Влияние кровотока на МРТ головного мозга. Перфузионная и диффузионная МРТ
Кровоток оказывает предсказуемый эффект на интенсивность сигнала. При стандартной последовательности спин-эхо для получения сигнала необходимо проводить стимуляцию ткани двумя импульсами радиоволн. Если кровь протекает через отображаемый срез ткани ускоренно и успевает подвергнуться воздействию только одного импульса, сигнал отсутствует; кровеносный сосуд выглядит темным (flow void). При замедленном кровотоке оба импульсг проходят через кровь, сигнал получается сильным; сосуд выглядит светлым (flow related enhancement). Текущая кровь выглядит на таких изображениях всегда светлее чем неподвижные ткани, которые проду цируют сигнал меньшей интенсивности. Поэтому сосуды с движущейся кровью выглядят так, как будто заполнены контрастным веществом.
MP-ангиография. С помощью проекционных алгоритмов отдельные отрезки сосудов можно соединять в единое сосудистое дерево и получать магнитно-резонансную ангиограмму (МРА). Этот метод позволяет получить изображения экстра- и интракраниальных отделов мозговых артерий и вен. Проблема МРА состоит в том, что она представляет собой снимок не анатомической структуры самого сосуда, а кровотока. Такие патологические изменения, как стенозы сосудов, которые характеризуются замедленным или турбулентным кровотоком, дающим низкую интенсивность сигнала, выглядят «преувеличенно», производя впечатление окклюзии, или вообще не видны (например, небольшие аневризмы). Применение контрастного вещества уменьшает этот недостаток, так как на снимке отражается находящееся в сосуде контрастное вещество, а скорость и турбулентность кровотока перестают играть важную роль.
Перфузионная МРТ. Введение гадолиния и других контрастных веществ сокращает время Т1 и обусловливает локальную гетерогенность магнитного поля. Последняя приводит к снижению интенсивности сигнала, которое наиболее выражено на градиентных эхо-изображениях, особенно при очень продолжительном времени эхо. Через несколько секунд после введения болюса контрастного вещества в вену руки оно визуализируется в сосудах головного мозга. Уменьшение сигнала происходит пропорционально объему циркулирующей в головном мозге крови, в котором растворено контрастное вещество. Кроме того, одним из параметров измерения служит среднее время перфузии (mean transit time — МТТ), которое определяется скоростью притока и циркуляции контрастного вещества. Применяя показатели уменьшения интенсивности сигнала и МТТ, можно полуколичественно рассчитать и представить в виде МР-изображения объем кровотока через паренхиму головного мозга (перфузию).
Стандартная ориентация МР-томограмм. Коронарные срезы, вид спереди. Аксиальные срезы, вид снизу.
Диффузионная МРТ. Спины вращаются (прецессируют) вокруг своей оси с частотой, пропорциональной напряженности магнитного поля. Спин-спиновые взаимодействия и локальная гетерогенность магнитного поля обусловливают небольшие различия между частотами прецессирования отдельных спинов, что приводит к ослаблению сигнала. Так как магнитное поле из-за наличия градиента меняет свое направление в различных точках пространства, каждый протон, перемещающийся путем диффузии, в каждый момент времени будет иметь различную частоту прецессирования.
Для контрастирования МРТ по коэффициенту диффузии применяют специальные импульсные последовательности. При этом спины, которые обладают низкой способностью к диффузии, демонстрируют небольшое уменьшение сигнала, а спины, которые склонны к быстрой диффузии, значительно снижают интенсивность сигнала.
При остром инфаркте мозга развивается отек мозга вследствие пере мещения молекул воды из вне- во внутриклеточное пространство. При этом постепенно формируется барьер для диффузии молекул воды, диффузия прекращается, что находит свое отражение на МР-изображениях, контрастированных по коэффициенту диффузии. При остром инфаркте мозга уже спустя несколько минут нарушения диффузии могут быть визуализированы с помощью диффузионной М РТ.
