Маленькие секреты большой томографии

Маленькие секреты 
большой тоМографии

А.В. ФёдороВ, А.И. ЛАВрентьеВА,  
о.И. КононенКо, н.А. БерезИнА

Москва 
ИНФРА-М 
2017

МоНогРАФИя

Под редакцией Н.А. Березиной

УДК 616-0756.8(075.4)
ББК 53.6
 
Ф33

Фёдоров А.В.
Ф33  
Маленькие секреты большой томографии : монография / А.В. Фёдоров, А.И. Лаврентьева, О.И. Кононенко, Н.А. Березина ; под ред. 
Н.А. Березиной. — М. : ИНФРА-М, 2017. — 194 с. — (Научная мысль). — 
www.dx.doi.org/10.12737/monography_592bf3f61abb90.20838423.

ISBN 978-5-16-012989-1 (print)
ISBN 978-5-16-102316-7 (online)

В последние десятилетия во всем мире активно развиваются и внедряются в клиническую практику все новые технологии получения изображений. В предлагаемой читателю монографии собран и проанализирован 
многолетний опыт использования магнитно-резонансной томографии 
в целях медицинской визуализации.
Данная книга предназначена для врачей-рентгенологов и радиологов, 
рентген-лаборантов и операторов МРТ, медицинских физиков, врачей 
клинических специальностей, а также для слушателей кафедр последип ломного образования и студентов медицинских вузов.

УДК 616-0756.8(075.4)
ББК 53.6

Р е ц е н з е н т ы:
Митрофанов Николай Алексеевич — кандидат медицинских наук, доцент кафедры рентгенологии и радиационной медицины ФГБОУ ВО 
«Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова», заведующий отделением рентгенологии ГБУЗ «Ленинградская областная клиническая больница», главный внештатный специалист-рентгенолог Комитета по здравоохранению 
Ленинградской области

ISBN 978-5-16-012989-1 (print)
ISBN 978-5-16-102316-7 (online)
© Фёдоров А.В., Лаврентьева А.И., 
Кононенко О.И., Березина Н.А., 2017

ОТ АВТОРОВ

Дорогие коллеги, мы очень рады представить вашему вниманию 
книгу, которая собрала в себе множество тонких нюансов и сек ретов успешной визуализации в магнитно-резонансной томографии. Почти пятнадцать лет мы занимаемся этим интереснейшим 
и перспективным направлением диагностики и имеем в своем активе уникальный опыт, которым сегодня хотим поделиться с вами. 
Не вызывает сомнений, что качество МР исследования зависит 
от совокупности многих факторов, простирающихся от сбора анамнеза до тонкой настройки параметров протокола сканирования 
и постобработки данных. Надеемся, что практические советы, которые вы найдете на страницах этого издания, окажутся полезными 
в вашей практике, помогут расширить горизонты диагностических 
возможностей вашего учреждения, а также смогут способствовать 
повышению уровня отечественной медицины в целом!

Искренне ваши:
Федоров Артем Витальевич,
Лаврентьева Анна Ивановна,
Кононенко Оксана Игоревна,
Березина Наталья Александровна

ВВЕДЕНИЕ

Развитие методов медицинской визуализации в последние несколько десятилетий перевернуло представление о возможностях 
диагностики практически всех заболеваний. Внедрение в клиническую практику таких высокотехнологичных и точных методов, как 
высокопольная магнитно-резонансная томография, мультиспиральная компьютерная томография, гибридные технологии ПЭТ-КТ 
и ПЭТ-МРТ, уже сегодня позволяет топически диагностировать злокачественные новообразования с определением степени их активности, выполнять функциональные исследования при эпилепсии, 
неинвазивно оценивать состояние сосудистого русла, расширяя горизонты интервенционной радиологии. Современная рентгенология 
представляет собой сплав инженерии, физики, математики, IT-технологий и клинического мышления. Вследствие этого и к врачурентгенологу, и к рентгенлаборанту (оператору) предъявляются 
высочайшие требования, особенно в части понимания ими физических принципов работы различных установок. На наш взгляд, 
наиболее сложным, интересным и перспективным направлением 
медицинской визуализации является именно магнитно-резонансная томография. МРТ открывает широкие возможности 
к творчеству, позволяя существенно изменять стандартные, предусмотренные производителем, протоколы сканирования. Результатом этого изменения в умелых руках может стать весомое улучшение качества изображений, что, в свою очередь, облегчает работу 
как диагностам, так и врачам клинических специальностей, принимающих важные тактические решения на основе получаемых 
данных. Развитию творческого подхода в решении задач, которые 
ставят перед нами лечащие врачи, и посвящена эта книга. Как бороться с возникающими в ходе исследований артефактами? Как 
правильно выполнить динамическое контрастирование, чтобы полученные данные помогали, а не запутывали еще больше? Какие 
существуют особенности укладки пациента и какие катушки можно 
и нужно применять? Как выполнить информативную магнитно-резонансную ангиографию? ответы на эти вопросы могут повлиять 
на выбор лечебной тактики в каждом конкретном случае, а значит, 
в конечном счете, могут определить судьбу пациента. Метод магнитно-резонансной томографии находится на пике своего развития: постоянно совершенствуется линейка сканеров, дополняется и видоизменяется программное обеспечение, увеличивается 

напряженность магнитного поля, разрабатываются новые многоканальные катушки, все шире применяются интервенционные подходы. Шаг за шагом рентгенология продвигается все дальше, и уже 
сейчас невозможно представить современную онкологию, неврологию или нейрохирургию без помощи МРТ. И если медицинская 
визуализация — это «глаза» современного врача, то данная книга 
лишь раскрывает некоторые способы и технические приемы, позволяющие «увидеть» то, что скрыто. Здесь собран бесценный 
практический опыт, которым авторы охотно делятся с уважаемым 
читателем.

1. МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ  
ТОМОГРАФИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА

1.1. ОСОбЕННОСТИ ВИЗуАЛИЗАцИИ  
МЕЛкИх МЕТАСТАЗОВ
Федоров А.В.

Существуют различные концепции получения Т1 взвешенных 
томограмм при выполнении магнитно-резонансных исследований 
головного мозга. Современная нейровизуализация немыслима без 
протоколов высокого разрешения. Добиться же изображений с субмиллиметровой разрешающей способностью позволяют только 
трехмерные градиентные последовательности. В зависимости 
от типа программного обеспечения, имеющегося у вас в арсенале, 
для получения срезов 1 и менее мм могут использоваться разные 
инструменты: MPRAGE, TFL (TURBOFLASH) или VIBE. Все они 
позволяют достичь указанной цели с более или менее оптимальным 
балансом времени сбора данных и соотношения сигнал/шум. 
Кроме того, развитие таких последовательностей, как TSEVFL 
(VARIABLE FLIP ANGLE) или SPACE, послужило толчком для дополнительных экспериментов в магнитно-резонансной диагностике головного мозга. Имеющиеся стандартные протоколы, предлагаемые производителем оборудования, дают приемлемое качество по всем критериям. однако их «доработка» открывает новые 
возможности в получении интересных результатов, например — 
в диагностике вторичных поражений вещества головного мозга.
Результаты нашей многолетней работы показывают, что довольно часто стандартные последовательности не позволяют выявлять совсем маленькие внутричерепные образования. И наоборот, 
в силу TOF эффекта (TIME-OF-FLIGHT EFFECT) таких программ, 
как MPRAGE и VIBE, после введения контрастного вещества гиперинтенсивный сигнал от сосудистых структур может трактоваться 
врачом как небольшой метастаз. очевидно, что и гипердиагностика 
метастатических поражений головного мозга, и недооценка МР картины при использовании стандартных протоколов в равной степени имеют критическое значение для пациентов, особенно в разрезе планирования лучевой терапии. Занимаясь радиохирургиче

ским лечением с 2008 года, мы не могли не сконцентрировать свое 
внимание на необходимости получения способа визуализации, 
максимально чувствительного к вторичным изменениям головного 
мозга в сочетании с дополнительным контрастированием.
На базе последовательности SPACE нами была разработана 
программа с параметрами TR/TE 500/19 ms, VOxEL SIzE 
1.0x1.0x1.0, BANd wIdTH 574 Hz/Px. В тестовом периоде она применялась нашими специалистами в каждом исследовании головного мозга для всех без исключения пациентов, наряду со стандартной последовательностью MPRAGE. Результатом такого использования явилось то, что все очаги гиперинтенсивностей, 
выявляемые MPRAGE, регистрировались также и модифицированной последовательностью SPACE [рис. 1]. При этом с помощью 
SPACE также выявлялись дополнительные очаги [рис. 2]; а при 
близком расположении метастазов к сосудистым структурам нам 
было легче оценить форму и размеры выявляемого образования. 
Существенным плюсом использования SPACE оказалось то, что 
последовательность позволяла визуализировать образования 
с большей интенсивностью сигнала, т.е. с большим соотношением 
контраст/шум [рис. 3]. В итоге данная последовательность была 
включена нами в перечень стандартных при исследовании головного мозга у пациентов с вторичным его поражением.

Рис. 1. T1 ВИ изображения после введения контрастного вещества.  
Левое — SPACE, правое — MPRAGE. Стрелками показаны образования более  
5 мм, форма, локализация и конфигурация которых полностью совпадают

Рис. 2. T1 ВИ изображения после введения контрастного вещества.  
Левое — SPACE, TR/TE 500/19 ms, voxEl SizE 1.0x1.0x1.0,  
bAnd widTh 574 hz/Px. Правое — MPRAGE, TR/TE 1900/2.46 ms,  
voxEl SizE 1.0x1.0x1.0, bAnd widTh 170 hz/Px. Стрелками показано  
2 образования, которых не видно на MPRAGE

Рис. 3. T1 ВИ изображения после введения контрастного вещества.  
Левое — SPACE, правое — MPRAGE. На левом изображении стрелкой 
показано образование, имеющее большее соотношение CnR (контраст/шум), 
чем аналогичное, практически не визуализирующееся на MPRAGE

1.2. ИССЛЕДОВАНИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА  
С пОМОщью ТРЕхМЕРНых ИМпуЛьСНых 
пОСЛЕДОВАТЕЛьНОСТЕй
Кононенко О.И., Федоров А.В.

Благодаря активному развитию высокотехнологичных методов 
лечения, в частности, радиохирургических, использующих в планировании и проведении операций нейронавигаторы и другое специализированное программное обеспечение, диагностические исследования также планомерно совершенствуются. Рутинный 
подход к исследованию головного мозга — это сканирование области интереса протоколами с толщиной среза не менее 3–5 мм; 
тогда как основной задачей высокоточного исследования является 
получение толщины сечений не более 1 мм, а зачастую и субмиллиметровой разрешающей способности. Для достижения данной цели 
на первый план выходят трехмерные последовательности, позволяющие повысить пространственное разрешение и сделать воксел 
изотропным, существенно улучшая тем самым визуализацию анатомических данных.
Изображения, полученные путем использования стандартных 
протоколов сканирования с уменьшением толщины среза, неизбежно теряют в соотношении сигнал/шум, а при попытке компенсировать данный параметр чаще всего сильно увеличивается время исследования. Именно поэтому идеальным решением в данном случае 
будет использование 3d-последовательностей, которые в большинстве случаев даже не требуют сильной модификации и могут использоваться в базовом варианте, предоставленном производителем 
сканирующего устройства. При выполнении 3d-последовательности 
приоритетной является аксиальная (трансверзальная) плоскость сканирования, так как реконструированные изображения уступают исходным данным по контрастности [рис. 4]. Данная проблема решена 
в системах с dOT, в которых построение дополнительных плоскостей изображений происходит из самого k-пространства, а не из уже 
полученных изображений. При сканировании 3d-протоколом 
в любой плоскости необходимо учесть вероятность появления артефактов наложения близлежащих структур на крайних срезах, возникающих за счет тонких сечений. Это негативное явление можно компенсировать увеличением параметра SLICE OVERSAMPLING.
Для получения трехмерных данных в режиме Т2 основными последовательностями являются TSE и SPACE. Второй вариант является усовершенствованной модификацией первого и наиболее 

а                                                               б                                                                в

Рис. 4. MAGnEToM vERio. Головной мозг.  
Сравнение изображений T2 TSE 3d (а), T2 SPACE SAG 3d (б)  
и полученная из нее реконструкция в аксиальной плоскости (в).  
Реконструированное изображение менее контрастно  
в сравнении с исходным (б) изображением