2.3. МЕТОДИКА МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

Для

получения

MP-спектрограмм

ПЖ

используют

преимущественно

трехмерную

последовательность

создания

изображений

химического

сме­

шения (3D-CSI —

3D

Chemical

Shift

Imaging).

Данная методика

основана

на

применении

градиентных

магнитных

полей,

направленных

вдоль

каж­

дой

из

трех

осей,

благодаря

этому все пространственные размеры коди­

руются в фазы MP-сигнала.

Последующий

сбор

данных

происходит

при

отсутствии каких бы то ни

было градиентов. Программа CSI делит весь

исследуемый

объем

на

определенное

количество

вокселей.

При

3D-CSI

деление

происходит

в

трех

измерениях [42]. Одним из принципиальных

условий

получения

MP-спектра

высокого

качества

является

относительно

одинаковая

магнитная

чувствительность

(способность

к

намагниченно­

сти)

ткани

в

зоне

интереса.

Реже применяется одновоксельная МРС на

область очага в простате. В

настоящее

время

для

проведения

МРС

также

могут

использоваться

и

другие

импульсные

последовательности

(напри­

мер, PRESS).

W

Основными

показаниями

для

выполнения

МРС простаты

являются

науч­

ные

исследования,

противоречивые

данные

клинического

обследования

и

нативной

МРТ,

добиопсийное

определение

агрессивности

опухоли.

МРС

можно

применять

для

контроля

проводимого

(гормонального)

лечения.

В

рутинной

клинической

практике

при

наличии

явного

злокачественного

про­

цесса (с экстензией, метастазами и

лимфаденопатией)

МРС имеет

второсте­

пенное значение и не входит

в

обязательный

набор

методик

МР-исследований

[(Prostate Imaging

Reporting

and

Data

System;

система

оценки

изменений

ПЖ

при мпМРТ (PI-RADSv2.1)] [729].

В

ходе

многочисленных исследований

определены

основные

биохимиче­

ские

маркеры,

характеризующие

метаболизм

ткани

ПЖ:

холин

(Cho),

креатин

(Сг) и цитрат (Ci) (рис. 2.7).

Цитрат

(Ci)

—

химическая

группа

(ООС-СНАНВ-С(ОН)),

определя­

ет активность клеточного дыхания, так как участвует в цикле трикар-

Холин

Креатин

2.3. Методика магнитно-резонансной спектроскопии

5.

боновых

кислот.

Снижение

внутриклеточного

цитрата

может

происхо­

дить

при

повышенной

активности

внутриклеточных

реакций

окисления.

Резонансная

частота

соединений

цитрата

находится

в

пределах

2,5—2,7

ppm

(для 1,5 Тл).

Холин (Cho) — химическая группа (-N (СН3)3), входит

в

состав

фосфо­

липидов, которые являются компонентами клеточных мембран. Их

уровень

характеризует

метаболизм

фосфолипидов,

которые

участвуют

в

трансмем­

бранном

транспорте,

синтезе

мембран

клеток

и

их

разрушении.

Именно

поэтому

на

MP-спектрограмме

пик

холина

отражает

концентрацию

несколь­

ких

метаболитов:

свободного

холина,

фосфохолина,

глицерофосфохолина,

фосфоэтаноламина.

Резонансная

частота

этого

комплексного

пика

равняется

3,2 ppm (для 1,5 Тл).

X -

Креатин (Сг) — химическая группа (-NCH3), азотное белковое соединение,

характеризующее

энергетический

обмен.

В

ПЖ

резонансная

частота

пика

кре­

атина находится в пределах 3,0 ppm (для 1,5 Тл).

Значения уровня метаболита выявляют по

площади

под

кривой

пика

(интеграл)

метаболита,

определяемой

автоматически

с

помощью

программ­

ного обеспечения.

Диагностически

качественный

спектр

характеризуется

высоким

отноше­

нием сигнал/шум, а также сглаженностью

базовой

линии

(находящейся

около

нулевого

уровня),

хорошим

разделением

узких,

четко

дифференцирующихся

основных

пиков,

отсутствием дополнительных

пиков

«загрязнения»

от

жира

и воды (рис. 2.8).

Качество MP-спектров зависит от

величины

времени

эха

и

размера

вокселя.

Было

установлено,

что

оптимальным

параметром

времени

эха

является

значение,

равное

120

мс,

при

котором

наблюдается

минималь­

ное

количество

артефактов

и

качество

спектрограмм

является

наилучшим

[21,

331.

На

качество получаемых

MP-спектров

также

влияют

произволь­

ная

двигательная

активность

(невозможность

длительного

неподвижного

состояния,

особенно

для

пожилых

людей),

непроизвольная

двигательная

активность

(перистальтика

кишки,

газы

в

прямой

кишке),

краевое

рас­

положение векселей рядом с капсулой

около

мочевого

пузыря

и

жировой

клетчатки.

Если область интереса меньше размера вокселя, спектр может

оказаться

нормальным

из-за

частичного

объемного

эффекта

от

вклада

нормальной

компенсация

отношения

сигнал/шум

достигается

увеличением

числа

повто­

рений

сборов

данных

(так.

чтобы это не сказывалось на качестве спектра)

или

использованием

фильтра

Хэмминга (Hamming). Это позволяет повысить

чистоту MP-спектрограммы в

меньшем объеме вокселя до 6,7x6,7x6,7 мм.

Увеличение

количества

повторений

обусловливает

увеличение

времени

ска­

нирования.

Кроме

того,

на

чистоту

MP-спектра

оказывает

влияние

точность

позицио­

нирования

объема

интереса

при МРС.

Существует

несколько

правил

установ­

ки объема интереса МРС.

1.

Объем

интереса

при

МРС

определяется размерами

железы

на

Т2-ВИ

в трех плоскостях.

2.

Необходимо

исключить

из объема интереса жировую ткань и жидкость

наклоном и смещением самого блока МР-спектроскопии.

2.3. Методика магнитно-резонансной спектроскопии

55

3.

Грани блока МРС

должны

быть

параллельны

соответствующим

плоско­

стям срезов Т2-ВИ.

4.

Следует

применять

жесткое

ограничение объема

обсчета

МРТ (не

менее

восьми

сатураторов)

для снижения

влияния

жира

и воды

на

каче­

ство МРС.

Необходимо

также

отметить,

что

позиционирование

матрицы

спек­

продолжительность

которых составляет

не

менее

10

мин.

Пожилому

чело­

веку

с

наличием

дегенеративно-дистрофических

изменений

позвоночника

и суставов

трудно

оставаться

неподвижным

во

время

всего

исследования,

которое может продолжаться 40—60 мин. Оптимальное общее

время

ска­

нирования

МРС

(включая

шиммирование)

на

одном

из

МР-аппаратов

составляет около 620 с. Смешение пациента в промежутке

от

получения

референтных

изображений

до

окончания

проведения

спектроскопии

может

пройти

незамеченным

как

для

самого

исследователя,

так

и

для

аппарата.

Таким

образом,

может

возникнуть

ситуация

ложного

соотношения

матри­

цы

и

референтных

изображений.

При

этом

достаточно

незначительного

смешения (сторона вокселя 6—7 мм). Именно

поэтому

так

необходима

под­

готовка пациента к исследованию и инструктаж. На

такую

ситуацию

могут

указывать:

некачественные

референтные

изображения

с

двигательными

артефактами,

неадекватное

поведение

пациента

во

время

сканирования,

плохое качество спектров.

Методика

многовоксельной

МРС

позволяет

располагать

в

ткани

ПЖ

несколько сотен векселей одновременно (512 и более),

что

делает

возможным

изучение биохимического состава всей ткани железы.

Близкое

расположение

источников

артефактов

восприимчивости

(жидко­

сти

и

липидов)

не

позволяет

получать

МР-спектрограммы

высокого

качества

от

семенных

пузырьков,

в

участках

опухолевой

экстензии

(в

парапростатиче-

ской

клетчатке

и в

мочевом пузыре). Неоднородности

магнитного

поля

также

могут

создавать

дериваты

гемоглобина

(спонтанные

кровоизлияния,

пост­

биопсийные изменения).

Построение,

параметрических.

карт

и

карт

цветового

картиро­

вания

распределения

метаболитов

и

их

соотношений,

а

также

анализ

MP-спектрограмм

является

заключительным

этапом

МРС.

С

помощью

программного

обеспечения,

установленного

производителем,

проводят

постпроцессинговую

обработку

сырых

данных.

Полученная

информа­

ция

представляется

в

виде

MP-спектра,

для

математической

обработки

которого

программным

обеспечением

в

автоматическом

режиме

стро­

ится

кривая

теоретического

спектра.

При

этом

исходной

частотой

для

построения

MP-спектрограмм

принимают

2,9

ppm

—

среднее

значение

между

пиками

цитрата

и

холина.

При

обработке

сырых

данных,

полу­

ченных

при

МРС. с помощью программного обеспечения

получают

кон­

трольные

изображения

с

наложением

на

них

матрицы

многовоксельной

спектроскопии

(CSI

—

Chemical

Shift

Imaging)

(рис.

2.9,

а).

Результаты

МРС

оценивают

построением

и

дальнейшим

анализом

MP-спектров

для

определенного вокселя (рис. 2.9, г) и для целого среза (рис.

2.10),

а

также

построением

параметрических

карт

распределения

содержания

каждого

метаболита

и

их

соотношений,

наложенных

на

референтные

изображения

2.3. Методика магнитно-резонансной спектроскопии

5:

Рис. 2.10. Представление результатов многовоксельной

снои спектро-

сколии в виде наложения спектров всех вокселей (а) в

ом срезе референт-

них Т2-ВИ в аксиальной (6), сагиттальной (в) и

плоскостях (г)

dist. factor — 10%. Увеличение толщины срезов

до

3

мм

позволяет

повы­

сить

отношение

сигнал/шум,

увеличить

область

обзора

при

большом

объеме

простаты,

но

при

этом

уменьшается

пространственное

разреше­

ние.

Кроме

того,

повышение

отношения

сигнал/шум

сокращает

время

сбора

информации

одной

серии

(до

6

с),

что

повышает

чувствитель­

ность

методики

в

регистрации

пика

контрастирования

тканей

в

зоне

интереса в течение сбора данных, то есть временное

разрешение.

Однако

оптимальным

временем

сбора

одной

серии

изображений

следует

считать

не более 15 с.

В

ходе

проведения

сканирования

получают

от

20

до

40

серий по

19—24

изображения

в

каждой.

Длительность

измерения

составляет

до

180 с.

Наиболее

важные изменения в ПЖ регистрируют в первые

2

мин

(характер

кривой

прохождения

контрастного

вещества).

Первая

серия

(до

поступления

контрастного

препарата

в

зону

сбора

информации)

исполь­

зуется

в

качестве

референтной

для

сравнения

степени

васкуляризации

зон

интереса.

Парамагнитное

контрастное вещество, как правило, вводят в

локтевую

вену

с

помощью

автоматического

инъектора

в

концентрации

0,1

ммоль/кг

массы

тела

пациента.

Инъектор

позволяет

программировать

скорость,

объем

тываемостью

крови

или

при

невозможности

использования

антикоагулянтов

для

предотвращения

тромбирования

внутривенного

катетера

используют

функцию

«открытая

вена»,

при

которой

физиологический

раствор

в

капель­

ном режиме поступает через катетер.^

Сначала

вводят

болюс

контрастного

препарата

со

скоростью

3-5

мл/с,

далее

—

болюс

физиологического

раствора

(0,9%

раствора

натрия

хлорида)

со

скоростью

3—5

мл/с

объемом

до 20—40 мл. Равенство скоростей

введе­

ния

контрастного

препарата

и

физиологического

раствора

обеспечивает

высокую

концентрацию

контрастного

препарата

и

меньшее

разведение

его до поступления в камеры

сердца.

Снижение

разведения

контрастного

препарата

также

достигается

использованием

повышенного

объема

физио­

логического

раствора

(более

20

мл).

Такое

количество

физиологического

раствора

позволяет

использовать

его

в

качестве своеобразного

внутривен­

ного

поршня,

который

досылает

контрастный

препарат

до

правого

пред­

сердия

с

неизменной

скоростью.

В

качестве

парамагнитных

контрастных

веществ

используют

любой

из

разрешенных

к

клиническому

применению

в

Российской

Федерации

препаратов,

содержащих

хелатные

комплексы

гадолиния.

Необходимо

отметить,

что

различные

препараты

отличаются

по

своим

контрастирующим

свойствам,

что

нужно

учитывать

при

сравнении

исследований:

При

крайней

необходимости

в

случае

отсутствия

ангиошприца

возмож­

но

ручное

введение

контрастного

вещества

с

помощью

системы,

состоящей

из

внутривенной

канюли,

проводника-удлинителя

и

трехходового

пере­

ходника

с

подключенными

к

нему

шприцами

с

контрастным

веществом

62

Глава 2. Методика магнитно-резонансного исследования малой.

МУЖЧ1

обсчет программа позволяет оценить несколько зон интереса. Чаще

областями

интереса

являются

подозрительный

участок,

контралатеральный

(неизме­

ненный)

к нему

участок

простаты,

просвет

наружной

подвздошной

артерии,

участок внутренней запирательной мышцы.

Кривая

нарастания

интенсивности

МР-сигнала

от

просвета

артерии

не

только

служит эталоном

высоковаскуляризированной

ткани,

но

и

характери­

зует

концентрацию

и

скорость поступившего

контрастного

препарата

в

зону

внутренней

запирательной

мышцы

отражает

контрастирование

слабоваску­

ляризированных

тканей.

Кривая

контралатерального

участка

характеризует

накопление

контрастного

препарата

в однотипной

ткани

простаты

или

семен­

ного

пузырька.

Кривая

участка

максимального

накопления

контрастного

препарата

соответствует

зоне

интереса

и

отражает

наиболее

васкуляризиро­

ванный участок.

В

зоне

интереса

определяют

тип

кривой

контрастирования

и

максималь­

ное значение (в %) интенсивности

МР-сигнала за все время сканирования. За

нулевое значение

(0%)

принимают

интенсивность

сигнала

от

ткани

(образо­

вания,

участка

железы)

до

контрастного усиления.

Кроме

того,

регистрируют

время

наступления

максимального

контрастирования (Time

to

Peak

—

TTP),

а также

отношение

уровня

интенсивности

МР-сигнала

максимального

значе­

ния (в %) и значения на 180 с.

Современное программное обеспечение М Р-томографов

позволяет

авто­

матически

получать

карты

цветового

картирования

динамического

кон­

трастирования

с

такими параметрами,

как

время

до

пика

контрастирова­

ния

(ТТР),

скорость

прибытия

контрастного

вещества

(Wash-in),

скорость

вымывания

контрастного

вещества

(Wash-out),

количество

прошедшего

контрастного

вещества

через

область

(PEI)

и

др.

Данные

настройки,

как

правило,

располагаются

во

вкладках,

предназначенных для

построения

спе­

циальных перфузионных карт.

Тип

кривой

контрастирования

характеризуется

общими

проявления­

ми

динамики

прохождения

контрастного

препарата

через

зону

интереса.

трастного препарата из ткани определяют характер

(тип) кривой

изменения

концентрации

контрастного

препарата в

зоне интереса

в виде графика

изме­

нения интенсивности МР-сигнала.

Выделяют три основных типа контрастирования

неизмененной

и

патоло­

гической ткани в предстательной железе (рис. 2.14).

1. Тип

I — кривая

«медленное

нарастание». Характеризуется

медленным

плением

контрастного

препарата,

высокоскоростным

приростом

контрасти­

рования. отсутствием задержки и быстрым вымыванием.

Некоторые авторы

отмечают возможность двухэтапного накопления кон­

трастного

препарата

участками или

образованием (в

течение

сканирования

Отсутствие

накопления

контрастного

вещества определяется в

таких

струк­

турах, как конкремент, содержимое кистозного образования, газ.

В

рамках

кривой типа

2

(с фазой

плато)

также

можно

выделить

два

вари­

анта:

•

подтип

2а — быстрое накопление контрастного вещества с

его

удержа­

нием в течение 3 мин сканирования (истинная фаза плато);

•

подтип

2Ь — быстрое накопление контрастного вещества

с

его

после­

дующим

минимальным

пологим

вымыванием,

менее

выраженным,

чем

прохождение контрастного

вещества

по

артерии (но

без

истинно­

го пика!).

Оба

подтипа характерны

для

контрастирования

аденоматозной

ткани

про­

контрастирования,

возможны

затруднения

интерпретации

результатов

дина­

мического ко нтрасти ро ва н и я.

Следует

отметить, что

в

настоящее

время по

системе

PI-RADSv2.1

выделя­

ют

лишь

две

градации

—

положительный

или

отрицательный

результаты

ДКУ

(см. далее).

Скорость

прибытия

контрастного

препарата

отражает

степень

рас­

ширения

микроциркуляторного

русла,

а

отношение

максимального

пика

к

амплитуде

прироста

интенсивности

МР-сигнала

на

180-й

секунде

слу­

жит

показателем

вымывания

контрастного

препарата,

что

характеризует

степень

выраженности

межклеточного

пространства.

Это

является

диффе­

ренциально

диагностическим

критерием

гиперваскулярных

образований.

Считается,

что

чем

меньше

объем

межклеточного

пространства

и

чем

больше

вновь

образованных

сосудов

и

шунтов,

тем

быстрее

происходит

вымывание

контрастного

вещества

—

наблюдается

пиковый

тип

контра­

стирования.

В

случае

отсутствия

технической

возможности

выполнить

ДКУ

можно

получить

информацию

о

васкуляризации

железы

посредством

использова­

ния

нескольких

быстрых

постконтрастных

последовательно

установленных

коротких Т1-ВИ (до 20-40 с, на основе градиентного

эха)

общей

продол­

жительностью около 3 мин — выполняется мультифазовое сканирование

Постконтрастные

Т1-ВИ

применяются

для

дифференциальной

диагности­

ки кистозных

и

некротических

изменений,

в

полостях

которых

не

наблю­

даются накопления

контрастного

вещества,

а

также

для оценки

других