Физические основы Магнитно-Резонансной Томографии и искусственного контрастирования

Описание презентации Физические основы Магнитно-Резонансной Томографии и искусственного контрастирования по слайдам

Физические основы Магнитно-Резонансной Томографии  и искусственного контрастирования при Магнитно-Резонансной Томографии  В. О.Физические основы Магнитно-Резонансной Томографии и искусственного контрастирования при Магнитно-Резонансной Томографии В. О. Панов Кафедра лучевой диагностики и медицинской физики Российской Медицинской академии Последипломного образования Российский Онкологический Научный Центр им. Н. Н Блохина , Москва — Россия

В данной презентации кроме собственных данных использованы материалы любезно предоставленные фирмами Bayer Schering PharmaВ данной презентации кроме собственных данных использованы материалы любезно предоставленные фирмами Bayer Schering Pharma (Германия), Bruker Biospin (Германия) и Siemens ( ( Германия)

Молекулы и ядра 1010 -10 -10 m m magnetic moment Молекулы и ядра 1010 -10 -10 m m magnetic moment

СПИН – – механический (вращательный) момент и магнитный момент = =  S SСПИН – – механический (вращательный) момент и магнитный момент = = S S spin without a field ~ 10 -15 -15 mm

. .  ХАОС? ! Никто не знает, как ведут себя СПИНЫ вне магнитного. . ХАОС? ! Никто не знает, как ведут себя СПИНЫ вне магнитного поля. . . . yy xx zz orientation within a field

СПИНЫ – – ориентируются по направлению магнитного поля при его воздействии. . . yy.СПИНЫ – – ориентируются по направлению магнитного поля при его воздействии. . . yy. BB 00 : 1, 5 T (Tesla) zz 0058. 42 B T MHz h. Bhh. E xxzz yy xx

Синхронизация СПИНОВ приводит к намагничиванию всего образца zz. BB 00 магнитные моменты отдельных спиновСинхронизация СПИНОВ приводит к намагничиванию всего образца zz. BB 00 магнитные моменты отдельных спинов намагнничивание всего образца

““ МРТ”    «Намагничивание» тканей пациента при его размещении в зазоре магнита““ МРТ” «Намагничивание» тканей пациента при его размещении в зазоре магнита ZZ ZZzz ZZ MM

Магнитный резонанс E B Магнитный резонанс

Магнитный резонанс E B Магнитный резонанс

““ МРТМРТ  BB 11058. 42 B T MHz Резонансная частота  SN ““ МРТМРТ «» BB 11058. 42 B T MHz Резонансная частота SN Ядерный магнитный резонанс

““ Возбуждение СПИНОВ ” ” с помощью облучения электромагнитным (радиочастотным )) полем ZZ MM““ Возбуждение СПИНОВ ” ” с помощью облучения электромагнитным (радиочастотным )) полем ZZ MM BB 11058. 42 B T MHz Резонансная частота

Индукция МР-сигнала ZZ MM xx yy Вращения суммарного магнитного момента образца в трансверзальной плоскостиИндукция МР-сигнала ZZ MM xx yy Вращения суммарного магнитного момента образца в трансверзальной плоскости (в плоскости XYXY ) индуцирует возбуждение переменного тока (напряжения) в приемной катушке

Химический сдвиг. Протонный 1 Н спектр тканей часто выявляет два четко разделенных пика. Химический сдвиг. Протонный 1 Н спектр тканей часто выявляет два четко разделенных пика. Один отнесен к тканевой воде, а другой – к протонам триглицерида. Данные приведены для напряженности поля В 0 =1, 0 Тл 4 2 , 5 7 6 , 1 0 04 2 , 5 7 5 , 9 5 5 H z O O H O

Протонный спектр нормального мозга человека ( Cr  – фосфокреатин,  РСНО – фосфохолин,Протонный спектр нормального мозга человека ( Cr – фосфокреатин, РСНО – фосфохолин, NAA – N-ацетиласпартат). 43. 532. 521. 51 [ p p m ] C r P C H O N

(а) 31 Р – спектр мышечной ткани ноги человека, (b) 31 Р – спектр(а) 31 Р – спектр мышечной ткани ноги человека, (b) 31 Р – спектр мозга человека. Различные концентрации фосфорных метаболитов в этих двух типах тканей влияют на соотношение площадей пиков, а различие физического окружения этих метаболитов в данных тканях влияет на ширины пиков

Ряд спектров 31 Р,  снятых с интервалом 90 секунд между ними. Спектры демонстрируютРяд спектров 31 Р, снятых с интервалом 90 секунд между ними. Спектры демонстрируют изменение относительного содержания фосфорных метаболитов при интенсивной нагрузке и отдыхе икроножной мышцы человека.

Градиентые магнитные поля суммируются со статическим магнитным полем.  В результате различные части образцаГрадиентые магнитные поля суммируются со статическим магнитным полем. В результате различные части образца оказываются в магнитном поле с разной напряженностью. Только в центре образца не происходит никакого изменения магнитного поля, а значит и резонансной частоты о

Сигналы и спектры трех водных образцов в различных положениях на X-оси без наложения градиентаСигналы и спектры трех водных образцов в различных положениях на X-оси без наложения градиента поля и в присутствии градиента G x вдоль оси X. В присутствии градиента магнитного поля сигналы от всех трех образцов разрешены, причем спектральные интервалы между ними зависят от пространственных интервалов, разделяющих их на оси X, и от величины приложенного градиента поля G x

Слева:  Используя в двух разных экспериментах градиенты магнитного поля вдоль осей X иСлева: Используя в двух разных экспериментах градиенты магнитного поля вдоль осей X и Y, можно установить пространственное расположение всех трех образцов с водой, которые смещены от начала координат вдоль обеих осей. Справа: Метод обратного проецирования – те же положения трех объектов находят из трех проекций. Дополнительные проекции позволяют, кроме положений, уточнить и форму объектов. y — g r a d i e n t x — g r a d i e n t

Перемещение положения среза.  В поле 1, 0 Тесла резонансная частота в центре образцаПеремещение положения среза. В поле 1, 0 Тесла резонансная частота в центре образца будет 42, 58 МГц. Изменяя частоту нашего радиочастотного возбуждающего импульса в разных направлениях на несколько килогерц, мы будем возбуждать разные срезы в любую сторону от центрального

Значение фазового угла,  индуцированного градиентом магнитного поля,  зависит как от амплитуды, Значение фазового угла, индуцированного градиентом магнитного поля, зависит как от амплитуды, так и от длительности этого градиента. При использовании линейных градиентов постоянной длительности мы можем задавать фазовый угол, меняя амплитуду (от А до D) и полярность градиента магнитного поля (+А и –А).

Полный эксперимент по дву - мерной 2 D-Фурье-спин-эхо-томографи и:  (а) данная процедура состоитПолный эксперимент по дву — мерной 2 D-Фурье-спин-эхо-томографи и: (а) данная процедура состоит из подоб — ранных пар 90°- и 180°-им — пульсов, поперечных срезов через мозг (Z-направление срезвыбирающего градиента магнитного поля), фазового кодирования (Y-направление фазокодирующего градиента магнитного поля) и частотно — го кодирования (X-направле — ни и частотнокодирующего градиента магнитного поля); (b) упомянутые фазокодирую — щие градиенты меняют фазу от строки к строке попереч — ного среза; частотнокодирую — щие градиенты приписывают конкретную частоту каждому столбцу. Объединение частот — ной и фазовой информации позволяет создать сетку, в ко — торой каждый пиксел обладает однозначной комби — нацией частотного и фазового кодов. Для этого процедуру обычно повторяют 256 раз, каждый раз меняя значение фазокодирующего градиента, что и создает МР-томограмму с размерностью

Импульсная последовательность спин-эхо.  Спиновая система возбуждается 90°-импульсом. После времени  следует 180°- импульс.Импульсная последовательность спин-эхо. Спиновая система возбуждается 90°-импульсом. После времени следует 180°- импульс. Это ведет к образованию эхо-сигнала. Время между 90°-импульсом и пиком эхо называют эхо-временем TE (echo time). После первого 180°-импульса могут следовать дополнительные 180°-импульсы, которые создают дополнительные эхо-сигналы (многоэховая последовательность). Несколько 180°-импульсов создают множество эхо-сигналов с уменьшающимися амплитудами. Из ССИ можно получить только время T 2 *, тогда как из спада амплитуд эхо-сигналов рассчитывают истинное значение Т 2 1 8 0 ° 9 0 ° 2 2 = T

Образование эхо-сигнала в импульсной последовательности спин-эхо SE можно сравнить с соревнованиями по бегу. Образование эхо-сигнала в импульсной последовательности спин-эхо SE можно сравнить с соревнованиями по бегу. В момент 90°-импульса все бегуны выравнены на стартовой линии. После 180°-импульса более быстрые бегуны отделяются от более медленных (расфазировка). В некоторый момент времени в ходе соревнования бегуны зеркально отражаются относительно линии старта (это момент, когда прикладывается 180°-импульс). Теперь самые быстрые бегуны оказываются позади всех, но они бегут быстрее и поэтому догоняют остальных. Все вместе достигают финиша и создают сигнал эхо в момент TE=2 (TE – эхо-время).

Последовтаельность мульти (СПИН) эхо RF GS Сигнал GR GP 90° 180°FFT 180° Последовтаельность мульти (СПИН) эхо RF GS Сигнал GR GP 90° 180°FFT 180°

Быстрое СПИН эхо RARE (rapid acquisition with relaxation  enhancement)  RF GS SignalБыстрое СПИН эхо RARE (rapid acquisition with relaxation enhancement) RF GS Signal GR GP 90° 180° Turbo Spin Echo – TSE (Siemens) Turbo Spin Echo – TSE (Philips) Fast Spin Echo – FSE (GE)

Импульсная последовательность RARE (слева).  Эта последовательность является модифицированной последовательностью множественных эхо-сигналов MSME. Импульсная последовательность RARE (слева). Эта последовательность является модифицированной последовательностью множественных эхо-сигналов MSME. В результате создается последовательность эхо-сигналов (e) с разными временами TE 1 , TE 2 , TE 3 и TE 4 , причем каждое эхо в этой последовательности имеет свой фазовый код, то есть соответствует разным строкам (a), (b), (c), (d) в направлении фазового кодирования при сканировании (справа). Обычно используют восемь или шестнадцать эхо-сигналов, число которых и определяет так называемый RARE -фактор, обозначаемый N R. Время между 90°- и 180°-импульсом, а также между последующими 180°-импульсами равно . 9 0 ° 1 8 0 ° ( f o l l o w e d b y a d d i t o n a l 1 8 0 ° p u l s e s ) ( f o l l o w e d b y a d d i t o n a l e c h o e s ) p h a s e e n c o d i n g f r e q u e n c y e n c o d i n g 1 s t e c h o a b c d t e ТЕ 1 =2 ТЕ 2 =4 ТЕ 3 =6 ТЕ 4 =

RF GS GP GR - 90° 180° 180° 90° Быстрое спиновое эхо TT SERF GS GP GR — 90° 180° 180° 90° Быстрое спиновое эхо TT SE – дополнительные возможности управления контрастом тканей восстановление намагниченности

TSETSE с восстановлением намагниченности Restore (Siemens) Drive (Philips) DEFT – FSE (GE) 1. 5TSETSE с восстановлением намагниченности Restore (Siemens) Drive (Philips) DEFT – FSE (GE) 1. 5 T TSE — 4 мин TE =118 мс 1*1*3 мм Restore – 2, 4 мин TE =120 мс 1, 2*0, 5*3 мм

Ускорение с помощью „„ Фурье-интерполяции “ “ интерполяция  «занулением»  ( interpolation throughУскорение с помощью „„ Фурье-интерполяции “ “ интерполяция «занулением» ( interpolation through nulling )G P k — R a u m G A G P

HASTE – Half Fourier Acquired Single Shot Turbo Spin Echo Signal GPGP GRGR GSGSRFRFHASTE – Half Fourier Acquired Single Shot Turbo Spin Echo Signal GPGP GRGR GSGSRFRF 90° 180° 180°H AST

HASTE – Half Fourier Acquired Single Shot Turbo Spin Echo Signal GPGP GRGR GSGSRFRFHASTE – Half Fourier Acquired Single Shot Turbo Spin Echo Signal GPGP GRGR GSGSRFRF 90° 180° 180°H AST

HASTE – Half Fourier Acquired Single Shot Turbo Spin Echo 750 ms / sliceHASTE – Half Fourier Acquired Single Shot Turbo Spin Echo 750 ms / slice 10. 9 ms TR 87 ms TE eff 1 acquisition 6 mm 350 mm Fo. V 128 h*256 matrix 0. 2 mm gap 72 echoes 1. 5 TSequence Fam ily — Cardiac

Последовательность инверсия-восстановление.  Намагниченность инвертируется 180°-импульсом.  В течение инверсионной задержки (TI) эта намагниченностьПоследовательность инверсия-восстановление. Намагниченность инвертируется 180°-импульсом. В течение инверсионной задержки (TI) эта намагниченность восстанавливается со скоростью, определяемой временем Т 1 данного образца. В некоторый момент, во время этого восстановления, прикладывается 90°-импульс, измеряющий соответствующую величину намагниченности. Поведение суммарной намагниченности.

Поведение интенсивности сигнала в зависимости от времени инверсии TI в последовательности инверсия-восстановление при времениПоведение интенсивности сигнала в зависимости от времени инверсии TI в последовательности инверсия-восстановление при времени повторения TR=2000 мс для напряженности магнитного поля В о =1, 0 Тесла. (А) До точки TI =0, 69 Т 1 сигнал остается отрицательным. (Б) Реальное поведение измеряемого сигнала последовательности инверсия-восстановление на МР-томограмме. Положительный сигнал уменьшается до нуля, а затем нарастает вновь, пока не достигнет равновесного значения.

Жировая ткань. RF GS Signal GR GP 180° M 90° 180° 180°  времяЖировая ткань. RF GS Signal GR GP 180° M 90° 180° 180° время инверсии TI (1900 ms)Серое и белое вещество Цереброспинальная жидкость. Быстрая последовательность инверсия — восстановление TT IRM – turbo Inversion Recovery (Magnitude) turbo FLAIR -. . . fluid attenuated inversion recovery

turbo FLAIR -. . . fluid attenuated inversion recovery. Быстрая последовательность инверсия -- восстановлениеturbo FLAIR -. . . fluid attenuated inversion recovery. Быстрая последовательность инверсия — восстановление TT IRM – turbo Inversion Recovery (Magnitude)

Расфазировка,  вызванная наложением градиента:  (а) – намагниченность первоначально ориентирована вдоль оси Y'Расфазировка, вызванная наложением градиента: (а) – намагниченность первоначально ориентирована вдоль оси Y’ и спадает со скоростью, определяемой Т 2 ; (b) – если мы включим градиент магнитного поля, то увидим ускоренное разбегание спинов; совокупный сигнал есть сумма проекций всех индивидуальных векторов на ось Y’, т. е. он уменьшается; (с) – увеличение задержки времени увеличивает убыль сигнала. Сплошные стрелки справа изображают соответствующий совокупный сигнал, штрихованные стрелки на рис. (b) и (с) – это сигналы, которые были бы измерены в отсутствие градиентов магнитного поля . . . n e t s i g n a la b c

Образование градиентного эхо – аналогия с бегунами. В момент подачи радиочастотного импульса все бегуныОбразование градиентного эхо – аналогия с бегунами. В момент подачи радиочастотного импульса все бегуны находятся на одной стартовой линии. После старта они начинают растягиваться вдоль дорожки, причем наличие градиента магнитного поля ускоряет это разделение. Перемена знака градиента означает команду «повернуть назад»: они бегут к линии старта, от которой более быстрые убежали дальше. В отличие от спин-эхо эксперимента, каждый бегун возвращается по своей дорожке в обратную сторону, после чего все вместе также соберутся на линии старта (градиентное эхо). Дополнительные неоднородности поля могли бы распределить бегунов таким образом, что они не вернутся на линию старта одновременно

В отличие от последовательности SE (a) в последовательности FLASH (b) вместо первого 90°-импульса можноВ отличие от последовательности SE (a) в последовательности FLASH (b) вместо первого 90°-импульса можно использовать радиочастотный импульс с любым углом отклонения. Эхо создается переключением градиента, что можно делать быстрее и с меньшими нагрузками на образец (т. е. в принципе, с меньшей опасностью для пациента). Кроме того TR и TE могут быть гораздо короче

Расфазировка сигнала жировой ткани. Выбрав подходящее эхо-время TE в последовательности GE,  мы можемРасфазировка сигнала жировой ткани. Выбрав подходящее эхо-время TE в последовательности GE, мы можем поймать этот жировой сигнал либо в фазе, либо в противофазе с сигналом воды. Данный пример изображает поведение такого фазового контраста в поле 1, 5 Тесла, когда разность частот между водой и жиром составляет 225 Гц. При этом жировой сигнал поворачивается на 360° за каждые 4, 4 мс (1/225 с). Это означает, что водный и жировой сигналы совпадают по фазе при TE = 0, 0; 4, 4; 8, 8; . . . мс (стрелка вверх) и находятся в противофазе в моменты времени TE = 2, 2; 6, 6; 11, 0; . . . мс (стрелка вниз) 0 ° 0 1 8 0° 2. 2 3 6 0° 4. 4 5 4 0° 6. 6 7 2 0° 8. 8 9 0 0° 1 1. 0 m s p h a s e T

VIBE – Volume Interpolated Breathhold Examination itn – interpolation through nulling k y kVIBE – Volume Interpolated Breathhold Examination itn – interpolation through nulling k y k x k z °

k y. VIBE – Volume Interpolated Breathhold Examination itn – interpolation through nulling °k y. VIBE – Volume Interpolated Breathhold Examination itn – interpolation through nulling ° k x k z

3 D  VIBE : одновременное получение изображений паренхимы и сосудов органов. 3 D VIBE : одновременное получение изображений паренхимы и сосудов органов.

Эхо-планарная EPIEPI (-FID) – – echo planar imgaging GPGP GRGR Signal GSGS RFRF ttЭхо-планарная EPIEPI (-FID) – – echo planar imgaging GPGP GRGR Signal GSGS RFRF tt TETE 90 °EPI

Эхо-планарная EPIEPI (-FID) – – Perfusion Imaging r. CBF r. CBV r. MTTSequence FamЭхо-планарная EPIEPI (-FID) – – Perfusion Imaging r. CBF r. CBV r. MTTSequence Fam ily

DW-SE-EPI ( D iffusion Weighted - Spin Echo - Echo Planar Imgaging )- диффузионноDW-SE-EPI ( D iffusion Weighted — Spin Echo — Echo Planar Imgaging )- диффузионно взвешенная спин-эхо планарная последовательность GPGP GRGR Сигнал GSGS RFRF tt 90° 180° Preparation — — подготовка Read-out — считывание

DW-SE-EPI – diffusion weighted spin echo planar imgaingecho planar imgaing c ytotoxic edema, infarctedDW-SE-EPI – diffusion weighted spin echo planar imgaingecho planar imgaing c ytotoxic edema, infarcted re gion – left m i ddle cerebral artery Source: Reimer, Parizel, Stichnoth; Clinical MR Imaging. T 2 diffusion- weighted EPIT 2 -FLAIRSequence Fam ily

Главные параметры, определяющие контраст тканей  в МР-томографии. Внутренние  Внешние 1. Протонная плотностьГлавные параметры, определяющие контраст тканей в МР-томографии. Внутренние Внешние 1. Протонная плотность 2. Т 1 релаксация 3. Т 2 релаксация 4. Кросс-релаксаци я 5. Диамагнитные и ферромагнитные возмущения 6. Химический сдвиг 7. Температура 8. Диффузия 9. Перфузия 10. Ф изиологические движения 11. Объемные потоки 12. Вязкост ь 13. Изменение состава тканей (возрастны е изменения и т. д. ) 14. Наличие эндогенных парамагнитных веществ (продукты деградации гемоглобина и т. д. ) 1. Напряженность магнитного поля статическое поле градиентное поле 2. Однородность магнитного поля 3. Параметры аппаратуры и программирования ( тип катушки число срезов , толщина и зазор межд у срезами , положение и ориентировка среза число усреднений форма и частотная ширина радиочастотного импульса размеры пиксела форма и частотная ширина радиочастотного и мпульса размер матрицы и пиксела поле зрения размер матрицы режим обработки (2 D /3 D ) способ подавления артефактов синхронизация (стробирование) ориентация фазы относительно градиентов, кодирующих частоту и т. д. ) 4. Импульсные последовательности ( насыщение-восстановление , частичное насыщение , инверсия-восстановление , спин-эхо , градиентное эхо , быстрые модификации основных импульсных последовательностей и т. д. ) 5. Параметры импульсных последовательностей ( время повторения TR , время ожидания эх а TE , время ожидания после инверсии сигнала TI , угол отклонения ) 6. Парамагнитные агенты, влияющие на контраст

Три различных образца:  (1) – кровь,  (2) – мышечная ткань,  (3)Три различных образца: (1) – кровь, (2) – мышечная ткань, (3) – жировая ткань, содержащие одинаковые количества протонов, но с разными временами релаксации (убывающими в ряду: кровь, мышечная ткань, жировая ткань), подвергнуты воздействию радиочастотных импульсов с разными временами повторения TR. Заметьте, что кровь показывает наиболее четко выраженное насыщение, то есть с уменьшением времени TR ее сигнал уменьшается больше всего, поскольку она имеет самое длинное время Т 1.

Насыщение сигнала ткани при коротком времени TR. Насыщение сигнала ткани при коротком времени TR.

Кривые спада сигналов тканей мозга и церебро-спинальной жидкости.  При длинном TR и любыхКривые спада сигналов тканей мозга и церебро-спинальной жидкости. При длинном TR и любых значениях TE сигнал церебро-спинальной жидкости больше сигнала окружающих тканей.

Кривые спада сигналов тканей мозга и церебро-спинальной жидкости.  При коротких TR и TEКривые спада сигналов тканей мозга и церебро-спинальной жидкости. При коротких TR и TE сигнал церебро-спинальной жидкости меньше сигнала окружающих тканей, и церебро-спинальной жидкость является темной; в точке пересечения относительный контраст практически отсутствует; наконец, при длинных TE сигнал церебро-спинальной жидкости выше сигнала окружающих тканей, и она является яркой на изображениях.

Физические основы МР-ангиографии: яркость сигнала для последовательности спин-эхо зависит от скорости кровотока – чемФизические основы МР-ангиографии: яркость сигнала для последовательности спин-эхо зависит от скорости кровотока – чем меньше линейная скорость, тем ярче будет МР-сигнал. . f l o w 9 0 ° 1 8 0 ° i m a g e s i g n a l i n t e n s i t y s t a t i c v = 0 c m / s s l o w v 1 0 c m / s i n t e r m e d i a t e v 2 5 c m / s f a s t v 5 0 c m / s

МР-ангиография на базе «обычных» импульсных последовательностей. Ангиография с использованием метода ““ черной крови ””МР-ангиография на базе «обычных» импульсных последовательностей. Ангиография с использованием метода ““ черной крови ”” (артерио-венозная мальформация). MIP при использовании 2 D-TOF Обработка данных 3 D TSE TT 22 WIWI

Время-пролетная ангиография Time-of-Flight Effect - To. Fz. M 0 M Поток крови приносит «свежие»Время-пролетная ангиография Time-of-Flight Effect — To. Fz. M 0 M Поток крови приносит «свежие» спины, которые замещают возбужденные или «насыщенные» спины tt

turbo. MRA Magnetom Expert, 1. 0 Tобычная (12: 18 min)k y k x kturbo. MRA Magnetom Expert, 1. 0 Tобычная (12: 18 min)k y k x k z °

с интерполяцией «занулением» (5: 51 min)k yturbo. MRA ° k x k z Magnetomс интерполяцией «занулением» (5: 51 min)k yturbo. MRA ° k x k z Magnetom Expert, 1. 0 T

Нечувствительное к потоку ( ( поступательному движению спинов) градиентное эхо – flow insensitive GradientНечувствительное к потоку ( ( поступательному движению спинов) градиентное эхо – flow insensitive Gradient Echo Рефазирующий градиент GMR – gradient motion rephasing. H F ° G S G P G A D a t e n a k q u i s i t i o n s t a t i s c h d y n a m i s c h Z e i t

Чувствительное к потоку (поступательному движению спинов) градиентное эхо – flow sensitive Gradient Echo ОпределениеЧувствительное к потоку (поступательному движению спинов) градиентное эхо – flow sensitive Gradient Echo Определение скорости потока — FQ – flow quantification. H F ° G S G P G A D a t e n a k q u i s i t i o n s t a t i s c h d y n a m i s c h Z e i t

Фазоконтрастная МРА (( PP hase Conrast – MRA )) «Различия амплитуды»  – Фазоконтрастная МРА (( PP hase Conrast – MRA )) «Различия амплитуды» – «различия фазы»

Формирующийся из двух биполярных имульсов разной полярности триполярный импульс компенсирует этот фазовый разброс из-заФормирующийся из двух биполярных имульсов разной полярности триполярный импульс компенсирует этот фазовый разброс из-за перемещения спинов внутри объема и существенно повышает МР-сигнал от текущих жидкостей 0 0 A M P L I T U D E ( – ) ( + ) ( – ) T I M E N O F L O W C O M P E N S A T I O N

Фазоконтрастная МР-венография VENC 10 cm/sec VENC 60 cm/sec. Sequence Fam ily Фазоконтрастная МР-венография VENC 10 cm/sec VENC 60 cm/sec. Sequence Fam ily

Сердце, дуга и нисходящая часть аорты при фазоконтрастной ангиографии с измерением скорости потока. Сердце, дуга и нисходящая часть аорты при фазоконтрастной ангиографии с измерением скорости потока.

Релаксация Процесс возвращения к исходному состоянию или  «расслабление после возбуждения» называется релаксацией TTРелаксация Процесс возвращения к исходному состоянию или «расслабление после возбуждения» называется релаксацией TT 22 – – релаксация. TT 11 — — релаксация продольная намагниченность поперечная намагниченность TT 22 -Relaxation

Время спин-решеточной релаксации Т 1 показывает, как идет процесс восстановления продольной составляющей  намагниченностиВремя спин-решеточной релаксации Т 1 показывает, как идет процесс восстановления продольной составляющей намагниченности ткани после выключения радиочастотного импульса, то есть является временной характеристикой возращения спиновой системы в исходное состояние после достижения ядерного магнитного резонанса. Время спин-спиновой релаксации Т 2 показывает, как идет процесс расфазирования спинов и исчезновения поперечной составляющей намагниченности ткани после выключения радиочастотного импульса, то есть является временной характеристикой определяющей как долго можно измерять сигнал ядерного магнитного резонанса в плоскости измерения после достижения ядерного магнитного резонанса.

TT 22  релаксация , ,  спин-спиновое взаимодействие Уровни TT 22 макромолекулы 5TT 22 релаксация , , спин-спиновое взаимодействие Уровни TT 22 макромолекулы 5 -8% ““ жесткая решетка ”” движение ограничено 10 — 100 мксмкс 5 — 10 мсмсгидратные оболочки 3 -5% структурированная или связанная вода с анизотропным вращением 1 — 2 сссвободная вода 90%90% изотропное вращение и свободная диффузия

Уровни TT 22 макромолекулы 5 -8 ““ жесткая решетка ”” движение ограничено  10Уровни TT 22 макромолекулы 5 -8% ““ жесткая решетка ”” движение ограничено 10 — 100 мксмкс 5 — 10 мсмсгидратные оболочки 3 -5% структурированная или связанная вода с анизотропным вращением 1 — 2 сссвободная вода 90%90% изотропное вращение и свободная диффузия. TT 22 релаксация , , спин-спиновое взаимодействие

TT 11  релаксация , ,  спин-решеточное взаимодействие Уровни TT 11 макромолекулы 5TT 11 релаксация , , спин-решеточное взаимодействие Уровни TT 11 макромолекулы 5 -8% ““ жесткая решетка ”” движение ограничено 1 — 3 мксмкс гидратные оболочки 3 -5% структурированная или связанная вода с анизотропным вращением 10 — 100 мсмс свободная вода 90%90% изотропное вращение и свободная диффузия 2 — 3 сс

Молекулы воды в тканях можно разделить на следующие типы:  I-HI-H 22 OO –Молекулы воды в тканях можно разделить на следующие типы: I-HI-H 22 OO – – внутриклеточная вода, E-HE-H 22 OO – свободная внеклеточная в в ода, P-HP-H 22 OO – – вода, связанная с протеином, M- H 22 OO – – вода , , связанная с мембранами, HH 22 OO – вода , , обменивающаяся между этими состояниями

МРТМРТ E B 1 Возбуждение спинов MM zz BB 00 МРТМРТ E B 1 Возбуждение спинов MM zz

MM РР TT E B 1 Возбуждение спинов BB 00 MM xx yy MM РР TT E B 1 Возбуждение спинов BB 00 MM xx yy

MM РР TT Релаксация BB 00 MM xx yy MM РР TT Релаксация BB 00 MM xx yy

MM РР TT Релаксация BB 00 MM xx yy MM РР TT Релаксация BB 00 MM xx yy

MM РР TT Релаксация BB 00 MM zz MM РР TT Релаксация BB 00 MM zz

Времена релаксации TT 11  ии T T 22 (мс) Головной мозг Печень СелезенкаВремена релаксации TT 11 ии T T 22 (мс) Головной мозг Печень Селезенка Почки Орган Объекты 921921 787787 3000 957 -1073 1090 493493 905905 782782 652652 907907 Серое вещество Белое вещество Церебро- спинальная жидкость Опухоли Отек Нормальная ткань Опухоль Bottomley et al. Med. Phys. 14(1), Jan/Feb 1987 813813 683 2500 871 -1055 975975 423423 857857 683683 589589 864864 495495 390390 1200 629 -864 627627 229229 692692 400400 395395 7137131, 5 T 1, 0 T 0, 2 T T 2 101101 9292 1500 103 —

В остальном в биологических (медицинских) спиновых системах времена спин-решеточной релаксации Т 1 и временаВ остальном в биологических (медицинских) спиновых системах времена спин-решеточной релаксации Т 1 и времена спин-спиновой релаксации Т 2 как правило симбатны (изменяются параллельно). Время спин-решеточной релаксации Т 1 зависит от: 1) Молекулярной подвижности воды (ротационной подвижности химических групп, содержащих протоны) – чем меньше подвижность, тем короче время спин-решеточной релаксации Т 1. 2) Наличия в окружении ядер водорода парамагнитных (ферромагнитных) релаксационных центров – чем больше таких центров, тем короче время спин-решеточной релаксации Т 1.

Увеличение количества свободных (несвязанных)  молекул воды при вазогенном отеке,  рост температуры тканейУвеличение количества свободных (несвязанных) молекул воды при вазогенном отеке, рост температуры тканей и т. д. – > увеличение времени спин-решеточной релаксации Т 1. Увеличение плотности ткани или ее вязкости, рост содержания белка в жидкости и т. д. – > уменьшение времени спин-рещеточной релаксации Т 1. Появление эндогенных (продуктов биодеградации гемоглобина, ионов марганца или меди, молекулярный кислород и т. д. ) или экзогенных парамагнитных веществ (хелатные комплексы гадолиния) — уменьшение времени спин-рещеточной релаксации Т 1.

Время спин-спиновой релаксации Т 2 зависит от: 1) Молекулярной подвижности воды (ротационной подвижности химическихВремя спин-спиновой релаксации Т 2 зависит от: 1) Молекулярной подвижности воды (ротационной подвижности химических групп, содержащих протоны) – чем меньше подвижность, тем короче время спин-спиновой релаксации Т 2. 2) Наличия в окружении ядер водорода ферромагнитных (парамагнитных) релаксационных центров – чем больше таких центров, тем короче время спин-спиновой релаксации Т 2. 3) Микроокружения ядра водорода – микровязкость, ионная сила жидкостей, кислотность среды р. Н и т. д.

Увеличение количества свободных (несвязанных)  молекул воды при вазогенном отеке,  рост температуры тканей,Увеличение количества свободных (несвязанных) молекул воды при вазогенном отеке, рост температуры тканей, изменение р. Н и т. д. – > увеличение времени спин-спиновой релаксации Т 2. Увеличение плотности ткани или ее вязкости, рост содержания белка в жидкости, увеличение ионной силы раствора и т. д. – > уменьшение времени спин-спиновой релаксации Т 2. Появление эндогенных (гемосидерин, ионов марганца или меди, молекулярный кислород и т. д. ) или экзогенных парамагнитных веществ (супрепарамагнитные частицы) — уменьшение времени спин-спиновой релаксации Т 2.

Изменение МРТ свойств зоны кровоизлияния в процессе биодеградации гемоглобина.  Фаза биодеградаци и гемоглобинаИзменение МРТ свойств зоны кровоизлияния в процессе биодеградации гемоглобина. Фаза биодеградаци и гемоглобина Степень окисления железа и биохимическа я форма Располо -жение Магнитны е свойства Механизм воздействия Относительный МР-сигнал зоны кровоизлияния Ускорение релаксаци и протонов Манитная восприим -чивость Т 1 -ВИ Т 2 -ВИ Насыщенный кислородом гемоглобин Fe 2+ оксигемо-глоб ин Эритро- циты Диамаг-не тик нет Гипо- или изоин-те нсивен Гипер — и нтен — сив ен Образование деоксигемо-гл обина Fe 2+ деоксигемо-гл обин Эритро- циты Парамаг-н етик + (внутрикл е-точная вода) ++ Изо- или гипоин-т енсивен Гипо-ин тен-сиве н Распад эритроцитов + оксигенация Fe 3+ метгемоглобин гемихром Вне клеток Пар амаг-н етик ++ нет Гипер — и нтен — сив ен Гип о- ин тен — сиве н Внеклеточная трансформац ия Fe 3+ трансферрин и лактоферрин Вне клеток Парамаг-н етик ++ нет Гипер — и нтен — сив ен Гип о- ин тен — сиве н Накопление в клетках Fe 3+ ферритин и гемосидерин Фагоци -ты Суперпара — магнетик + (внутрикл е-точная вода) ++ Изоин — те нси — вен Гипо — ин тен — сиве н

Влияние на спин-решеточную релаксацию: Влияние на спин-решеточную релаксацию:

Классификация МР-контрастных средств Fe Gd Mn USPIO SHU 555 C  (BSP) Sinerem (Guerbet),Классификация МР-контрастных средств Fe Gd Mn USPIO SHU 555 C (BSP) Sinerem (Guerbet), C 184 (Ferro. Phar m ) Endorem (Guerbet) Resovist (BSP) Специфические Внеклеточные Интраваскулярные 0. 25 молярные 0. 5 молярные 1. 0 молярные Primovist (BSP) Magnevist (BSP) Gadovist (BSP) Vasovist, Gadomer (BSP)Omniscan, (Nycomed) Pro. Hance, Multi. Hanc e (Bracco) Dotarem (Guerbet) Teslascan (Nycomed) SPIO – суперпарамагнит. оксид железа USPIO – ультрамаленький SPIO

Внеклеточные магнитно-резонансные контрастные средства. Общие характеристики:  •  распределение только во внеклеточном пространствеВнеклеточные магнитно-резонансные контрастные средства. Общие характеристики: • распределение только во внеклеточном пространстве • нет биотрансформации и связывания с белками • период полувыведения — около 90 минут • почечная экскреция • высокая стабильность • хорошая переносимость пациентами

Классификация МР-контрастных средств Fe Gd Mn USPIO SHU 555 C  (BSP) Sinerem (Guerbet),Классификация МР-контрастных средств Fe Gd Mn USPIO SHU 555 C (BSP) Sinerem (Guerbet), C 184 (Ferro. Phar m ) Endorem (Guerbet) Resovist (BSP) Специфические Внеклеточные Интраваскулярные 0. 25 молярные 0. 5 молярные 1. 0 молярные Primovist (BSP) Magnevist (BSP) Gadovist (BSP) Vasovist, Gadomer (BSP)Omniscan, (Nycomed) Pro. Hance, Multi. Hanc e (Bracco) Dotarem (Guerbet) Teslascan (Nycomed) SPIO – суперпарамагнит. оксид железа USPIO – ультрамаленький SPIO

Внеклеточные МРКС Магневист (Gd-DTPA , гадопентетат, открытый, ионный  ) BSP,  198 г.Внеклеточные МРКС Магневист (Gd-DTPA , гадопентетат, открытый, ионный ) BSP, 198 г. Дотарем (Gd-DOTA, гадотерат, макроциклическеий, ионный ) Guerbet, 1990 г. Омнискан (Gd-DTPA-BMA, гадодиамид, открытый нейтральный ) Nycomed , 1992 г. Проханс (Gd- HP-DO 3 A , гадотеридол, ионный нейтральный ) Bracco, 199 4 г Мультиханс ( Gd-BOPTA, гадобенат, открытый, ионный) Bracco , 1998 Гадовист (Gd-DO 3 A-гадо бутрол, макроциклический, нейтральный) BSP , 1998 г. Органотропные МРКС Тесласкан ( Mn-DPDP, тринатрия мангафодипир) Amersham Nycomed 2000 г. Резовист (ферукарботран -суперпарамагнитные частицы окиси железа) BSP 2001 Примовист ( Gd-EOD-DTPA, гадоксетовая кислота, открытый ионный) BSP 2004 Классификация МР-контрастных средств

Линейные (открытые)  МРКС Магневист (гадопентетат)  ионный  Schering AG Омнискан (гадодиамид) Линейные (открытые) МРКС Магневист (гадопентетат) ионный Schering AG Омнискан (гадодиамид) нейтральный Amersham Health- O O C NNN C O O -Gd 3+ C H 3 N HO C- O O C NNN C O O — C H 3 N HC ONGd 3+

 Дотарем (гадобен ат) ионный Guerbet. Макроциклические МРКС Проханс (гадотеридол),  нейтральный  Bracco/ Дотарем (гадобен ат) ионный Guerbet. Макроциклические МРКС Проханс (гадотеридол), нейтральный Bracco/ Altana NN N NO O O H O H O Gd 3+ • Гадовист (гадобутрол) нейтральный • В S P NN N NO O O H OO OOGd 3+ O ONN N NO O O Gd 3+

Химическая структура линейная макроциклическая ионные неионные  • Низкая стабильность  комплекса • Химическая структура линейная макроциклическая ионные неионные • Низкая стабильность комплекса • Большой избыток свободного лиган д а в лекарственной форме Высокая стабильность комплекса Ма лый избы то к свободного лиганда. Физико-химические свойства хелатов Gd Gd • Характеризуется термодинамической (log. K) и условной ( log K cond ) стабильностью • Значение имеет заряд лиганда • Характеризируется кинетикой образования и диссоциации комплекса • Можно сравнивать время п олужизни (t 1/2 ) комплекса • Макроциклические хелаты инертны. Gd 3+ O OGd 3+ O N лиганд комплекс. Энергия активации : кинетика Acc. to Idèe JM, Fundamental & Clinical Pharmacology 20 (2006) 563 —

Физико-химические свойства современных МР-контрастных средств Физико-химические свойства современных МР-контрастных средств

 В процессе клинического применения хелатов гадолиния  выяснилось, что их стабильность  in В процессе клинического применения хелатов гадолиния выяснилось, что их стабильность in vivo неодинакова — она зависит от химической структуры хелатов Высвобождение Gd 3 + при введении в организм препаратов с низкой стабильностью может иметь серьезное клиническое значение Когда мы говорим о большей и меньшей стабильности гадолинийсодержащих МРКС, следует иметь в виду, что она минимальна для гадодиамида (Омнискана). Разница достигает пяти порядков для константы термодинамической стабильности в сравнении с гадопентетатом димеглюмина (Магневистом) или гадобутролом (Гадовистом), т. е. в 100 000 раз. Стабильность хелатов: клиническое значение

Процесс трансметиллирования МРКС в присутствии цинка Показатель снижения релаксирующей способности вследствие трансметиллирования (отношение величинПроцесс трансметиллирования МРКС в присутствии цинка Показатель снижения релаксирующей способности вследствие трансметиллирования (отношение величин релаксирующей способности через 4320 мин инкубации МРКС с Zn. Cl 2 (2, 5 м. М) в фосфатном буфере к ее величине в нулевой момент времени) и время (мин) необходимое, чтобы данный показатель достиг 80%

Системный нефрогенный фиброз – что является причиной?  Free gadolinium and gadodiamide, a gadoliniumСистемный нефрогенный фиброз – что является причиной? Free gadolinium and gadodiamide, a gadolinium chelate used in magnetic resonance imaging: evaluation of their in vitro effects on human neutrophil viability. Behra-Miellet J, Gressier B, Brunet C et al. Methods Find Exp Clin Pharmacol 1996 : 18: 437– 442: Гадодиамид подвергается трансметиллированию намного легче, чем другие гадолинийсодержащие контрастные средства Трансметиллирование приводит к высвобождению свободного Gd +++, который относится к очень токсичным ионам, способным взаимодействовать с другими ионами Степень трансметиллирования намного выше тогда, когда гадолинисодержащее вещество присутствует в организме длительное время , что и наблюдается, например, у пациентов с почечной патологией.

 Contrast media. Safety issues and ESUR guidelines.  Thomsen HS (ed)  Springer, Contrast media. Safety issues and ESUR guidelines. Thomsen HS (ed) Springer, Berlin Heidelberg New York 2006 — … Лекарственная форма Омнискана отличается от всех других лекарственных форм гадолинийсодержащих контрастных средств, применяемых в Европе, избыточным содержанием хелата (12 мг/мл) и наименьшей стабильностью…. Международные публикации

Международные публикации Gadolinium - a specific trigger for the development of nephrogenic fibrosing dermopathyМеждународные публикации Gadolinium — a specific trigger for the development of nephrogenic fibrosing dermopathy and nephrogenic systemic fibrosis? Grobner T. Erratum /Nephrol Dial Transplant, 2006 21: 1745 — …. Общим фактором развития НСФ для трех европейских сообщений стало введение всем пациентам гадодиамида…

Международные публикации  Nephrogenic systemic fibrosis: a serious late adverse reaction to gadodiamide. Международные публикации Nephrogenic systemic fibrosis: a serious late adverse reaction to gadodiamide. Henrik S. Thomsen / European Radiology© 2006 V. 16, P. 2 6 19 -2621 / Editorial – …. В настоящее время, на основании имеющей информации следует принять во внимание, что гадодиамид нельзя вводить пациентам с почечной недостаточностью, включая тех, которые находятся на диализе…

Risk factors for developing gadolinium-induced nephrogenic systemic fibrosis. Peak AS , ,  ShellerRisk factors for developing gadolinium-induced nephrogenic systemic fibrosis. Peak AS , , Sheller A. . Ann Pharmacother. 2007 Sep; 41(9): 1481 -5. . – Не у всех пациентов с почечной патологией, которым вводили гадолинийсодержащие МРКС, развивается НСФ. Дополнительными факторами риска является ацидоз и большие дозы эритропоэтина, гиперфосфатемия, хирургические вмешательства, заболевания печени, гиперкоагуляция и любые воспалительные процессы. При необходимости применения гадолинийсодержащих МРКС у больных с почечной недостаточностью среди них нельзя использовать нелинейные неионные хелаты (eg, gadodiamide, gadoversetamide). Международные публикации

Физико-химические свойства современных МР-контрастных средств Физико-химические свойства современных МР-контрастных средств

Острая токсичность гадотерата (Дотарема) в 2 раза выше, чем у гадобутрола (Гадовиста 1, 0)Острая токсичность гадотерата (Дотарема) в 2 раза выше, чем у гадобутрола (Гадовиста 1, 0) низкий профиль безопасности и переносимости Дотарема (? ) Дотарем vs vs Гадовист

Не смотря на высокую термодинамическую стабильность комплекса Гадотерат – ионное МРКС, которое рекомендуется кНе смотря на высокую термодинамическую стабильность комплекса Гадотерат – ионное МРКС, которое рекомендуется к применению только в одной дозе. Дотарем vs vs Гадовист

Преимущества Гадовиста Наибольшая концентрация гадолиния и наибольшая релаксирующая активность  лучшее контрастирование Возможность проведенияПреимущества Гадовиста Наибольшая концентрация гадолиния и наибольшая релаксирующая активность лучшее контрастирование Возможность проведения перфузионных исследований Стабильный макроциклический комплекс сначитеьно снижает риск развития нефрогенного системного фиброза и псевдогипокальциемии Визуализация сосудистого русла с помощью Гадовиста аналогична золотому стандарту рентгеновской ангиографии

Способы введения: Способы введения:

Способы введения: Способы введения:

Способы введения:   При отсутствии средств на приобретение автоматических инъекторов – методом выбораСпособы введения: При отсутствии средств на приобретение автоматических инъекторов – методом выбора становиться ручное введение!!! Выбираем «ручной инъектор» ….

Способы введения:   При отсутствии средств на приобретение автоматических инъекторов –методом выбора становитьсяСпособы введения: При отсутствии средств на приобретение автоматических инъекторов –методом выбора становиться ручное введение: 1. Требует высокой квалификации медицинского персонала. 2. Требует высокой степени кооперативности взаимодействия «ручного инъектора» и оператора МРТ, особенно при проведении МРТ исследований с динамическим контрастированием. 3. Чем меньше объем контрастного вещества, тем ближе струйное введение к болюсному.

Лучшее контрастиро вание Меньший объем Безопасно сть Уникальност ь Удобство. Преимущества Гадовиста Лучшее контрастиро вание Меньший объем Безопасно сть Уникальност ь Удобство. Преимущества Гадовиста

Глиобластома: пациент 6 лет Цель исследования - оценить эффективность химиотерапии Магневист Гадовист 1, 0Глиобластома: пациент 6 лет Цель исследования — оценить эффективность химиотерапии Магневист Гадовист 1, 0 Внутренняя структура опухоли приобретает более неоднородную, «пустулезную» структуру при контрастировании Гадовистом 1, 0. Этот феномен обусловлен наличием в опухоли вторичных зон некроза in situ , вызванного деструктивным воздействием химиопрепаратов

Преимущества Гадовиста   Гадовист – визуализация отличного качества при использовании меньшего объема, особенноПреимущества Гадовиста Гадовист – визуализация отличного качества при использовании меньшего объема, особенно при использовании МРТ систем с низкими значениями напряженности магнитного поля. 0, 5 молярный препарат. Гадовист 1,

К чему приводит применение нестабильных комплексов гадолиния?  После введения таких препаратов (гадодиамида, К чему приводит применение нестабильных комплексов гадолиния? После введения таких препаратов (гадодиамида, гадоверсетамида) всегда повышена вероятность депонирования гадолиния в организме пациента. Однако клинические проявления такого депонирования видны не сразу и не во всех случаях. При почечной патологии и наличии воспалительных факторов риск гадолиний-индуцируемой патологии резко повышается и он начинает проявляться в виде фиброза кожи, а затем и различной патологии внутренних органов Кроме того, при использовании нестабильных комплексов гадолиния имеет место псевдогипокальциемия , которая приводит к ошибкам при количественном колориметрическом определении уровня кальция.

 Стабильность МРКС является важным фактором патогенеза НСФ ( Morcos, 2007)  и именно Стабильность МРКС является важным фактором патогенеза НСФ ( Morcos, 2007) и именно неионные линейные вещества (у нас в стране зарегистрирован только один такой препарат гадодиамид) относятся к МРКС с низкой стабильностью В связи с этим следует считать, что у больных с почечной патологией желательно использовать макроциклические стабильные МРКС (например, гадобутрол). Поэтому применение неионного макроциклического гадобутрола дает радиологам наилучшие гарантии безопасности в отношении риска развития как острых, так и отсроченных реакций, в том числе НСФ, у больных с почечной патологией при проведении МРТ или МР-ангиографии с контрастным усилением. Решает ли проблему применение стабильных комплексов гадолиния?

Решает ли проблему применение  стабильных комплексов гадолиния? Решает, но только частично…. Решает ли проблему применение стабильных комплексов гадолиния? Решает, но только частично….

Из инструкции по применению Гадовиста ….  Сообщалось о случаях развития нефрогенного системного фиброзаИз инструкции по применению Гадовиста …. Сообщалось о случаях развития нефрогенного системного фиброза (НСФ) в связи с введением гадолинийсодержащих контрастных средств пациентам со следующими патологиями: — острая или хроническая тяжелая почечная недостаточность (скорость клубочковой фильтрации 30 мл/мин / 1, 73 м 2) и — острая почечная недостаточность или другая тяжелая патология, обусловленная печеночно-почечным синдромом, или в период до и после операции по трансплантации печени. Несмотря на то, что Гадовист имеет очень высокую стабильность комплекса, благодаря его макроциклической структуре, существует возможность развития НСФ при использовании Гадовиста. Поэтому у таких пациентов использовать Гадовист следует только после тщательной оценки соотношения польза/риск.

ВВ неклеточные МРКС Сходство в химическом строении:  – сходство в толерантности и диагностическойВВ неклеточные МРКС Сходство в химическом строении: – сходство в толерантности и диагностической эффективности 1, 2 Ионные/ Нейтральные: – не имеет клинического значения в сл е д ствие небольших вводимых объемов Частота побочных реакций: – ниже 1% для всех внеклеточных МРКС 1 Shellock FG (1999) Safety of MRI contrast agents. JMRI 10, 477 -84 2 Oudkerk M (1995) Safety and efficacy of Dotarem versus Magnevist in MRI of the central nervous system. Invest radiol 30, 75 —

Сравнение частоты побочных эффектов у  неионных рентгеноконтрастных препаратов и гадопентетата 11 1. MagnevistСравнение частоты побочных эффектов у неионных рентгеноконтрастных препаратов и гадопентетата 11 1. Magnevist Monograph, 4 -rd ed ition , 2001 , page 2 9. Анализ 168, 363 внутривенных введений неионного рентгеноконтрастного препарата. Анализ 13, 439 внутривенных введений Магневиста. (The Japanese Committee on Safety of Contrast Media).

Nephrogenic systemic fibrosis (NSF): a late adverse reaction to some of the gadolinium basedNephrogenic systemic fibrosis (NSF): a late adverse reaction to some of the gadolinium based contrast agents. Thomsen HS , , Marckmann P , , Logager VB. . Cancer Imaging. 2007 Sep 24; 7: 130 -7 Страх развития НФС не должен приводить к отказу применения МРТ с контрастным усилением при наличии показаний. Международные публикации

  «Д ля того чтобы  сделать исследование качественно и  быстро, «Д ля того чтобы сделать исследование качественно и быстро, нужны определенные средства. В том числе — контрастные, значительно оптимизирующие результаты исследований, улучшающие визуализацию. » Кармазановский Григорьевич , доктор медицинских наук, профессор, руководитель отделения лучевой диагностики Института хирургии им. А. В. Вишневского РАМН. «Правильное и полное применение методик современной диагностики с использованием контраста позволяют, во-первых, во много раз улучшить качество изображения и, во-вторых, что важнее, значи тельно быстрее и точнее установить диагноз » Терновой Сергей Константинович , академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой лучевой диагностики и лучевой терапии ММА им. И. М. Сеченова

 «Хотя п рименение контрастных веществ увеличивает стоимость исследований,  затраты с лихвой окупаются «Хотя п рименение контрастных веществ увеличивает стоимость исследований, затраты с лихвой окупаются эффективностью. Ведь они позволяют, как правило, после первой же процедуры дать ответ на вопрос о реальном состоянии здоровья пациента , а именно: — определить, нужна ли в данном случае операция, и если да, то насколько срочная; — с большой долей уверенности подтвердить или опровергнуть наличие злокачественного новообразования и т. д. » Васильев Александр Юрьевич , член-корреспондент РАМН, заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, начальник Главного клинического госпиталя МВД России.

- Важная роль в точной постановке  диагноза  принадлежит контрастным средствам. При наличии— Важная роль в точной постановке диагноза принадлежит контрастным средствам. При наличии контрастного усиления мы можем выставить более точный дифференцированный диагноз М. Форстинг, профессор, кафедра лучевой диагностики University Hospital Essen, Германия

Органоспецифические магнитно-резонансные контрастные средства. Органоспецифические магнитно-резонансные контрастные средства.

Гепатопецифические магнитно-резонансные контрастные средства. Гепатопецифические магнитно-резонансные контрастные средства.

Классификация МР-контрастных средств Fe Gd Mn USPIO SHU 555 C  (BSP) Sinerem (Guerbet),Классификация МР-контрастных средств Fe Gd Mn USPIO SHU 555 C (BSP) Sinerem (Guerbet), C 184 (Ferro. Phar m ) Endorem (Guerbet) Resovist (BSP) Специфические Внеклеточные Интраваскулярные 0. 25 молярные 0. 5 молярные 1. 0 молярные Primovist (BSP) Magnevist (BSP) Gadovist (BSP) Vasovist, Gadomer (BSP)Omniscan, (Nycomed) Pro. Hance, Multi. Hanc e (Bracco) Dotarem (Guerbet) Teslascan (Nycomed) SPIO – суперпарамагнит. оксид железа USPIO – ультрамаленький SPIO

Роль контрастных средств вв  МРТ изображении печени Усиление контрастности  между нормальной Роль контрастных средств вв МРТ изображении печени Усиление контрастности между нормальной и патологической тканями выявление патологии Предоставление информации о васкуляризации опухоли/взаимоотношения сосудов ( предоперационное планирование ) Демонстрация перфузионных характеристик в патологическом очаге характеристика патологического очага

Внеклеточные МРКС – визуализация сосудов и патологических образований * Гадовист ® (гадобутрол ) МагневистВнеклеточные МРКС – визуализация сосудов и патологических образований * Гадовист ® (гадобутрол ) Магневист ® (гадопентетат) Омнискан ® (гадодиамид) Дотарем ® (гадотерат)МРКС для гепатобилиарной системы Гепатоспецифичные МРКС — визуализация сосудов и патологических образований печени* — контрастное усиление паренхимы печени** *- в динамическую фазу в режиме Т 1 **- в гепатоспецифичную фазу в режиме Т

Гепатоспецифичные МРКС РЭС-специфичные – низкий сигнал в режиме Т 2 Резовист ® Эндорем® Синерем®Гепатоспецифичные МРКС РЭС-специфичные – низкий сигнал в режиме Т 2 Резовист ® Эндорем® Синерем® Гепатоцит-специфичные – высокий сигнал в режиме Т 1 Примовист® Мульти. Ханс® Тесласкан ® Купфферовские клетки Гепатоциты

Гепатоспецифичные МРКС РЭС-специфичные – Низкая интенсивность сигнала в режиме Т 2 Резовист ® Эндорем®Гепатоспецифичные МРКС РЭС-специфичные – Низкая интенсивность сигнала в режиме Т 2 Резовист ® Эндорем® Синерем® Гепатоцит-специфичные – Высокая интенсивность сигнала в режиме Т 1 Примовист® Мульти. Ханс® Тесласкан ®

Примовист ®® : : физико-химические свойства Динатрия гадолиний-этоксибензилдиэтилентриаминоуксусная кислота Gd-EOB-DTPA • производное Gd-DTPA (Магневист)Примовист ®® : : физико-химические свойства Динатрия гадолиний-этоксибензилдиэтилентриаминоуксусная кислота Gd-EOB-DTPA • производное Gd-DTPA (Магневист) • ионный • концентрация 0, 25 моль Gd/л • модифицированный с липофильной этил — окси — бензил группой ( EOB) • “ П озитивное“ КС в режиме Т 1 • Прозрачный, готовый к применению раствор

Примовист ®® : : физико-химические свойства Высокая растворимость в воде Низкая молекулярная масса НизкаяПримовист ®® : : физико-химические свойства Высокая растворимость в воде Низкая молекулярная масса Низкая вязкость Низкая осмолярность Высокая стабильность in vitro и in vivo

Примовист ®® : : особенности фармакологической активности интенсивное накопление в гепатоцитах (более 50) –Примовист ®® : : особенности фармакологической активности интенсивное накопление в гепатоцитах (более 50%) – проникновение в гепатоциты посредством органического анион-траспортирующего полипептида 1 (ОАТП 1), расположенного на мембране гепатоцитов – усиливает сигнал здоровой паренхимы печени (через 10 -20 минут после инъекции) – выявляет очаги диаметром < 1 см Т 1 -релаксационная активность в плазме в 2 раза выше, чем у Магневиста

Примовист ®® : :  релаксационная активность * sum of two different relaxivities Примовист ®® : : релаксационная активность * sum of two different relaxivities Примовист ® связывается с белками плазмы (≈10%), Т 1 -релаксирующая способность в плазме в 2 раза выше, чем у Магневиста

 •  двойной путь экскреции • почечная • гепатобилиарная •  полная элиминация • двойной путь экскреции • почечная • гепатобилиарная • полная элиминация в течение 24 часов * • если один путь элиминации блокирован, Примовист выделяется через другой путь в течение 72 часов ≈ 50%Примовист ®® : : элиминация

в/в инъекция. Гепатоциты - клетки-мишени для Примовиста ®: Накапливается гепатоцитами паренхимы печени  Повышениев/в инъекция. Гепатоциты — клетки-мишени для Примовиста ®: Накапливается гепатоцитами паренхимы печени Повышение интенсивности изображения в гепатоспецифичную фазу (T 1)Патологический очаг с гепатоцитами: есть накопление КС Патологический очаг с атипичными опухолевыми клетками: нет накопления КС Изображение в гепатоспецифичную фазу низкой интенсивности ( в режиме T 1)

Примовист ®® : : механизм контрастирования Уникальная формула препарата двойной механизм контрастирования  РаспределениеПримовист ®® : : механизм контрастирования Уникальная формула препарата двойной механизм контрастирования Распределение в кровяном русле (аналогично внеклеточным Gd – МРКС) визуализация сосудов и патологических образований печени* Накопление в гепатоцитах (до 50%) и гепатобилиарная экскреция контрастное усиление паренхимы печени и желчевыводящих путей** *- в динамическую фазу в режиме Т 1 **- в гепатоспецифическую фазу в режиме Т

Примовист ®® : : Особенности визуализации в гепатоспецифичную фазу Паренхима печени Образования  печениПримовист ®® : : Особенности визуализации в гепатоспецифичную фазу Паренхима печени Образования печени Печеночно-клет очные Непеченочно-клето чные Специфическое накопление в гепатоцитах Возможное специфическое накопление в гепатоцитах Нет специфического накопления Усиление сигнала в режиме Т 1 Нет усиления сигнала Образования печени изо- или гиперинтенсивные Образования печени гипоинтенсивные

Примовист ®® : : Дифференциальная диагностика опухолей печени (в гепатоспецифичную фазу) Ткань Примовист ®Примовист ®® : : Дифференциальная диагностика опухолей печени (в гепатоспецифичную фазу) Ткань Примовист ® Магневист ® Нормальная паренхима печени Увеличение сигнала на Т 1 взвешенных изображениях (яркая паренхима) Незначительное увеличение сигнала на Т 1 взвешенных изоброажениях (через 10 мин после иньекции) Метастазы — — Холангиокарцинома — — ПКР -/+ -/0 Участок регенерации 0/+ -/0 Очаговая узловая гиперплазия +/++ 0 Аденома 0/+ 0 Киста — 0 Гемангиома — + Primovist. Liver-specific hepatobiliary contrast agent for MRI of focal liver lesions. Schering AG, Berlin,

Примовист ®® : гепатоспецифичное контрастирование pre-contrast 20 min 40 min время. Primovist® at TПримовист ®® : гепатоспецифичное контрастирование pre-contrast 20 min 40 min время. Primovist® at T 1 WI fs. GR

Примовист ®® : доброкачественные опухоли аденома очаговая нодулярная гиперплазия гемангиома Примовист ®® : доброкачественные опухоли аденома очаговая нодулярная гиперплазия гемангиома

Примовист ®® : злокачественная опухоль Метастаз ПКР Холангиокарцинома Примовист ®® : злокачественная опухоль Метастаз ПКР Холангиокарцинома

Анамнез Пациент после операции по поводу злокачественного поражения панкреатодуоденальной зоны.    НаличиеАнамнез Пациент после операции по поводу злокачественного поражения панкреатодуоденальной зоны. Наличие желтухи и холестаза. Задачи исследования Контрольное исследование Диагноз а- дренированные абсцессы в печени (а), б — наличие абсцессов (звездочки), в – наличие нитевидного стеноза (стрелка) билиодигестивного анастомоза выявляется только после МРТ с контрастированием Использование гепатобилиарного МРКС позволило выявить нарушение функционирования анастамоза и печени А Б ВПримовист ®® : :

Анамнез Пациент при исследовании печени в хирургическом отделении с предварительным диагнозом атопический гастрит ЗадачиАнамнез Пациент при исследовании печени в хирургическом отделении с предварительным диагнозом атопический гастрит Задачи исследования Исключение патологических очагов в печени Диагноз а — опухолевых образований при КТ не обнаружено. б –после введения гепатоспецифического МРКС, определяется метастаз размером около 1 см во II сегменте печени (стрелка), Применение специфического к печени и желчевыводящей системе МРКС позволило избежать врачебной ошибки и скорректировать хирургическую и врачебную тактику лечения А БПримовист ®® : :

Другие гепатоспецифичные МРКС: Тесласкан ( GE-Nycomed-Amersham)  регистрация в России в 2007 – 1)Другие гепатоспецифичные МРКС: Тесласкан ( GE-Nycomed-Amersham) регистрация в России в 2007 – 1) не дает возможность проведения как динамического контрастирования с получением артериальной и портовеннозных фаз, так и контрастирования паренхимы печени на Т 1 взвешенных изображениях 2) имеет большее время ожидания гепатоцитарной фазы, длительность гепатоцитарной фазы больше. Эндорем ии Синерем (Guerbet) , , Multi. Hance (( Bracco) в России не зарегистрированы. .

Клинические аспекты применения магнитно-резонансных контрастных средств. Клинические аспекты применения магнитно-резонансных контрастных средств.

turbo. MRA turbo. MR

Трехмерная время-пролетная МР-артериография при  аневризмах средних мозговых артерий  Трехмерная время-пролетная МР-артериография при аневризмах средних мозговых артерий

Трехмерная время-пролетная МР-артериография при   двустороннем стенозе внутренних сонных артерий Трехмерная время-пролетная МР-артериография при двустороннем стенозе внутренних сонных артерий

Фазоконтрастная МР-венография Скорость 10 см / с Скорость 60 см / с Фазоконтрастная МР-венография Скорость 10 см / с Скорость 60 см / с

МР-ангиография с введением МР-контрастных средств  Время МР-ангиография с введением МР-контрастных средств Время

H F ° G S G P G A D a t e nH F ° G S G P G A D a t e n a k q u i s i t i o n. МР-ангиография с контрастным усилением – – введением МР-контрастных средств (( contrast enhanced MRA — ce. MRA)

времяблюсное введение 25  мл Gd 2, 5 мл / с 10 с tвремяблюсное введение 25 мл Gd 2, 5 мл / с 10 с t = 0 физиологи- ческий р-р 25 ml 10 seconds ~10 с копление сигнала. МР-ангиография с контрастным усилением (( contrast enhanced MRA — ce. MRA) копление сигнала

Методы установления оптимального времени прохождения МРКС Test. Bolus и и Care. Bolus  3Методы установления оптимального времени прохождения МРКС Test. Bolus и и Care. Bolus 3 DИнъекция МР-контрастного средства (МРКС) 2 D. . . “ восстановление изображения ”

 0. 8 x 0. 9 x 0. 6 мм 3 0. 43 мкл 0. 8 x 0. 9 x 0. 6 мм 3 0. 43 мкл / воксель Courtesy Dr. Sorensen Boston справа слева 35 с. МРАМРА высокого разрешения с введением МРКС и программой Care-Bolus (3 T)

МР-артериография с введением МР-контрастных средств  МР-артериография с введением МР-контрастных средств

МР-артериография с введением МР-контрастных средств  Аневризма восходящей части аорты  Стеноз общей подвздошнойМР-артериография с введением МР-контрастных средств Аневризма восходящей части аорты Стеноз общей подвздошной артерии

МР-ангиография с панорамной катушкой Courtesy Dr. Fellner,  Erlangen МР-ангиография с панорамной катушкой Courtesy Dr. Fellner, Erlangen

МР-ангиография с применением 1, 0 молярного МРКС      МР-ангиография сМР-ангиография с применением 1, 0 молярного МРКС МР-ангиография с применением 0, 5 молярного МРКС Анамнез Пациент с опухолью поджелудочной железы. Задачи исследования Определить состояние аорты, ее ветвей и системы воротной вены Диагноз (а) , (б) — определяется высокая контрастность изображения. (в) — ка чество оптимально для оценки состояния системы воротной вены Комментарии Высокое качество контрастирования вен делает одномолярные препараты предпочтительными для исследования патологии венозной системы , особенно при резком замедлении крововотока. ? ?

Каликопиелоэктазия правой почки и пельвикальная киста левой почки у новорожденного - 2 день послеКаликопиелоэктазия правой почки и пельвикальная киста левой почки у новорожденного — 2 день после родов. Комплексное МРТ исследование почек.

Каликопиелоэктазия правой почки и пельвикальная киста левой почки у новорожденного - 2 день послеКаликопиелоэктазия правой почки и пельвикальная киста левой почки у новорожденного — 2 день после родов. Комплексное МРТ исследование почек. Время после внутривенного введения МР-контрастного вещества 20 с 1 мин 10 мин 25 мин

МР-ангиография с введением МР-контрастных веществ и применением новых сверхбыстрых импульсных последовательностей МРТ - МР-ангиография с введением МР-контрастных веществ и применением новых сверхбыстрых импульсных последовательностей МРТ — 3 D 3 D VIBE : : одновременное получение изображений паренхимы и сосудов органов.

МРТ головного мозга с применением 1, 0 молярного МРКС Б ААнамнез Пациент с неяснымМРТ головного мозга с применением 1, 0 молярного МРКС Б ААнамнез Пациент с неясным диагнозом, находится в неврологическом отделении с периодическими головными болями и высокой температурой. Плановое исследование Задачи исследования Дифференциальный диагноз Диагноз а- при обследовании пациента без использования контрастного вещества определялись 2 образования неясной этиологии б – после в / в введении 1, 0 молярного МРКС рентгенологическая картина соответствует картине множественных абсцессов Комментарии Для неврологов и нейрохирургов очень важно получить информацию по расположению и структуре объемного образования. Применение 1, 0 молярного МРКС позволило четко поставить диф. диагноз и определить тактику лечения

МРТ головного мозга с применением 0, 5 и 1, 0 молярного МРКС Анамнез ПациентМРТ головного мозга с применением 0, 5 и 1, 0 молярного МРКС Анамнез Пациент с неясным диагнозом, находится в неврологическом отделении по поводу впервые произошедшего эпилептического припадка 2 недели назад Задачи исследования Диф. диагностика между опухолью и абсцессом. Диагноз а- при обследовании пациента без использования контрастного вещества вы- явлено образование неоднородной структуры с наличием кистозного компонента в левой теменной доле. б – после контрастного усиления 0, 5 молярным МРКС. В — отчетливо выявляется перегородка внутри кистозного компонента и солидный узел по наружной поверхности с четкими, неровными Контурами. Комментарии Наличие перегородок в кистозном компоненте при дифференциальной диагностике между опухолью и абсцессом коренным образом изменяет хирургическую тактику. А Б В

МРТ головного мозга с применением 1, 0 молярного МРКСАнамнез Пациентка поступила в клинику сМРТ головного мозга с применением 1, 0 молярного МРКСАнамнез Пациентка поступила в клинику с остро развившейся очаговой мозговой симп- томатикой и предварительным диагнозом: рассеянный склероз, фаза обострения. Задачи исследования Определить локализацию патологического очага и характер повреждения. Диагноз а- без использования контрастного вещества определяется множество мелких гиперинтенсивных очагов в белом веществе полушарий большого мозга. Контуры очагов плохо прослеживаются на фоне широких зон перифокального отека. б – после в / в введения 0, 5 молярного МРКС в- после введения 1, 0 молярного МРКС выявляется большое количество мелких очагов Комментарии Применение 1, 0 молярного МРКС позволило поставить диагноз — множественные метастазы А Б В

МРТ головного мозга с применением 1, 0 молярного МРКСАнамнез Пациентка поступила в клинику сМРТ головного мозга с применением 1, 0 молярного МРКСАнамнез Пациентка поступила в клинику с нарастающей очаговой мозговой симптоматикой и предварительным диагнозом метастатическое поражение головного мозга. Состояние после мастэктомии 2 года назад и химиотерапии в связи с выявленными костными метастазами. Задачи исследования Определить локализацию патологического очага и характер повреждения. Диагноз а- при обследовании пациентки без использования контрастного вещества определя- ется множество гиперинтенсивных очагов в белом веществе полушарий большого мозга. Контуры очагов плохо прослеживаются на фоне широких зон перифокального отека б – после внутривенного введения 1, 0 молярного МРКС хорошо определяется его накопление в очагах. Комментарии Использование одномолярного контрастного препарата позволяет выявить большее количество очагов (стрелки).

Микроаденомы  аденогипфиза. Неспецифические признаки: 1. Суженная хиазмо-селлярная цистерна. 2. Неоднородная структура аденогипофиза. 3.Микроаденомы аденогипфиза. Неспецифические признаки: 1. Суженная хиазмо-селлярная цистерна. 2. Неоднородная структура аденогипофиза. 3. Неровные контуры гипофиза. 4. Смещение и/или искривление воронки гипофиза. Специфический признак: 5. Задержка накопления МР-контрастных средств тканью микроаденомы при временном разрешениии серий не более 40 секунд.