Rezonans magnetyczny (MRI) w diagnostyce chorób naczyń krwionośnych

Rezonans magnetyczny (MRI) jest badaniem, w którym umieszcza się pacjenta w bardzo silnym stałym polu magnetycznym, powodując ustawienie większości spinów magnetycznych jąder atomów w kierunku równoległym do przyłożonego pola - powstaje magnetyzacja podłużna. Dodatkowo samo urządzenie emituje fale o częstotliwościach radiowych, a dokładniej o częstotliwości precesji protonów które powoduje, że zanika podłużna magnetyzacja, a powstaje poprzeczna. Wektor jej w różnym stopniu odchyla się w stosunku do przyłożonego pola magnetycznego. Po przerwaniu emitowania fal radiowych układ wraca do równowagi energetycznej. Czas, w którym spiny wrócą do ustawienia zgodnie z liniami pola i magnetyzacja podłużna rośnie to czas relaksacji podłużnej T1. Jednocześnie w tym czasie zanika magnetyzacja poprzeczna T2. Ten ostatni etap indukuje impuls elektromagnetyczny, który jest rejestrowany, wzmacniany i przetwarzany na obraz. Słaby sygnał odpowiada ciemnemu zabarwieniu, silny jasnemu. Intensywność sygnału zależy od wielu czynników, między innymi od budowy biochemicznej i anatomicznej badanej warstwy oraz od czasów relaksacji.

W znacznym stopniu wynik badania zależy od zastosowania odpowiedniej sekwencji impulsów. Najczęściej stosowana jest sekwencja echa spinowego, która składa się z dwóch impulsów jeden odchyla wektor magnetyzacji o 90º, a drugi o 180º. Echo spinowe (sygnał) pojawia się po czasie TE od pobudzenia impulsem 90º. Czas pomiędzy dwoma impulsami echa spinowego jest określany jako TR. W zależności od otrzymanych wartości TE i TR otrzymujemy obrazy T1 oraz T2 - zależne.

Obrazy otrzymywane metodą echa spinowego.
Tabela 1. Obrazy otrzymywane metodą echa spinowego.

Używając odpowiednich sekwencji sygnałowych możemy także skrócić czas badania i jednocześnie wyostrzyć struktury będące w ciągłym ruchy na przykład serce, płuca, naczynia oraz krew. Żeby to zrobić wykorzystujemy metodę echa gradientowego. Polega ona na odchyleniu wektora magnetycznego o mały kont do 35º, zastosowaniu krótszego czasu repetycji, czyli zwiększenie częstotliwości impulsów oraz zmiennego pola gradientowego.

Interpretacja otrzymanych przekrojów jest znacznie trudniejsza niż w przypadku innych metod obrazujących. Wynik badania w znacznym stopniu zależy od zastosowanej sekwencji sygnałów. Obrazy T1 i T2 - zależne różnie przedstawiają tkanki, dlatego przed rozpoczęciem interpretacji musimy sprawdzić z jaką metodą mamy do czynienia. Taka informacja znajduję się na marginesie wykonanych obrazów. Na przykład w obrazie z przewagą T1 tkanka tłuszczowa jest intensywnie jasna, natomiast w obrazie z przewagą T2 jest szara.

Techniki badania naczynia krwionośnego rezonansem magnetycznym

W przypadku bania naczyń krwionośnych rezonansem magnetycznym mówimy o angiografii rezonansu magnetycznego (angio-MR, MRA). Wyróżniamy wiele technik przy pomocy których możemy badać naczynia krwionośne rezonansem magnetycznym. Można podzielić je na dwie grupy: bez stosowaniem środka cieniującego i ze środkiem kontrastującym. Do pierwszej grupy należą;

Angiografia czasu przepływu (time of flight - TOF). W tej metodzie dzięki odpowiedniemu doborowi sekwencji otrzymujemy redukcję sygnału tkanek stacjonarnych przy jednoczesnym wzmocnieniu sygnału z napływającej krwi. Ta metoda niestety ma swoje wady. Występują problemy w obrazowanie wolno płynącej krwi, dużych struktur, a także skrzeplin, które dają tak samo silny sygnał jak płynąca krew. Trudno jest także odróżnić przepływ turbulentny od laminarnego.

Angiografia kontrastu fazy (phase contrast-PC). Protony tkanek znajdujących się w ruchu charakteryzują się przesunięciem fazowym w emitowanym sygnale względem protonów tkanek stacjonarnych. Aby móc rejestrować przepływ krwi we wszystkich kierunkach musimy przeprowadzić badanie czterokrotnie. Raz bez użycia echa gradientowego i 3 razy z użyciem gradientu. W technice PC otrzymujemy mapy przepływu krwi, na których intensywność zależy od prędkości przepływu. W metodzie tej jest znacznie lepsza redukcja sygnału tkanek stacjonarnych oraz uzyskany obraz jest znacznie lepszej rozdzielczości. W przeciwieństwie do TOF, możemy łatwo rozróżnić skrzeplinę od płynącej krwi.

Technika czarnej krwi. W tej metodzie używamy obrazowania głównie T2-zależnego, w którym krew charakteryzuje się słabą intensywnością sygnału i jest czarna na otrzymanych obrazach, dobrze kontrastując ze ścianami naczyń.

Mimo dobrze opracowanych metod bezkontrastowych oraz specjalistycznego sprzętu nie są one w stanie dorównać technikom z użyciem kontrastu. Za najbardziej dokładne badanie jest uznawana angiografia po podaniu dożylnym paramagnetycznego środka kontrastującego. Głównym pierwiastkiem środków cieniujących jest gadolin - pierwiastek ziem rzadkich. Podstawową zaletą tych preparatów jest bardzo krótki czas relaksacji oraz fakt, że są szybko wydalane przez nerki, przez co nie gromadzą się w tkankach.

W badaniu MRA z użyciem środków kontrastujących najważniejsze jest przeprowadzenie badania w odpowiednim momencie, gdy stężenie środka cieniującego jest największe, jakość badania będzie najwyższa. Wyznaczenie odpowiedniego momentu po iniekcji wyznacza się na 3 sposoby: ocena szacunkowa wynikająca z doświadczenia, próba na małej ilości kontrastu, by móc oszacować czas transportu preparatu, monitorowanie stężenia kontrastu przy pomocy specjalnych urządzeń pomiarowych. Wykorzystanie środków kontrastujących i zaawansowanego sprzętu umożliwia obrazowanie w fazie tętniczej, miąższowej i żylnej.

Badanie MRA jest całkowicie nieinwazyjne w przypadku metod bezkontrastowych, ponieważ wykorzystuje stałe pola magnetyczne i fale radiowe, które są dla organizmu nieszkodliwe. W przypadku podawania kontrastu niektóre osoby reagują wstrząsem anafilaktycznym, ponieważ w ich organizmie komórki tuczne posiadają receptory dla kontrastu i w momencie wniknięcia preparatu do miąższu następuje nagłe uwolnienie ziaren zawierających np. histaminę i inne czynniki pozapalne wywołujące wstrząs. Dlatego w miejscu, gdzie przeprowadza się tego typu badania znajdują się leki przeciwwstrząsowe i odpowiednio przeszkolony personel.

MRA nie możemy przeprowadzić, kiedy pacjent ma wszczepione ciało o właściwościach ferromagnetycznych np. rozrusznik serca, pompę infuzyjną, implant wewnątrzślimakowy, ponieważ stałe pole magnetyczne może je przemieścić lub zakłócić ich pracę. Czasami jest konieczne zastosowanie znieczulenia ogólnego w przypadku osób z klaustrofobią, niewspółpracujących oraz dzieci, ze względu na zamkniętą przestrzeń, duży poziom hałasu oraz długi czas przebywania w urządzeniu.

Podsumowując MRA wśród zalet związanych z wysoką rozdzielczością i możliwością badania w wielu płaszczyznach, a nawet w trzech wymiarach jest badaniem, które zajmuje sporo czasu od 1 do 2 godzin, a w dodatku jest to najdroższa możliwa technika diagnostyczna. W związku wykonuję się to badanie rutynowo tylko w określonych sytuacjach. Głównie MRA ma zastosowanie w ocenie unaczynienia mózgu w przypadku podejrzenia tętniaka, w trudnych do zdiagnozowania objawach neurologicznych. Ocenie wad rozwojowych oraz w medycynie sportowej.

Piotr Lacki
Studenckie Chirurgiczne Koło Naukowe przy Klinice Chirurgii Ogolnej, Onkologicznej i Torakochirurgii CSK MON Warszawa - www.kolochirurgiczne.edu.pl

Bibliografia:

  • Vinay Kumar, Ramzi S. Cotran, Stanley L. Robbins, Robbins Patologia, Wyd. I, Wrocław, Elsevier Urban & Partner, 2005, ISBN: 83-89581-92-2.
  • Bohdan Daniel, Bogdan Pruszyński, Anatomia Radiologiczna, Wyd. I, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2005, ISBN: 83-200-3087-0.
  • World Health Organization (2004). "Annex Table 2: Deaths by cause, sex and mortality stratum in WHO regions, estimates for 2002". The world health report 2004 - changing history. Retrieved on 2008-11-01.
  • Gonet Bolesław, Obrazowanie magnetyczno-rezonansowe: zasady fizyczne i możliwości diagnostyczne, Wyd. 1, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2008, ISBN: 83-200-3263-6.
  • Wojciech Noszczyk, Chirurgia, Tom II, Wyd. I, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2007, ISBN: 978-83-200-3660-2.
  • Joseph Berkow, Robert Flower, David Orth, James Kelly, Angiografia fluoresceinowa i indocyjaninowa - technika i interpretacja, Wyd. I, Wrocław, Górnicki Wydawnictwo Medyczne, 2003, ISBN: 83-89009-16-1.

Znajdź najlepszego lekarza

Dodatkowe informacje