или прерывистого дыхания эффективность действия навигатора снизится.
Параметры
TR
|
TE
|
FLIP
|
NXA
|
SLICE
|
MATRIX
|
FOV
|
PHASE
|
FATSAT
|
TRIGGER
|
5000-6000
|
90
|
140
|
1
|
3мм
|
320x320
|
350
|
А>Р
|
SPAIR
|
YES
|
Cерия T1 VIBE 3D с жироподавлением, на задержке дыхания, коронарный срез
Планирование коронарных срезов на аксиальной плоскости; блок располагается, пересекая печень, как показано на рисунке. Проверьте расположение блока на 2-х других плоскостях. Эти срезы должны полностью покрывать печень от передней до задней брюшной стенки. Добавление полосы насыщения на верхней (над грудиной) и нижней (над нижней половиной брюшной полости) части коронарного блока приведет к уменьшению артериальной пульсации и дыхательных артефактов. Фаза супердискретизации (oversampling), и в случае моделирования 3D блоков, передискретизация должны использоваться, чтобы предупредить артефакты заворота. Необходимо проинструктировать пациента о задержке дыхания на протяжении сбора пакетов изображений. (В нашем отделении мы инструктируем пациентов вдохнуть и выдохнуть дважды, прежде чем «вдохнуть и задержать дыхание» при старте сканирования).
VIBE
VIBE расшифровывается как Объемное Интерполированное Исследование с задержкой Дыхания. VIBE является модифицированием 3D-FLASH MR техники, которая обеспечивает высокие пространственное разрешение изображения при задержке дыхания. VIBE последовательности являются особенно полезными для одновременной оценки мягких тканей и сосудов.
Параметры
TR
|
TE
|
FLIP
|
NXA
|
SLICE
|
MATRIX
|
FOV
|
PHASE
|
OVERSAMPLE
|
TRIGGER
|
4-5
|
2-3
|
10
|
1
|
3мм
|
256x256
|
350
|
R>L
|
50%
|
NO
|
Серия Т1 противофаза на задержке дыхания, аксиальный срез
Планирование аксиальных срезов на коронарной vibe плоскости; угловое расположение блока показано на рисунке. Проверьте расположение блока на 2-х других плоскостях. Эти срезы должны полностью покрывать печень от уровня диафрагмы до гребня подвздошной кости. Добавление полосы насыщения на верхней и нижней части аксиального блока приведет к уменьшению артериальной пульсации и дыхательных артефактов. Необходимо проинструктировать пациента о задержке дыхания на протяжении сбора пакетов изображений.
Сканирование vibe в коронарной плоскости должно быть выполнено при задержке дыхания, поскольку во время вдоха диафрагма будет смещать печень вниз, и изменит ее положение относительно начальных параметров сканирования.
Противофаза
В фазе и противофазе сканирования используются мульти-эхо технологии, при которых возбуждение от импульса одновременно преобразуется в два эхо-сигнала. Главное различие между фазами заключается в том, что in phase для изображения используется продолжительное ТЕ (время появления эхо) 4,5, в отличие от противофазы (opposed phase) где для формирования изображения используется короткое ТЕ 2,3. Фазовое и противофазовое GRE формирование изображений весьма показательно для диагностики очаговой или диффузной жировой инфильтрации. Протоны жира и воды имеют различные резонансные частоты с различным временем появления эхо. В фазе и противофазе изображения формируются, когда протоны жира и воды взаимно резонируют либо «в фазе» или с разворотом на 180 градусов «в противофазе». Печень с нормальной структурой визуализируется с сигналом одинаковой интенсивности на изображениях в фазу и противофазу. И данный сигнал всегда имеет большую интенсивность в сравнении с сигналом от селезенки. Но при жировой инфильтрации печени сигнал, поступающий в противофазу, будет иметь меньшую интенсивность и уравнивается или становится ниже сигнала поступающего от селезенки. Данный химический сдвиг особенно информативен для характеристики поражения, иллюстрируя расположение жира внутри опухоли.
Параметры
TR
|
TE
|
FLIP
|
NXA
|
SLICE
|
MATRIX
|
FOV
|
PHASE
|
OVERSAMPLE
|
BW
|
7-9
|
IN
2-3
OPP
4-5
|
10
|
1
|
3мм
|
256x256
|
350
|
А>Р
|
50%
|
IN
350
OPP
240
|
Серия Т2 турбо спин-эхо на задержке дыхания с ТЕ 90 и ТЕ 180
Планирование аксиальных срезов на коронарной vibe плоскости; угловое расположение блока пересекает печень, как показано на рисунке. Проверьте расположение блока на 2-х других плоскостях. Эти срезы должны полностью покрывать печень от уровня диафрагмы до гребня подвздошной кости. Добавление полосы насыщения на верхней и нижней части аксиального блока приведет к уменьшению артериальной пульсации и дыхательных артефактов. Необходимо проинструктировать пациента о задержке дыхания на протяжении сбора пакетов изображений.
Почему ТЕ различны?
Серия T2 TSE сканирует изображение с низкими и высокими значениями TE, что особенно показательно для определения характеристик поражения печени. Такие поражения, как гемангиома, гепатоцеллюлярная карцинома, киста будут гиперинтенсивными (белыми) на Т2 взвешенных изображениях с ТЕ 90. При этом, на Т2 взвешенных изображениях с 180 TE, гепатоцеллюлярная карцинома будет гипоинтенсивна (темная), в то время как киста и гемангиома остаются гиперинтенсивными.
Параметры
TR
|
TE
|
FLIP
|
NXA
|
SLICE
|
MATRIX
|
FOV
|
PHASE
|
OVERSAMPLE
|
IPAT
|
5000-7000
|
90
|
150
|
1
|
4мм
|
256x256
|
350
|
А>Р
|
50%
|
ON
|
TR
|
TE
|
FLIP
|
NXA
|
SLICE
|
MATRIX
|
FOV
|
PHASE
|
OVERSAMPLE
|
IPAT
|
5000-7000
|
180
|
150
|
1
|
4мм
|
256x256
|
350
|
А>Р
|
50%
|
ON
|
Серия T1 flash 3D с жироподавлением, на задержке дыхания, аксиальный срез, стадия перед контрастированием
Планирование аксиальных срезов на коронарной vibe плоскости; угловое расположение блока пересекает печень, как показано на рисунке. Проверьте расположение блока на 2-х других плоскостях. Эти срезы должны полностью покрывать печень от уровня диафрагмы до гребня подвздошной кости. Добавление полосы насыщения на верхней и нижней части аксиального блока приведет к уменьшению артериальной пульсации и дыхательных артефактов. Необходимо проинструктировать пациента о задержке дыхания на протяжении сбора пакетов изображений. Методика параллельных последовательностей (IPAT/SENSE) может быть применена для уменьшения времени сканирования.
Техника параллельных последовательностей (IPAT)
Параллельная визуализация является недавно разработанным методом, используемым для уменьшения времени сканирования без влияния на разрешение изображения. Применение параллельных последовательностей в МРТ позволяет реконструировать изображения с полноценным полем наблюдения по данным k-пространства, используя некоррелированную информацию радиочастот элементов массива катушки. Основным недостатком метода параллельных последовательностей является ухудшение соотношения сигнал-шум (SNR), поскольку уменьшается выборка данных, что пространственно коррелируется с характером радиочастот нескольких приемников.
TR
|
TE
|
FLIP
|
NXA
|
SLICE
|
MATRIX
|
FOV
|
PHASE
|
OVERSAMPLE
|
IPAT
|
4-5
|
2
|
12
|
1
|
3мм
|
320x320
|
350
|
А>Р
|
50%
|
ON
|
Управление контрастом и сроки сканирования
Простое внутривенное введение контраста:
Это наиболее простой метод. Суть заключается в оценке скорости передвижения контрастного вещества от места инъекции в сосудистой структуре брюшной полости. Эта методика в значительной степени зависит от места введения контрастного вещества, возраста пациента, сердечного выброса, и анатомии сосудов. В основном распространение контраста из локтевой вены в брюшную аорту длится около 18-25 секунд, и 45-60 секунд занимает, достижение им портальной вены. Таким образом, сканирование можно начинать по истечению 20 секунд после введения контраста.
Методика болюсного контрастирования
Болюсное введение контраста это наиболее распространенная методика. В основе техники – быстрый коронарный градиент переориентирования последовательности. В режиме реального времени ежесекундно воспроизводятся изображения, интересующих сосудистых структур. Затем оператор наблюдает за болюсным поступлением контраста к сердцу и переключается на 3D ориентированную динамическую последовательность.
Планирование болюсного контрастирования
Планирование коронарных срезов при болюсном контрастировании на сагиттальной плоскости; угол среза параллелен восходящей части аорты. Проверьте расположение блока на 2-х других плоскостях.
Сканирование должно начаться за одну секунду до введения контраста. Затем оператор может наблюдать изображение в реальном времени и ожидает болюсное поступление контраста к сердцу. Когда контраст достигает сердца, введение контраста должно быть немедленно остановлено, и пациент инструктируется о необходимости задержать дыхание перед началом 3D ориентированной динамической последовательности.
Серия Т1 flash 3D в динамике, с жироподавлением, при задержке дыхания, аксиальный срез, пост контрастная стадия
Планирование аксиального среза на коронарной плоскости vibe; положение блока над печенью, как указано на рисунке. Проверьте расположение блока на 2-х других плоскостях. Срезы должны полностью покрывать печень от уровня диафрагмы до гребня подвздошной кости. Добавление полосы насыщения на верхней и нижней части осевого блока приведет к уменьшению артериальной пульсации и дыхательных артефактов. Попросите пациента задерживать дыхание во время сканирования изображений. Методика параллельных последовательностей (IPAT/SENSE) может быть применена для уменьшения времени сканирования.
Динамическая последовательность flash 3D состоит из трех flash 3 мм 3D сканов, с 10 сек задержкой между первым и вторым сканированиями и 5 мин задержкой между вторым и третьим. Первое сканирование для артериальной фазы, второе – для венозной фазы и третье для фазы равновесия. Продолжительность каждого сканирования очень важна, в особенности артериальной и венозной фаз. Важно дать надлежащие инструкции по дыханию во время первого - второго и второго - третьего сканирования. Попросите пациента дышать нормально после артериальной фазы, а затем задержать дыхание, за 4 секунд до окончания венозной фазы. То же самое повторить между вторым и третьим сканированием. Сканирование в собственно артериальную фазу должно отображать только заметное контрастное усиление печеночных артерий, поджелудочной железы и селезенки, без усиления печеночных вен. Большинство опухолей печени кровоснабжаются от печеночной артерии, таким образом, максимальное контрастирование опухоли в печени будет в артериальной фазе. Точный срок продолжительности артериальной фазы очень важен, поскольку временной промежуток между поступлением контраста в печеночную артерию и наполнением печеночных вен достаточно короток, и многие гиперваскуляризированные поражения проявляются только в течение этого периода. Если изображение слишком запаздывает паренхима печени подключается в портальную венозную фазу и гиперваскуляризированные поражения могут быть уже не видны.
Дониминирование артериальной фазы печени наступает через 20-50 секунд с момента инъекции, значит и сканирования изображений артериальной фазы должны проводится в течение этого периода. При использовании метода Guess синхронизации артериальное сканирование должно начинаться через 20 секунд с момента инъекции, а продолжительность сканирования составлять менее 30 секунд. Методика болюсного контрастирования предлагает более надежный метод синхронизации, позволяя оператору следить за ходом сканирования в режиме реального времени и начать сканирование сразу после поступления контраста к сердцу (время поступления контраста от сердца к печеночным артериям менее 4 сек).
Доминирование венозной фазы печени наступает через 60 – 90 сек с момента введения контраста, поэтому сканирование портальной венозной фазы должно проводиться в этот период времени. Если вы применяете метод синхронизации Guess, сканирование венозной фазы должно начинаться через 60 сек с момента инъекции и длиться не более 30 сек. При технике болюсного сканирования после окончания артериальной фазы следует 10-15 сек задержка (начало сканирование через 20 сек + время сканирования 25 сек = 45 сек + 15 сек задержки = 60 сек). Во время портальной венозной фазы паренхима печени максимально четко визуализируется, поэтому легко могут быть выявлены все гиповаскулярные опухоли.
В фазе равновесия контраст отходит от паренхимы печени и ее плотность постепенно уменьшается. Равновесная фаза обычно наступает на 2-5 минуте после инъекции, поэтому сканирование должно проводиться в течение этого периода. Опухоли, которые теряют контрастность медленнее, чем нормальные ткани печени проявятся яркими во время этого сканирования (например, гемангиома). Опухоли, которые быстро «отпустили контраст» выглядят темными в сравнении с нормальной паренхимой печени (например, гепатоцеллюлярная карцинома).
Параметры
TR
|
TE
|
FLIP
|
NXA
|
SLICE
|
MATRIX
|
FOV
|
PHASE
|
DYNAMIC
|
IPAT
|
4-5
|
2
|
12
|
1
|
3мм
|
320x320
|
350
|
А>Р
|
3SCANS
|
ON
|
Cерия T1 flash 3D с жироподавлением аксиальный срез, с задержкой 20 минут
Планирование аксиального среза на коронарной плоскости vibe; положение блока с пересечением печени, как указано на рисунке. Проверьте расположение блока на 2-х других плоскостях. Срезы должны полностью покрывать печень от уровня диафрагмы до гребня подвздошной кости. Добавление полосы насыщения на верхней и нижней части аксиального блока приведет к уменьшению артериальной пульсации и дыхательных артефактов. Попросите пациента задерживать дыхание во время сканирования изображений. Методика параллельных последовательностей (IPAT/SENSE) может быть применена для уменьшения времени сканирования.
Фаза задержки (отсрочки) необходима для характеристики поражения. Многие поражения печени демонстрируют прогрессирующие модели насыщения контрастом. При гемангиоме обычно обнаруживается прогрессирующее накопление плотности в очаге поражения, подобно бассейну крови. Большинство гипососудистых метастатических поражений демонстрируют периферическую модель накопления без центрального компонента. Холангиокарцинома покажет постепенно наростающее усиление контрастности с максимальным пиком в фазу отсрочки, благодаря фиброзному центру с медленным насыщением контрастом.
Параметры
TR
|
TE
|
FLIP
|
NXA
|
SLICE
|
MATRIX
|
FOV
|
PHASE
|
OVERSAMPLE
|
IPAT
|
4-5
|
2
|
12
|
1
|
3мм
|
320x320
|
350
|
А>Р
|
50%
|
ON
|
НАЖМИТЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО НА ПУНКТЫ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НИЖЕ ДЛЯ ПРОВЕРКИ СКАНИРОВАНИЯ