Компьютерная и магнитно-резонансная томография

Предыдыщая страница  |  Следующая страница

Использование обычной рентгенографии, электрорентгенографии, томографии, миелографии с различными контрастными веществами в большинстве случаев также позволяет получать данные, являющиеся основным источником объективной диагностической информации, однако эти методы не позволяют дифференцировать различные заболевания, поскольку чаще всего основываются на косвенных признаках патологического процесса. Компьютерная томография {рис. 2.22-2.24, исследование коленных суставов}, особенно применение сканирующих устройств четвертого поколения с увеличенной матрицей изображения, расширенным матобеспечением и небольшой толщиной слоя сканирования, позволяет различать невидимые ранее изменения мягкотканных и костных структур позвоночного столба. Компьютерная томография хорошо выявляет атрофию параартикулярных мышц.

В большинстве случаев исследование проводится в положении больного на спине. При изучении шейного и верхнегрудного отделов позвоночника с целью обеспечения устойчивости голову пациента фиксируют на специальном подголовнике. Методика начинается с обзорной цифровой рентгенограммы (топограммы) в боковой проекции. Томограммы выполняют при расчитанном угле наклона гентри, который соответствует плоскости наклона межпозвонкового диска. Его выбирают индивидуально для каждого изучаемого сегмента позвоночника по топограмме и он может изменяться до ±20°. Сканирование проводят в краниальном направлении срезами толщиной 2-5 мм. Одновременно изучают 1-2 сегмента в соответствии с рентгенологическими данными. Для обследования одного сегмента выполняют 6-12 срезов в зависимости от их толщины.

 

2.22

2.23

2.24

 

Томограммы позволяют оценивать межпозвонковые диски и дугоотросчатые сочленения, выявлять наличие грыжевого выпячивания диска или костные разрастания в позвоночном канале, устанавливать степень компрессии спинного мозга, спинномозговых нервов или спинальных корешков на этом уровне, состояние межпозвонковых отверстий, костной структуры позвонков, дурального мешка и эпидуральной жировой ткани, наличие остеофитов и секвестров межпозвонковых дисков в позвоночном канале. Большое значение при анализе придается построению вторичных реконструкций в сагиттальных, фронтальных и косых плоскостях, которые дают представление о точной локализации, протяженности патологического процесса и изменениях смежных структур.

 

2.25

2.26

2.27

 

Диагностика болезней суставов с использованием ядерного магнитного резонанса сложна в плане технической реализации. Ее развитие идет по пути создания новых устройств, опирающихся на технологические достижения и разработку новых способов применения в практике. Если первые магнитно-резонансные томографы с величиной поля 0,06-0,2 Тл выполнены на резистивных магнитах, то в середине 80-х годов разработаны аппараты с большой величиной магнитного поля на сверхпроводящих магнитах. Сейчас существуют магнитно-резонансные томографы с уровнем магнитного поля от 0,04 Тл до 2,0 Тл, подразделяемые на классы: с ультрамалым значением поля (<0,1 Тл), малым (0,1-0,5 Тл), средним (0,5-1,0 Тл), большим (1,0-2,0 Тл) и ультрабольшим (>2,0 Тл).

Химическое селективное отражение в методе ядерно-магнитного резонанса является возможностью сепарирования «воды» от «жира». Основным его преимуществом перед традиционной магнитно-резонансной артротомографией (МРТ) считается стойкое усиление контрастности картины, позволяющее определять совсем небольшие изменения поверхности суставов, которые обычно спрятаны за сигналами от структур, содержащих жир {рис. 2.25-2.26 – коленные суставы, рис. 2.27 – плечевой сустав}. МРТ считается одним из основных методов исследования коленного сустава, выявляет нарушения центральных нервных структур и спинного мозга у больных РА. Симптомы поражения черепно-мозговых нервов у каждого пятого пациента являются результатом уменьшения атлантодентальной дистанции, причем спектр дислокации колеблется в среднем 8-10 мм при съемке в положении максимального сгибания, а процессы нестабилизации и псевдобазилярной инвагинации – результат деструкции связочного аппарата и эрозий в костных структурах.

В настоящее время наиболее информативным методом для диагностики начальных изменений при дегенеративно-воспалительных заболеваниях суставов является МРТ. Она позволяет получать многоплоскостное изображение костно-хрящевых структyр, синовиальной оболочки, связок, сухожилий, менисков и мышц, исключить проекционные наложения костных структур, возникающих в результате сгибательных контракryр или подвывихов, получить изображения как краевых костных эрозий, так и субхондральных кист в трехмерном изображении. МРТ используется для диагностики всех заболеваний суставов, оценки прогноза их течения и контроля за эффективностью лечебных мероприятий. Однако небольшое количество обследуемых суставов за одно исследование и несовершенство стандартизации, воспроизводимости и прогностической ценности метода ограничивают применение МРТ в широкой артрологической практике.

На ранних стадиях РА (до появления эрозивных изменений на рентгенограммах) предвестником костных эрозий и субхондрального остеокистоза на магнитно-резонансных томограммах является отек костного мозга (bone marrow oedema), который выглядит как участок высокоинтенсивного сигнала на Т2-взвешенных изображениях (особенно с использованием программы подавления жира) в эпифизах трубчатых костей. В основе возникновения это симптома лежит увеличение содержания воды в костном мозге. В отличие от костных эрозий, которые имеют четко очерченный край и заполнены синовиальной оболочкой или СЖ, область костного отека имеет размытые края и содержит остатки трабекул и костный мозг. Сигнал от области отека костного мозга усиливается после внутривенного введения контрастного агента, содержащего гадолиний. Отек костного мозга на ранних стадиях РА при активном синовите является предвестником эрозий и субхондрального остеокистоза, образующихся в последующем в этой области, в связи с чем его можно рассматривать как прогностический фактор прогрессирования заболевания.

В отличие от метода рентгенографии суставов, который позволяет выявлять костные эрозии и кисты через 12-18 месяцев после возникновения симптомов заболевания, МРТ является наиболее чувствительной в обнаружении эрозивного процесса. Вероятность выявления на рентгенограмме эрозий костей к концу 1-го года болезни составляет только 30%, 2-го – вдвое чаще. Эрозией называется костный дефект, определяемый в двух проекциях – корональной и аксиальной. В последней эрозии могут выглядеть как киста, тогда как в корональной – как поверхностный кортикальный дефект, что обусловливает необходимость проведения исследования именно в двух проекциях. Степень эрозивного процесса оценивается по 11-балльной шкале (от 0 до 10), которая основана на соотношении объема эрозии (разрушенной кости) к объему соответствующей кости на всех полученных изображениях: 0) эрозии отсутствуют; 1) эрозии занимают 1-10% объема кости; 2) 11-20%; 3) 21-30%; 4) 31-40%; 5) 41-50%; 6) 51-60%; 7) 61-70%; 8) 71-80%; 9) 81-90%; 10) 91-100%. Для расчета объема эрозий используется программное обеспечение.

На МРТ костные эрозии и субхондральные кисты выглядят как ограниченный участок в пределах кортикального и/или субхондрального слоев кости, где интенсивность нормального магнитно-резонансного сигнала низкая на Т1- и высокая на Т2-взвешенных изображениях. Сигнал от эрозий и кист усиливается после введения контрастного агента на Т1-взвешенных изображениях, указывая на наличие воспаленной синовии внутри костного дефекта. Важное значение для выявления костных эрозий и кист имеет толщина срезов и величина шага между ними. Использование тонких срезов и отсутствие шага между ними обеспечивают возможность более детального изучения анатомических и патологических особенностей каждой обследуемой зоны.

Утолщение и отек суставной мембраны приводит к тому, что ее ткань становится более проницаемой, гиперемированной, с формированием папиллярных складок. Утолщение синовиальной оболочки появляется не сразу, и поэтому клинические признаки синовита в дебюте болезни связаны с повышением продукции СЖ. На МРТ синовия утолщается и дает высокий сигнал на Т2-взвешенных изображениях. Повышение сосудистой проницаемости суставной мембраны выявляется при контрастном усилении. Степень накопления контрастного агента воспаленной синовии и усиления сигнала после внутривенной инъекции контрастного вещества прямо пропорциональны интенсивности воспаления васкуляризации синовиальной ткани.

Основная проблема в оценке суставной оболочки – это ее отличие от СЖ. При РА на магнитно-резонансных томограммах в режиме спин-эхо имеют одинаковый сигнал низкой интенсивности на Т1-взвешенном изображении и сигнал высокой интенсивности на Т2-взвешенном изображении. Сразу же после введения контрастного агента сигнал от СЖ остается низким, а от синовии усиливается на Т1-взвешенном изображении. Усиление интенсивности магнитно-резонансного сигнала от воспаленной суставной мембраны зависит от степени ее васкуляризации. Активный и неактивный (фиброзный) паннус отражаются на характере усиления сигнала.

В процессе изучении синовиальной оболочки используются две методики проведения МРТ: статическая и динамическая. При использовании первой из них получение взвешенных изображений до и после внутривенного введения контрастного агента осуществляется на разных срезах в течение определенного промежутка времени. Применение статической методики дает возможность оценить утолщение синовии и усиление сигнала после введения контраста. При динамической МРТ после введения контрастного агента получается серия изображений на одном и том же срезе в течение 45-60 минут с разными интервалами, что позволяет определять скорость накопления контраста и пик усиления сигнала (благодаря чему возможно определение активности воспалительного процесса в суставах). Существует несколько методик для расчета объема суставной мембраны с помощью вводимого контрастного агента. Общий объем синовиальной оболочки (Vsyn) расчитывается по формуле:

Vsyn = S ( Asyn ´ ST)

где Asyn – область синовиальной мембраны на срезе, ST – толщина среза. МРТ способнна визуализировать суставной хрящ, а, как известно, непосредственная оценка хряща более специфична, чем косвенная по рентгенологическому сужению суставной щели. На обычных рентгенограммах гиалиновый хрящ не виден, поскольку он прозрачен для рентгеновских лучей. Пространство между замыкающими пластинками может представлять собой любое сочетание СЖ, гиалинового хряща, менисков и других структур.

Изучение гиалинового хряща осуществляется при использовании Т2-взвешенных градиент-эхо последовательностей. Хрящ является высокосигнальной структурой, которую можно определить c вероятностью 3-5%. Суставной хрящ в мелких суставах кистей и стоп очень тонкий, что требует применения МРТ высокого разрешения и вызывает значительные затруднения при определении его истончения или эрозирования. Данные МРТ и артроскопии позволяют выявлять патологические изменения гиалинового хряща в коленном суставе в одинаковой степени. Погрешность результатов в сравнении c гистологическим определением количественного состава хряща составляет 10%. МРТ отражает содержание воды в гиалиновом хряще на применяемых импульсных последовательностях, применение которых c использованием программы подавления жира повышает контрастность изображения хряща по сравнению c мягкими тканями на Т1- и Т2-взвешенных изображениях градиент-эхо. Кроме того, МРТ дает возможность точно диагностировать теносиновиты, тендиниты, разрывы сухожилий, энтезиты и сухожильные влагалища. Сигнал ядерно-магнитного резонанса возникает в суставах с отличающимся от нуля ядерным магнитным моментом, помещенном в магнитное поле, в ответ на возбуждение образца радиочастотным сигналом при:

W = Г ´ В

где W – частота резонанса, Г – гидромагнитное отношение, В – величина магнитного поля.

Техника получения изображения сустава определяется способами кодирования точек, позволяющими в регистрируемом сигнале отличить сигнал любой точки образца от всех других. Сейчас для этого используются основное магнитное поле, три градиентных испульсных магнитных поля в трех взаимно перпендикулярных направлениях X, Y, Z, передающая и приемная радиочастотные (РЧ) катушки, электронный блок, формирующий под управлением компьютера временную последовательность РЧ-импульсов и градиентных импульсных полей. После обработки принятых сигналов компьютер выводит изображение суставов на экран монитора. Типы стандартных импульсных последовательностей, используемые для получения изображений опорно-двигательного аппарата, связаны с особенностями чередования РЧ- и градиентных импульсов в МРТ в двухмерных последовательностях (PS, SE, ME, IR) и трехмерных (PS3D, IR3D). Разница PS частичного насыщения и SE спинового эха проявляется в способе формирования сигнала, где в первой последовательности градиентное эхо создается за счет перепада Gx-градиента, а во второй – с помощью дополнительного 180 РЧ-импульса. Последовательности IR восстановления инверсии и SE используют для измерения времен релаксации (Т1, Т2), хотя их роль для применения в количественных методах диагностики болезней суставов все еще определенно не установлена. Зависимость Т1 и Т2 от величины магнитного поля, возможность наличия обменных и диффузных процессов в среде как в гетерогенной системе, а отсюда многоэкспоненциальная связь затухания сигнала предъявляют строгие требования к процедуре измерения. Трехмерные импульсные последовательности PS3D и IR3D позволяют создать объемное изображение сустава.

Изображение, выводимое на экран монитора томографа, является отражением различных артикулярных анатомических структур в плоскости среза, а интенсивность сигнала зависит от распределения протонной плотности, времени релаксации сустава и околосуставных тканей. Кроме этих параметров вносят вклад такие процессы, как ток жидкости, диффузия, гетерогенная структура объекта, обменные процессы на микроуровне в гетерогенной структуре, что усложняет поиск малых объектов на изображении и затрудняет решение диагностических задач для объектов с малым контрастом по сравнению с окружающим фоном. 

Предыдыщая страница  |  Следующая страница