Diagnóstico de la osteoartritis: resonancia magnética

La resonancia magnética (RM) en los últimos años se ha convertido en uno de los principales métodos de diagnóstico no invasivo de osteoartritis. Desde los años 70, cuando los principios de la resonancia magnética (MP) se utilizaron por primera vez para estudiar el cuerpo humano, hasta la fecha este método de obtención de imágenes médicas ha cambiado radicalmente y continúa desarrollándose rápidamente.

El equipo técnico, el software están mejorando, las técnicas de imagen se están desarrollando, se están desarrollando preparaciones de contraste MP. Esto le permite encontrar constantemente nuevas áreas de aplicación de MRI. Si inicialmente su uso se limitó solo a estudios del sistema nervioso central, ahora la resonancia magnética se utiliza con éxito en casi todas las áreas de la medicina.

En 1946, un grupo de investigadores de las universidades de Stanford y Harvard descubrieron independientemente el fenómeno, que se llamó resonancia magnética nuclear (RMN). La esencia de esto era que los núcleos de algunos átomos, estando en un campo magnético, bajo la influencia de un campo electromagnético externo, son capaces de absorber energía y luego emitirla en forma de señal de radio. Para este descubrimiento, F. Bloch y E. Parmel en 1952 recibieron el Premio Nobel. Un nuevo fenómeno pronto aprendió a usar para el análisis espectral de estructuras biológicas (espectroscopía de RMN). En 1973, Paul Rautenburg demostró por primera vez la posibilidad de obtener una imagen usando señales de RMN. Por lo tanto, apareció la tomografía RMN. Los primeros tomogramas de RMN de los órganos internos de una persona viva se demostraron en 1982 en el Congreso Internacional de Radiólogos en París.

Dos explicaciones deberían ser dadas. A pesar de que el método se basa en el fenómeno de la RMN, se llama resonancia magnética (MP), omitiendo la palabra "nuclear". Esto se hace para que los pacientes no tengan una idea acerca de la radioactividad asociada con la descomposición de los núcleos atómicos. Y la segunda circunstancia: MP-tomographs no están accidentalmente "sintonizados" a los protones, es decir en el núcleo de hidrógeno Este elemento en los tejidos es mucho, y sus núcleos tienen el mayor momento magnético entre todos los núcleos atómicos, lo que causa un nivel suficientemente alto de la señal de MR.

Si en 1983 solo había unos pocos dispositivos en todo el mundo adecuados para la investigación clínica, a principios de 1996 había alrededor de 10,000 tomógrafos en el mundo. Cada año, 1000 nuevos instrumentos se introducen en la práctica. Más del 90% de la flota de MP-tomographs son modelos con imanes superconductores (0.5-1.5 T). Es interesante notar que si en los mediados de los años 80 de la compañía - fabricantes MP-tomografía guiado por el principio de "cuanto mayor sea el campo, mejor", centrándose en el modelo con un campo de 1,5 T y superiores, a finales de los años 80 era está claro que en la mayoría de las aplicaciones no tienen ventajas significativas sobre los modelos con intensidad de campo media. Por lo tanto, los principales productores de MP-tomografía ( "GE", "Siemens", "Philips", "ba Toshi", "Selector", "Brooker" y otros.) Ahora prestan mucha atención a la producción de intermediarios modelos e incluso baja campo, que difieren de los sistemas de campo alto en compacidad y economía con una calidad de imagen satisfactoria y un costo significativamente menor. Los sistemas de piso alto se usan principalmente en centros de investigación para realizar espectroscopía de MR.

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El principio del método de resonancia magnética

Los componentes principales del tomógrafo MP son: imán ultra fuerte, transmisor de radio, bobina de frecuencia de recepción de radio, computadora y panel de control. La mayoría de los dispositivos tienen un campo magnético con un momento magnético paralelo al eje largo del cuerpo humano. La fuerza del campo magnético se mide en Tesla (T). Para los campos de uso clínico de MRI con una fuerza de 0.2-1.5 T.

Cuando un paciente se coloca en un campo magnético fuerte, todos los protones que son dipolos magnéticos se despliegan en la dirección del campo externo (como una aguja de la brújula, que es guiada por el campo magnético de la Tierra). Además, los ejes magnéticos de cada protón comienzan a girar alrededor de la dirección del campo magnético externo. Este movimiento de rotación específico se denomina proceso, y su frecuencia es una frecuencia resonante. Cuando se transmite un pulso corto de radiofrecuencia electromagnética a través del cuerpo del paciente, el campo magnético de las ondas de radio hace que los momentos magnéticos de todos los protones giren alrededor del momento magnético del campo externo. Para que esto suceda, es necesario que la frecuencia de las ondas de radio sea igual a la frecuencia de resonancia de los protones. Este fenómeno se llama resonancia magnética. Para cambiar la orientación de los protones magnéticos, los campos magnéticos de los protones y las ondas de radio deben resonar, es decir tener la misma frecuencia

Se crea un momento magnético total en los tejidos del paciente: los tejidos están magnetizados y su magnetismo está orientado estrictamente paralelo al campo magnético externo. El magnetismo es proporcional a la cantidad de protones por unidad de volumen de tejido. La gran cantidad de protones (núcleos de hidrógeno) contenidos en la mayoría de los tejidos provoca que el momento magnético puro sea lo suficientemente grande como para inducir una corriente eléctrica en la bobina receptora ubicada fuera del paciente. Estas señales MP inducidas se utilizan para reconstruir la imagen MR.

El proceso de transición de los electrones del núcleo desde el estado excitado al estado de equilibrio se denomina proceso de relajación spin-reticulado o relajación longitudinal. Se caracteriza por un tiempo de relajación T1-spin-celtice-el tiempo necesario para transferir 63% de los núcleos a un estado de equilibrio después de que son excitados por un pulso de 90 °. T2 es también un tiempo de relajación spin-spin.

Hay varias maneras de obtener MP-tomograms. Su diferencia radica en el orden y la naturaleza de la generación de impulsos de radiofrecuencia, métodos para analizar las señales de MP. Los más comunes son dos métodos: spin-celtice y spin-echo. Para la retícula de espín, el tiempo de relajación T1 se analiza principalmente. Diversos tejidos (materia gris y blanca del cerebro, líquido cefalorraquídeo, tejido tumoral, cartílago, músculos, etc.) tienen protones con diferentes tiempos de relajación T1. Con la duración de T1, la intensidad de la señal de MP está relacionada: cuanto más corta es la T1, más intensa es la señal de MR y más claro aparece el espacio de la imagen en el monitor de TV. El tejido graso en el MP-tomograma es blanco, seguido por la intensidad de la señal MP en orden descendente son el cerebro y la médula espinal, los órganos internos densos, las paredes vasculares y los músculos. El aire, los huesos y las calcificaciones prácticamente no emiten una señal MP y, por lo tanto, se muestran en negro. Estas relaciones de tiempo de relajación T1 crean los requisitos previos para la visualización de los tejidos normales y alterados en los tomogramas de MR.

En otro método de MP-tomografía, llamado spin-echo, se envían al paciente una serie de pulsos de radiofrecuencia que giran los protones de precesión 90 °. Después de detener los pulsos, se registran las señales MP de respuesta. Sin embargo, la intensidad de la señal de respuesta está relacionada de manera diferente con la duración de T2: cuanto más corta sea T2, más débil será la señal y, en consecuencia, el brillo de la pantalla del monitor de TV será menor. Por lo tanto, la imagen final de la MRI en el método T2 es opuesta a la de T1 (como negativa a positiva).

En los MP-tomograms, los tejidos blandos se muestran mejor que en los tomogramas de computadora: músculos, capas de grasa, cartílagos, vasos. En algunos dispositivos, uno puede obtener una imagen de los vasos sin introducir un agente de contraste (MP-angiografía). Debido al bajo contenido de agua en el tejido óseo, este último no crea un efecto de protección, como en la tomografía computarizada de rayos X, es decir. No interfiere con la imagen, por ejemplo, la médula espinal, discos intervertebrales, etc. Por supuesto, los núcleos de hidrógeno están contenidos no solo en agua, sino que en el tejido óseo están fijados en moléculas muy grandes y estructuras densas y no interfieren con la RM.

Ventajas y desventajas de la resonancia magnética

Las principales ventajas de MRI son no invasivos, inofensivo (sin exposición a la radiación), la imagen de carácter tridimensional obtención, un contraste natural de la sangre en movimiento, la ausencia de artefactos de tejido óseo, de alta diferenciación de tejido blando, la capacidad de realizar MP-espectroscopía para el estudio in vivo del metabolismo de los tejidos in vivo. MPT permite obtener imágenes de capas delgadas del cuerpo humano en cualquier sección transversal - en el planos oblicuos frontal, sagital, axial y. Es posible reconstruir imágenes volumétricas de órganos para sincronizar la recepción de tomogramas con dientes del electrocardiograma.

Los principales inconvenientes se relacionan generalmente con un tiempo suficientemente largo que se necesita para producir imágenes (normalmente minutos), lo que conduce a la aparición de artefactos de los movimientos respiratorios (especialmente reduce la eficiencia de la investigación de luz), arritmias (cuando el estudio del corazón), la incapacidad para detectar de forma fiable piedras, calcificaciones, algunos tipos de patología de las estructuras óseas, alto costo del equipo y su funcionamiento, requisitos especiales para las instalaciones en las que se encuentran los dispositivos (detección de interferencia), incapacidad para examinar Estoy enfermo con claustrofobia, marcapasos artificiales, implantes metálicos grandes de metales no médicos.

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Sustancias de contraste para MRI

Al comienzo del uso de MRI, se creía que el contraste natural entre los diferentes tejidos elimina la necesidad de agentes de contraste. Pronto se descubrió que la diferencia en las señales entre diferentes tejidos, es decir el contraste de la imagen MR puede mejorarse significativamente con medios de contraste. Cuando el primer medio de contraste MP (que contiene iones de gadolinio paramagnéticos) se comercializó, la información de diagnóstico de la RM aumentó significativamente. La esencia del agente de contraste MR es cambiar los parámetros magnéticos de los protones de los tejidos y órganos, es decir cambie el tiempo de relajación (TR) de los protones T1 y T2. Hasta la fecha, hay varias clasificaciones de agentes de contraste MP (o más bien, agentes de contraste - CA).

Por el efecto predominante sobre el tiempo de relajación del MR-Cadel en:

• T1-KA, que acorta T1 y por lo tanto aumenta la intensidad de la señal MP de los tejidos. También se los llama SC positivos.
• T2-KA, que acorta T2, reduciendo la intensidad de la señal MR. Este es un SC negativo.

Dependiendo de las propiedades magnéticas del MR-SC se dividen en paramagnéticas y superparamagnéticas:

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Medios de contraste paramagnéticos

Las propiedades paramagnéticas son poseídas por átomos con uno o más electrones desapareados. Estos son iones magnéticos de gadolinio (Gd), cromo, níquel, hierro y también manganeso. Los compuestos de gadolinio fueron los más ampliamente utilizados clínicamente. El efecto de contraste del gadolinio se debe al acortamiento del tiempo de relajación T1 y T2. En dosis bajas, predomina la influencia sobre T1, que aumenta la intensidad de la señal. En dosis altas, el efecto sobre T2 predomina con una disminución de la intensidad de la señal. Paramagnetics ahora son los más ampliamente utilizados en la práctica de diagnóstico clínico.

Medios de contraste superparamagnéticos

El efecto dominante del óxido de hierro superparamagnético es el acortamiento de la relajación T2. A medida que aumenta la dosis, la intensidad de la señal disminuye. Este grupo puede incluir naves espaciales y ferromagnético nave espacial, que incluyen óxidos de hierro ferromagnéticas estructuralmente similares en ferrita magnetita (Fe ²⁺ ofe ₂ ³⁺ 0 ₃ ).

La siguiente clasificación se basa en la farmacocinética de la CA (Sergeev, V.V., Isoavt., 1995):

• extracelular (específico de tejido);
• gastrointestinal;
• organotrópico (específico de tejido);
• macromolecular, que se utilizan para determinar el espacio vascular.

En Ucrania, se conocen cuatro MR-CA, que son SC extracelulares paramagnéticos solubles en agua, de las cuales la gadodiamida y el ácido gadopenteico son ampliamente utilizados. Los grupos SC restantes (2-4) se someten a una etapa de ensayos clínicos en el extranjero.

MP-CA soluble en agua extracelular

Nombre internacional	Fórmula química	Estructura
Ácido gadopentetico	Gadolinio dimeglumina dietilentriaminapentaacetato ((NMG) 2Gd-DTPA)	Lineal, iónico
Ácido gadoterovaya	(NMG) Gd-DOTA	Cíclico, iónico
Gadodamida	Gadolinio dietilentriaminopentaacetato-bis-metilamida (Gd-DTPA-BMA)	Lineal, no iónico
Outotéridol	Gd-HP-D03A	Cíclico, no iónico

La nave espacial extracelular se administra por vía intravenosa, el 98% de ellos se excreta por los riñones, no penetra la barrera hematoencefálica, tiene baja toxicidad y pertenece al grupo paramagnético.

Contraindicaciones para MRI

Las contraindicaciones absolutas incluyen las condiciones bajo las cuales el estudio es potencialmente mortal para los pacientes. Por ejemplo, la presencia de implantes, que se activan por medios electrónicos, magnéticos o mecánicos, es principalmente marcapasos artificiales. El impacto de la radiación de RF del escáner MR puede interferir con el funcionamiento del estimulador que opera en el sistema de consulta, ya que los cambios en los campos magnéticos pueden simular la actividad cardíaca. La atracción magnética también puede hacer que el estimulador se mueva en el nido y mueva los electrodos. Además, el campo magnético crea obstáculos para el funcionamiento de los implantes ferromagnéticos o electrónicos del oído medio. La presencia de válvulas cardíacas artificiales representa un peligro y es una contraindicación absoluta solo cuando se examina en escáneres de resonancia magnética de campo alto, y también si se asume clínicamente que la válvula está dañada. La presencia de pequeños implantes quirúrgicos de metal (clips hemostáticos) en el sistema nervioso central también se refiere a contraindicaciones absolutas para el estudio, ya que su desplazamiento debido a la atracción magnética amenaza con sangrar. Su presencia en otras partes del cuerpo es una amenaza menor, ya que después del tratamiento, la fibrosis y la encapsulación de las pinzas ayudan a mantenerlos en un estado estable. Sin embargo, además del peligro potencial, la presencia de implantes metálicos con propiedades magnéticas en cualquier caso causa artefactos que crean dificultades para interpretar los resultados del estudio.

Contraindicaciones para MRI

Absoluto:	Relativo:
Marcapasos	Otros estimulantes (bombas de insulina, estimuladores nerviosos)
Implantes ferromagnéticos o electrónicos del oído medio	Implantes no ferromagnéticos del oído interno, válvulas cardíacas protésicas (en campos altos, con sospecha de disfunción)
Pinzas hemostáticas de vasos cerebrales	Pinzas hemostáticas de otras localizaciones, insuficiencia cardíaca descompensada, embarazo, claustrofobia, necesidad de monitorización fisiológica

A las contraindicaciones relativas, además de las anteriores, también se incluyen la insuficiencia cardíaca descompensada, la necesidad de monitorización fisiológica (ventilación mecánica, bombas de infusión eléctricas). La claustrofobia es un obstáculo para la investigación en 1-4% de los casos. Se puede superar, por un lado, el uso de dispositivos con imanes abiertos, por el otro - una explicación detallada del aparato y el curso de la encuesta. No se obtiene evidencia del efecto dañino de la RM sobre el embrión o el feto, pero se recomienda evitar la RM en el primer trimestre del embarazo. El uso de la resonancia magnética durante el embarazo está indicado en los casos en que otros métodos no ionizantes de diagnóstico por imagen no proporcionan información satisfactoria. RM requiere una mayor participación en los pacientes que que la tomografía computarizada, como el movimiento del paciente durante la prueba es la influencia más fuerte en la calidad de la imagen, por lo que el estudio de pacientes con trastornos agudos, alteración de la conciencia, estados espásticos, demencia, así como los niños es a menudo difícil.

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