Обычные рентгенологические исследования ЖКТ стали играть меньшую роль после появления эндоскопии. Эндоскопии недоступна только тонкая кишка (за исключением ее проксимального и дистального концов). Капсульная эндоскопия тонкой кишки еще не может рассматриваться как общедоступный стандартный метод. Вследствие этого рентгенологическое исследование тонкой кишки с двойным контрастированием (энтероклизма) стало во многих лечебных учреждениях краеугольным камнем обычного рентгенологического исследования. Однако этот метод дает только ограниченную информацию о патологических изменениях вне просвета кишки. Трансабдоминальное и эндоскопическое УЗИ могут представить дополнительную информацию, отвечая на узкоспециальные клинические вопросы, но их возможности ограничены небольшой глубиной проникновения ультразвуковых волн в ткани. Послойные изображения, такие как КТ и МРТ, позволяют прямо визуализировать стенки кишки и окружающие ткани. Быстрые ИП на задержке дыхания и соответствующее устройство катушек стали предпосылкой для МР-изображений брюшной полости, относительно свободных от артефактов. В последние годы на этой основе благодаря созданию пригодных контрастных средств и протоколов их применения увеличивается значение МРТ желудочно-кишечного тракта.
В этой статье на сайте описываются технические вспомогательные средства, доступные для оптимизированной МРТ желудочно-кишечного тракта и позволяющие полностью реализовать улучшенный по сравнению с КТ тканевой контраст, обеспечиваемый этим методом, для исследований широкого спектра патологических изменений.
Быстрые ИП с задержкой дыхания являются стандартными для МРТ желудочно-кишечного тракта.
а) Методика исследования. Как правило, пациенту рекомендуется принять натощак per os необходимое количество контрастного средства, чтобы растянуть просвет кишки и придать ему контраст относительно окружающих тканей. Используются антиспастические средства - бутилбромид гиосцина (бускопан) или глюкагон для торможения перистальтики и уменьшения тем самым артефактов от движений. Рекомендуются поверхностные катушки с распределенной фазой для уменьшения шума на изображениях. Быстрые ИП на задержке дыхания стали стандартом для гастроинтестинальной МРТ. ИП и создаваемый ими контраст должны быть адаптированы к ожидаемым патологическим изменениям и клиническим задачам.
1. Контрастные средства для приема per os. Идеальное контрастное средство для МРТ должно создавать хорошее растяжение просвета, равномерно распределяться, не стимулировать перистальтику и не всасываться в кишечнике. Оно должно также обеспечивать эффективное усиление сигнала при Т1в-и Т2в-ИП, хорошо переноситься пациентами и быть удобным в употреблении.
Желаемый контраст просвета ЖКТ определяется комплексом физических свойств. Парамагнитные контрастные средства создают положительное контрастирование просвета кишки, укорачивая время Т1-релаксации, в то время как суперпарамагнитные контрастные средства обусловливают отрицательное контрастирование (низкую интенсивность сигнала в просвете кишки), укорачивая время Т2-релаксации или замещая протоны воды. Добавки, например маннитол или метилцеллюлоза, могут улучшить пассаж по ЖКТ и характеристики абсорбции введенного контрастного средства. Контрастные средства для приема per os делят на основе их эффектов усиления сигнала на средства для создания положительного контраста, двухфазного контраста или отрицательного контраста (табл. 31).
1.1 Контрастные средства с положительным контрастом. Контрастные средства для положительного контрастирования - это парамагнитные средства, которые увеличивают интенсивность сигнала в просвете ЖКТ и при Т1в-, и при Т2в-ИП путем укорочения времени Т1-релаксации. Один недостаток этих средств -выравнивание контраста между стенкой и просветом кишки при Т1в-ИП после внутривенного введения контрастного средства. К средствам для положительного контрастирования относятся следующие:
- Gd-DTPA;
- хлорид железа-EDTA, сульфат железа;
- средства на основе масел (кукурузное масло, заменители пищи, детское питание);
- суспензия бария в низких концентрациях.
Gd-DTPA. Это средство для положительного контрастирования имеется в продаже как Gd-DTPA Enteral (Bayer) в 100 мл порциях и в концентрации 10 ммоль/л с добавлением 150 мг маннитола на литр. После добавления воды до отметки 1 л раствор готов к применению и обеспечивает хорошее растяжение желудка и двенадцатиперстной кишки, а если вводится трансректально, то и хорошее растяжение толстой кишки. Маннитол уменьшает всасывание воды в кишке, обеспечивая приемлемое контрастирование и растяжение тонкой кишки.
Gd-DTPA укорачивает время Т2 релаксации в зависимости от концентрации и при высокой концентрации делает просвет кишки гипоинтенсивным.
- Суспензия хлорида железа и сульфата железа. Сходные результаты могут быть получены с имеющейся в продаже суспензией хлорида железа и сульфата железа.
- Средства на основе масел. Эти средства не применяются per os из-за их неприемлемых вкуса и консистенции. Другим недостатком таких средств являются эффекты оседания. Могут использоваться высококалорийные заменители пищи и детское питание, хотя их быстрое всасывание в кишечнике приводит к меньшему растяжению кишки.
- Суспензия бария. Суспензия бария в низких концентрациях создает положительный контраст просвета кишки. Однако часто трудно получить равномерное распределение суспензии в таких концентрациях.
1.2 Контрастные средства с двухфазным контрастом. Контрастные средства для двухфазного контрастирования могут обусловить высокую или низкую интенсивность сигнала от заполненного ими просвета ЖКТ в зависимости от используемой ИП. Сигнал от них низкий при Т1в-ИП и высокий при Т2в-ИП. Однако эффект этих средств варьирует в зависимости от их концентрации. Классические представители этой группы:
- вещества, содержащие марганец (сок черники или голубики, зеленый чай);
- вода;
- цитрат железа и аммония;
- полиэтиленгликоль.
- Вещества, содержащие марганец. К ним относятся люменханс (Bracco Diagnostics Inc., США), а также сок черники или голубики и зеленый чай.
- Вода. Самым простым и наиболее экономичным двухфазным контрастным средством для ЖКТ является вода (рис. ниже). Чтобы уменьшить всасывание воды, увеличить вязкость и усилить растяжение кишечника, обычно добавляется метилцеллюлоза.
Двухфазное контрастирование тонкой кишки. Корональная T1B-FLASH со спектральным подавлением сигнала от жировой ткани после принятия водно-метилцеллюлозной суспензии. Усиленная кишечная стенка резко контрастирует с гипоинтенсивным просветом кишечника.
1.3 Контрастные средства с отрицательным контрастом. Контрастные средства с отрицательным контрастом создают низкую интенсивность сигнала в просвете ЖКТ и на Т1в-, и на Т2в-изображениях. Особым преимуществом таких контрастных средств является уменьшенная восприимчивость гипоинтенсивного просвета к артефактам от движений. Контрастные средства с отрицательным контрастом делятся на три главные категории:
- диамагнитные контрастные средства (сульфат бария в высоких концентрациях);
- свободные от протонов средства (перфторированный углерод и газы).
- SPIO. Это средство приводит к эффектам расфазировки, обусловленной локальными негомогенностями магнитного поля, что приводит к потере интенсивности сигнала. Допущены к употреблению два типа веществ, содержащих суперпарамагнитные частицы оксида железа с размерами частиц 10-50 нм. Частицы железа или покрыты декстраном (ферумоксил, люмирем; лаборатория Guerbet, Франция), или абсорбированы на полимерных микросферах (ферристен, абдоскан, GE Healthcare, Великобритания). Однако вследствие наблюдаемых в 5% случаев побочных эффектов (тошнота и диарея) и низкого спроса на них эти контрастные средства были отозваны с рынка.
- Диамагнитные средства. Сульфат бария в высоких концентрациях укорачивает время Т2-релаксации вследствие эффектов восприимчивости. Это безопасное и экономичное контрастное средство уменьшает также плотность протонов воды. Его нужно использовать в виде суспензии, содержащей не менее 60% сульфата бария по весу, так как в более низких концентрациях он создает положительный контраст, особенно вместе с ИП GRE.
1.4 Оценка. Выбор контрастного средства с положительным, двуфазным или отрицательным контрастом зависит от типа ИП и специфической клинической задачи (см. табл. 31). В настоящее время нет стандартных рекомендаций, которые позволяли бы выбрать лучшее контрастное средство для данного применения. Важно знать ожидаемую интенсивность сигнала от предполагаемых патологических изменений и выбрать средство, которое, вероятно, создаст противоположный им контраст внутри просвета. Важно также знать основные ограничения различных типов контрастных средств перед их использованием.
Например, контрастные средства с положительным контрастом вызовут дополнительные артефакты в направлении фазового кодирования вследствие перистальтических движений. Кроме того, патологические участки с усилением сигнала после внутривенного контрастирования будет трудно отличить от гиперинтенсивного просвета ЖКТ. Это особенно относится к хроническим воспалительным заболеваниям кишечника, например, болезни Крона.
Контрастные средства с отрицательным контрастом препятствуют использованию сильно Т2-взвешенных ИП, таких, которые используются, например, при МР-флуороскопии. Кроме того, более вероятно возникновение артефактов восприимчивости при ИП T2*b-GRE, которые могут иногда напоминать утолщение стенки кишки или патологическое усиление сигнала. Поражения с низкой интенсивностью Т2в-сигнала, например карциноид или болезнь Крона, труднее распознать при гипоинтенсивном просвете кишки.
С другой стороны, высокий сигнал от абсцесса резко выделяется на фоне гипоинтенсивного просвета кишки, если используются контрастные средства с отрицательным контрастом. Абсцессы вследствие их характерных черт (отсутствие связи с просветом кишки, округлая или овальная форма, наличие капсулы, отек брыжейки), как правило, могут быть распознаны даже при применении других типов контрастных средств.
Учитывая вышесказанное, авторы рассматривают контрастные средства с двухфазным контрастом как лучший выбор при гастроинтестинальной МРТ.
Должно быть выбрано контрастное средство, которое создает контраст заполненного им просвета, противоположный ожидаемым патологическим изменениям.
2. Подготовка пациента:
2.1 Голодание. Пациент не должен принимать твердую пищу по крайней мере в течение 8 ч перед исследованием, чтобы уменьшить перистальтику. Для исследования тонкой кишки голодание должно начинаться с полудня предыдущего дня. Чай и хлеб разрешаются. Для подготовки кишечника пациент принимает per os флакон раствора фосфата натрия (Fleet) за день до исследования.
2.2 Выбор контрастных средств для приема per os:
- Пищевод, желудок и двенадцатиперстная кишка. Показано, что применение контрастных средств с отрицательным контрастом наиболее эффективно при повседневных исследованиях верхнего отдела ЖКТ. Пациент должен выпить примерно 300 мл контрастного средства за 15 мин до начала исследования и еще 300 мл в начале исследования. Если главной задачей является исследование желудка, он должен быть растянут посредством 1000 мл контрастного средства после внутривенного введения 20 мг бутилбромида гиосцина.
- Тонкая кишка. Для исследования тонкой кишки могут быть предпочтительны контрастные средства с двухфазным контрастом. Обычно мы предлагаем пациенту выпить 1,5-2,5 л водной суспензии метилцеллюлозы (0,5% метилцеллюлозы) в течение 90 мин. Последние 300 мл суспензии должны быть приняты непосредственно перед исследованием. Другой выбор 5 х 300 мл люмирема, если предпочтителен отрицательный контраст, или Magnevist Enteral, если желателен положительный контраст. По Holzknecht и соавт. (1998), люмирем может быть растворен в отношении 1:3, чтобы сэкономить в цене и уменьшить артефакты восприимчивости, не проигрывая в обусловленной им потере сигнала на Т2в-изображениях.
Оптимального растяжения тонкой кишки можно достигнуть посредством использования траисъеюнального катетера (например 8 Fr Teflon). Так же, как при обычной энтероклизме, контрастное средство должно быть введено МР-совместимой помпой со скоростью 120 мл/ мин. Более высокая скорость угрожает желудочным рефлюксом и рвотой. Растяжение тонкой кишки обычно контролируется посредством ИП SS-TSE (HASTE), и фактически сам процесс изображения начинается после того, как контрастное средство достигает слепой кишки. Оставшийся в кишке барий не мешает при МРТ (в отличие от КТ), и поэтому МРТ можно выполнять без помех даже после рентгенологического исследования ЖКТ
2.3 Укладка. Положение пациента на животе может быть рекомендовано при энтероклизме. Это улучшает раздельное изображение и оценку петель тонкой кишки, хотя и менее удобно для пациента. Поэтому у большинства пациентов предпочтительно положение на спине со сгибанием ног в коленных суставах, удерживаемым посредством клина. Поверхностные катушки с распределенной фазой должны быть центрированы при изображении верхнего отдела брюшной полости на мечевидный отросток грудины, при исследовании тонкой кишки - на пупок, при исследовании области таза - на симфиз. Фиксация лентами помогает уменьшить амплитуду дыхательных движений.
2.4 Антиспастические средства. При исследовании ЖКТ требуется премедикация противоспастическими средствами, чтобы ослабить кишечную перистальтику. Бускопан с его быстро наступающим (в течение 1 мин) действием вводится внутривенно в дозе 20 мг непосредственно перед началом исследования. Так как его эффект продолжается около 15 мин, при протоколах изображения, рассчитанных на более длительное время (особенно энтсроклизме), потребуется повторное введение 20 мг бускопана, которое должно быть выполнено непосредственно перед внутривенным введением Gd-DTPA. Если бускопан противопоказан, можно ввести внутримышечно 1 мг глюкагона, но его эффект продолжается всего лишь около 5 мин.
3. Катушки. Обычное ИП SE и TSE с низким значением турбофактора (небольшой длиной цепочки эхо порядка 11) могут использоваться с катушкой для тела. Однако при использовании быстрых ИП (GRE/FLASH, TSE с высоким турбофактором, RARE, HASTE) или сходных ИП, как истинная FISP, обычно выполняемых только с одним усреднением сигнала, заметно снижается соотношение С/Ш. Количество усреднений сигнала не может быть увеличено из-за ограниченного задержкой дыхания времени сбора данных, и в таких случаях применение поверхностных катушек с распределенной фазой может значительно улучшить качество изображений.
Недостаток катушек с распределенной фазой - относительно небольшое поле обзора (примерно 30 см по оси z). В то же время поле обзора может быть увеличено посредством комбинированных катушек с распределенной фазой с 6 или 8 сегментами.
4. Импульсные последовательности. Для МРТ желудочно-кишечного тракта используются ИП RARE (TSE, FSE) или RARE с одним выстрелом (HASTE, SS-TSE, SS-FSE), ИП на основе градиентного эха со сбалансированной свободной прецессией в состоянии динамического равновесия (SSFP) -истинная FISP (true FISP), сбалансированная FFE, FIESTA и частично рефокусированные ИП SSFP с радиочастотным (РЧ) очищением - FLASH, FFE, SPGR.
4.1 Однослойные и многослойные ИП. Однослойные ИП, при которых собираются данные для одного слоя за другим, как правило, отличаются от многослойных, при которых одновременно собираются данные для многих слоев.
Однослойные ИП, например HASTE и true FISP, при которых время сбора данных на слой составляет менее 1,2 с, отлично пригодны для уменьшения артефактов от движений и дыхательных артефактов. Однако относительно плохой мягкотканный контраст изображения с этими ИП затрудняет оценку патологических изменений стенок ЖКТ.
Многослойные ИП, например TSE и FLASH, создают данные для изображения многих слоев в течение каждого TR. Время сбора данных 15-20 с делает эти ИП восприимчивыми к артефактам от движений и дыхательным артефактам. В то же время в отличие от однослойных ИП они обеспечивают отличный мягкотканный контраст, необходимый для оценки патологических изменений кишечной стенки.
Вопросы выбора параметров ИП изложены в отдельной статье на сайте, посвященной основным техническим принципам МРТ - просим Вас пользоваться формой поиска по сайту выше. Здесь же нет возможности дать обзор всего спектра ИП, которые выбираются в соответствии с особенностями области интереса и локальными источниками артефактов.
Как правило, для точной характеристики поражений ЖКТ должны быть получены Т1в-и Т2в-изображения.
4.2 Т1в-ИП. ИП GRE с РЧ-очищением (сбор данных для 10-20 срезов толщиной 4-8 мм каждый с одним усреднением примерно за 10-20 с) предпочтительна для изображения ЖКТ на задержке дыхания благодаря короткому TR, что приводит к короткому времени сбора данных с менее выраженными артефактами от движений.
При ИП TSE Т2 спад сигнала вызывает нерезкость или смазанность изображений по оси фазового кодирования. Степень такой нерезкости частично зависит от длины цепочки эхо. Смазанность может быть значительной на Т1в-изображениях с коротким TR и ТЕ, вследствие чего цепочка эхо не должна быть более 3. Вследствие обусловленного этим увеличения времени сбора данных TSE не должна использоваться для получения Т1 в-изображений ЖКТ.
- FLASH:
- преимущества: отличное разрешение деталей, особенно брыжейки; уменьшение артефактов от движений, если комбинируется с подавлением сигнала от жировой ткани;
- недостатки: восприимчива к движениям и артефактам от дыхания; двухмерная FLASH может быть предпочтительнее трехмерной FLASH для уменьшения артефактов, несмотря на более низкое пространственное разрешение.
4.3 Т2в-ИП. Как стандарт для Т2в-изображений ЖКТ рассматриваются быстрые ИП, которые позволяют собрать данные на задержке дыхания. ИП выбора являются основанные на спиновом эхе ИП, такие как RARE и HASTE, или основанные на градиентном эхе ИП со сбалансированной свободной прецессией в состоянии динамического равновесия, такие как SSFP и true F1SP.
- HASTE:
- преимущества: резистентна к артефактам восприимчивости и черных краевых каемок, резистентна к артефактам от движений; обеспечивает хороший контраст между кишечной стенкой и просветом кишки;
- недостатки: восприимчива к артефактам потока, создавая «пустоты потока» в просвете кишки, которые могут имитировать патологические изменения внутри просвета; плохой мягкотканный контраст с неудовлетворительной визуализацией кишечной стенки и брыжейки.
- True FISP:
- преимущества: резистентна к артефактам от движения; обепечивает гомогенный контраст внутри просвета кишки и хороший контраст между кишечной стенкой и просветом;
- недостатки: имеет тенденцию к артефактам восприимчивости и черных краевых каемок (тонкая черная линия вдоль стенки кишки); последний артефакт может быть устранен посредством подавления сигнала от жировой ткани.
- TSE:
- преимущества: Т2-взвешенность обеспечивает оптимальный мягкотканный контраст с отчетливым изображением изменений кишечной стенки; резистентна к артефактам восприимчивости и черных краевых каемок;
- недостатки: восприимчива к артефактам от движений и дыхательным артефактам.
4.4 Gd-DTPA. Внутривенное введение Gd-DTPA полезно для оценки нормальной слизистой оболочки ЖКТ, так как сигнал от интактной слизистой оболочки гомогенно усиливается примерно на 50% от его исходного значения на Т1в-изображениях. Этот феномен используется для достижения нескольких целей, включая выявление опухолевой инвазии, определение Т-стадии опухолей и полуколчественной оценки воспалительных процессов, например болезни Крона, при которых воспалительная гиперемия обусловливает гиперинтенсивность слизистой оболочки.
Т1в-ИП с внутривенным контрастированием должны комбинироваться со спектральным подавлением сигнала от жировой ткани, так как это помогает дифференцировать усиливающиеся патологические изменения стенки кишки от гипоинтенсивного просвета кишки (после приема per os контрастных средств с отрицательным или двухфазным контрастом) и от брыжеечной жировой ткани.
б) Спектр показаний:
1. Пищевод и желудок. Эзофагогастроскопия и эндо-УЗИ все еще остаются ведущими методами при начальном обследовании по поводу заболеваний желудка и пищевода. На долю МРТ остается только роль дополнительного метода после неудовлетворительного или неполного гастроэнтерологического обследования. Имелись отдельные сообщения о том, что МРТ может обеспечить лучшую характеристику поражений стенки этих органов, например кист, обусловленных удвоением пищевода.
2. Двенадцатиперстная кишка. Стандартным начальным исследованием является дуоденоскопия. МРТ полезна для оценки локальной распространенности опухолей поджелудочной железы. В частности, вопрос об инвазии стенки кишки не может быть адекватно решен при эндоскопии, но имеет большое значение для выбора операции (стандартная операция Уиппла* или операция Уиппла с сохранением двенадцатиперстной кишки).
P.S. * Панкреатодуоденальная резекция.
3. Тонкая кишка. Признанным показанием к МРТ является первичная диагностика воспалительных заболеваний тонкой кишки, особенно болезни Крона, или динамическое наблюдение при этих заболеваниях. К настоящему времени имеется мало сообщений об опыте использования энтероклизмы по поводу опухолей или синдрома кишечной мальабсорбции, поэтому мы не можем перечислить показания к этой процедуре.
4. Толстая кишка. МРТ является клинически признанной альтернативой эндоректальному УЗИ при исследовании перианальных свищей в области тазового дна, например, у пациентов с болезнью Крона. Также хорошо установлена важная роль МРТ в точном определении стадии рака прямой кишки и рецидивов этой опухоли в процессе динамического послеоперационного наблюдения. МР-колонография кажется многообещающим альтернативным методом диагностики полипов и опухолей толстой кишки.
МРТ также получает все большее признание как метод исследования тазового дна у пациентов с нарушениями акта дефекации. Последнее применение в настоящее время подвергается клиническому исследованию, и пока еще слишком рано выносить определенную оценку клинической роли МРТ**.
P.S. ** В последние годы МРТ прямой кишки с применением контрастных средств и диффузионно-взвешенных изображений позволяет стадировать рак, определять показания к хирургическому вмешательству и оценивать его результаты.
