способ исследования функции почек на низкопольном магнитно- резонансном томографе

Формула изобретения

Способ исследования функции почек на низкопольном магнитно-резонансном томографе с использованием контрастных препаратов и стандартного протокола магнитно-резонансного исследования, отличающийся тем, что исследование проводят с задержкой дыхания на фазе вдоха и дополнительно к стандартному протоколу задают основные параметры получения изображения: время повторения интервала 61 мс, время эхо 9 мс, количество срезов 2, при толщине среза 7 мм, угол наклона 60, количество сбора данных 1 - 2 при времени получения одного изображения 10-19 с, а число повторений данного протокола исследования равно 30, что соответствует промежутку времени полного прохождения контрастного препарата через почки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в медицинских учреждениях, диагностических центрах, стационарах и клиниках, использующих в своей работе низкопольные магнитно-резонансные томографы зарубежного или отечественного производства для оценки функционального состояния паренхимы почек.

В России в последние годы происходит увеличение числа низкопольных магнитно-резонансных томографов. Это связано, с одной стороны, с более низкой их стоимостью по сравнению со сверхпроводящими томографами, а с другой - хорошим качеством изображения, получаемым в процессе исследования, которого бывает вполне достаточно для решения обычных клинических задач. Кроме того, растет парк и отечественных томографов, выпускаемых фирмой "AЗ" - типа "Образ", "Элипс", "Диамаг", а также низкопольных резистивных томографов, выпускаемых другими фирмами ("Siemens", "Toshiba") [1].

Известен способ оценки функционального состояния почек с использованием контрастных препаратов в магнитно-резонансных исследованиях на сверхпроводящих магнитах, который основан на том, что после внутривенного введения контрастных препаратов, используемых в магнитно-резонансной томографии, производится серия послойных снимков во фронтальных или аксиальных сечениях через равные промежутки времени. При этом оценивается динамика прохождения контрастного препарата через корковый и мозговой слои почек, их экскреторная и эвакуаторная функция. По асимметрии скорости прохождения контрастного препарата через почки оценивается степень вовлечения в процесс коркового и мозгового вещества, симметричность прохождения через указанные слои паренхимы контраста. В зависимости от скорости прохождения контраста, симметричности контрастирования, накопления и выведения контраста судят об их функциональном состоянии и степени вовлечения в патологический процесс [2].

Данный способ является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату и выбран в качестве прототипа.

Однако данный способ отработан и применим лишь на сверхпроводящих томографах, то есть томографах, имеющих высокую напряженность магнитного поля, как правило, превышающую 1 Тл и обладающих, в связи с этим, достаточным МР-сигналом и быстродействием.

Недостатком данного способа для низкопольных томографов является невозможность с достаточной точностью провести исследование функции почек из-за фактора времени, поскольку для получения изображения в одной плоскости сечения требуется от 8 до 14 мин. Это приводит к тому, что введенный контрастный препарат за данный период времени уже проходит корковую и мозговую фазы и начинает концентрироваться в лоханочном сегменте почки. Теряется весь смысл функционального исследования, так как нет возможности оценить динамические показатели. Кроме того, длительное время исследования из-за слабого магнитно-резонансного сигнала и артефакты от дыхательных движений, возникающие во время исследования, приводят к нечеткости изображения почек.

Цель изобретения - повышение точности способа.

Поставленная цель достигается техническим решением, представляющим собой способ исследования функции почек на низкопольном магнитно-резонансном томографе с использованием контрастных препаратов ("Magnevist" фирмы Schering либо "Omniskan" фирмы Nycomed) и нового магнитно-резонансного протокола исследования почек.

Исследование проводят с задержкой дыхания на фазе вдоха, при этом задают следующие параметры исследования: время повторения интервала (time repetition, TR) - 61 мс, время эхо (time echo, ТЕ) = 9 мс, количество срезов (No. Slices) - 2, при толщине среза (Thickness slices) = 7 мм, углу наклона (flip angle) = 60^o, количество сбора данных (No. Acquisition) - 1-2. При этом время получения одного изображения в одной плоскости составляет от 10 до 19 с . Для охвата периода прохождения контрастного препарата через почки число повторений данного протокола исследования должно быть не менее 30.

Новым в предлагаемом способе является использование задержки дыхания на вдохе и параметры, которые задают дополнительно к стандартному магнитно-резонансному протоколу.

Таким образом, в предлагаемом авторами способе решаются две задачи: первая - на задержке дыхания и подобранных параметрах получения изображения отсутствуют артефакты от движения диафрагмы, что позволяет четче характеризовать анатомо-топографическую структуру почек, и вторая - серия изображений получается каждые 10-19 с, что позволяет при 30-кратном их повторении оценить функциональную составляющую почек во времени, то есть повысить точность способа.

Исходя из закономерностей теории магнитного резонанса, изменение параметров предлагаемым автором способом позволяет сократить время получения изображения с 8 мин в стандартном протоколе до 10 с в предлагаемом варианте, либо 19 с, если время сбора данных равно 2. Указанные изменения позволяют проводить исследования уже с фазовой задержкой дыхания. Сильный сигнал, неподвижность диафрагмы при задержке дыхания способствует получению хорошего изображения у пациента. Далее, чтобы охватить весь промежуток времени, связанный с прохождением контраста через паренхиму почек, необходимо, чтобы данный протокол исследования повторялся не менее 30 раз, что охватит период (19 сх30 = 570 с, или 9,5 мин). На практике, с учетом подаваемых команд пациенту на задержку дыхания ("Вдох - Выдох - Вдох - Не дышать"), он занимает 12-20 мин, т.е. период времени, вполне достаточный для прохождения контраста через паренхиму почек. Получаемые при этом каждые 19 с изображения отражают динамику прохождения контраста через почки.

Изобретение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей.

На фиг.1 представлено изображение, полученное путем использования стандартного, ориентировочного протокола (локалайзера) без изменения параметров, без задержки дыхания и без использования контрастного препарата.

На фиг. 2 представлено изображение того же больного, но полученное при использовании протокола, предлагаемого авторами, с измененными параметрами измерений, при задержке дыхания на фазе вдоха и без контраста.

На фиг. 3 представлена серия последовательных изображений с 0 по 5-ю минуту, отражающая прохождение контраста через почки, полученная с учетом задержки дыхания. Внизу каждого изображения для наглядности указано время от момента введения контраста.

На фиг.4 показана задержка выведения контрастного препарата в чашечно-лоханочной системе на 12 минуте слева.

Как видно из фиг.1, контуры почек нечеткие, размазанные, что происходит из-за экскурсии диафрагмы, составляющей в норме 4-6 см. Поэтому нет ясной границы между корковым и мозговым веществом, а также и чашечно-лоханочной системой, нижние полюсы почек просматриваются неотчетливо.

Фиг. 2 приводится для того, чтобы подчеркнуть важность задержки дыхания. Как видно из представленной фиг.2, более четко определяются контуры почек, дифференцируется чашечно-лоханочная система, отчетливо прослеживаются слои паренхимы. По контуру левой почки более четко просматривается кистозное образование. Медиальнее верхнего полюса левой почки стал виден надпочечник, что обусловлено отсутствием артефакта от движения.

Как видно на серии изображений фиг.3, отчетливо прослеживается прохождение контраста через корковые и мозговые слои почек, быстрое включение контрастного препарата в кору почки (38 с от момента введения), последующее прохождение через мозговой слой с некоторым отставанием включения препарата в левую почку (1 мин 35"" - 2"13""), началом выделения контраста в лоханку справа на 3", слева - отсутствует на 5 минуте. Отчетливо виден максимум накопления препарата в правой лоханке на 4 и 5 минутах, в то время как поступление контраста в лоханочный сегмент слева задерживается и достигает максимального значения лишь к 12 минуте, что и показано на фиг.4.

Порядок проведения процедуры имеет следующие отличительные признаки. После стандартной укладки больного на спину и запуска протокола ориентировки проводят обычную поисковую программу локалайзера с целью определения места расположения почек. Выбрав аксиальное сечение на уровне ворот почки, производят томографию во фронтальной плоскости с задержкой дыхания на фазе вдоха, для чего, после того как задали измененные параметры протокола исследования, подают команду "Вдох - Выдох - Вдох - Не дышать!" и запускают программу.

После получения изображения во фронтальной плоскости загружают протокол с заданными параметрами, задают число повторений протокола 30 и внутривенно быстро вводят контрастный препарат - в данном случае магневист из расчета 0,2 мл на кг веса тела. После чего запускают всю заданную серию исследований на фазе вдоха кнопкой "Start". После прохождения одного 10 с протокола подают команду "дышим обычно", делают паузу 10 с и подают вновь команду "Вдох - Выдох - Вдох - Не дышать!" и опять запускают протокол исследования с подобранными параметрами. Цикл данных команд и протоколов исследования повторяют в избранной плоскости сечения.

Таким образом, достаточно четко видна (фиг.3) почти 3-минутная задержка выведения контраста из мозгового слоя левой почки, который в чашечно-лоханочном сегменте достигает максимума накопления лишь на 12 минуте. Дополнительно, после введения контрастного препарата по наружно-латеральному контуру левой почки стало более отчетливо определяться кистозное тонкостенное образование, размером 74 см, имеющее связь с паренхимой почки. По наружно-латеральному контуру верхнего полюса почки также более четко стало видно дополнительное внутрипаренхиматозное образование до 17 мм в поперечнике, с сигналом, характерным для жидкости. Задержка выведения препарата, его асимметрия накопления и выведения по времени по сравнению с контрлатеральной стороной более 3 минут говорит о функциональной несостоятельности левой почки и ее вовлечении в патологический процесс.

Клинический пример: Больной А., 55 лет, вес 75 кг. Поступил с жалобами на повышение уровня артериального давления до 180/100, головные боли, головокружения, периодические ноющие боли в поясничной области слева, чувство тяжести в левом боку. При детальном клиническом обследовании был выявлен мультикистоз левой почки, хронический пиелонефрит с сохранной функцией почек. При проведении ультразвукового исследования в левой почке определялось объемное образование 75 см с гипоэхогенными характефигтиками. Для уточнения природы образования было решено провести магнитно-резонансную томографию по разработанному протоколу исследования, т.е. функциональную магнитно-резонансную томографию почек с использованием контрастного препарата Магневист, введенного внутривенно в стандартной дозе (0,2 мл х 75 кг = 15 мл). Как показано на фиг.3, после нулевой точки отсчета времени от момента введения контрастного препарата (0"") уже на 38 секунде отмечается активное включение магневиста в корковое вещество обеих почек с последующим постепенным захватом мозгового вещества (1"35"") и появлением контрастирования чашечно-лоханочного сегмента ко 2,5 мин (2"13""), т.е. к началу 3 минуты. Четвертая и пятые минуты сопровождаются активным накоплением контрастного препарата в чашечно-лоханочном сегменте почки справа, при этом в левой почке отмечается задержка выведения контраста при прохождении его через мозговой слой. Включение контраста в капсулу и корковое вещество обеих почек было симметричным. На пятой минуте контраст в лоханочном сегменте левой почки отсутствует и полностью заполняет лоханку лишь к 12 минуте, т.е. моменту, когда контраст из правой почки практически вымыт, что подтверждает фиг.4, на котором показана фиксация контрастного препарата в чашечно-лоханочной системе лишь на 12 минуте слева, в то время как справа контраст уже в почке практически не визуализируется (видны лишь единичные элементы фиксации контрастного препарата по контурам сосочков в нижней и верхней группе чашечек).

Таким образом, на основании полученных данных функциональной низкопольной магнитно-резонансной томографии, проведенной по способу, предлагаемому авторами, с учетом изменения протокола исследования и параметров получения изображения, а также самой методики получения данных, можно убедительно говорить о значительном повышении точности способа диагностики. В данном клиническом примере асимметрия накопления и выведения контрастного препарата почками, отставание контрастирования и выведения слева, наличие рубцовых втяжений по капсуле левой почки, кистозных образований слева и уплотнение чашечно-лоханочного сегмента, убедительно свидетельствуют о хроническом пиелонефрите левой почки.

Данный способ может быть использован во всех медицинских центрах, имеющих в своем распоряжении низкопольные магнитно-резонансные томографы, не говоря уже о томографах аналогичного класса (Magnetom Open, Siemens), где данный протокол просто может быть перенесен для использования.

Предложенный авторами способ использован у 17 больных хроническим пиелонефритом, где подтвердил свою высокую чувствительность и специфичность, а также позволил с большой точностью исследовать функцию почек.

Литература

1. Архангельский В. А., Шотемор Ш.Ш. О развитии низкопольной МР-томографии в Российской Федерации // Материалы YI научно-практической конференции "Магнитно-резонансная томография в медицинской практике". - М., 12 апреля 2000г. - С.6-7.

2. Беличенко О.И., Шария М.А., Сергиенко И.В. Функциональная магнитно-резонансная томография почек // Медицинская визуализация. - 1998. - .2. - С. 56-60.