Релаксация в МРТ

Релаксация в МРТ — это процесс возвращения протонов водорода в исходное состояние после того, как их «возбудил» радиоимпульс томографа. Его описывают двумя временами: Т1 (продольная, или спин-решёточная, релаксация) и Т2 (поперечная, или спин-спиновая). У разных тканей эти времена разные, и именно поэтому на МРТ одни ткани выглядят светлыми, а другие — тёмными.

Что это значит простыми словами

В сильном магнитном поле протоны тела выстраиваются вдоль поля, как стрелки компаса. Радиоимпульс ненадолго «опрокидывает» их. После импульса происходят два процесса:

• Т1-релаксация — протоны постепенно возвращаются вдоль поля, отдавая энергию окружающим молекулам. Время Т1 показывает, как быстро восстанавливается продольная намагниченность.
• Т2-релаксация — протоны, сначала вращавшиеся синхронно, быстро «рассинхронизируются» из-за взаимодействия друг с другом, и сигнал затухает. Время Т2 показывает, как быстро это происходит.

Есть и Т2\* («Т2-звёздочка») — затухание с учётом неоднородностей поля. Оно особенно чувствительно к железу, крови и кальцию; на этом основаны режимы градиентного эха и SWI.

Явление релаксации описали физики ещё в 1940-е годы, задолго до появления МРТ. Подбирая время между импульсами и время считывания сигнала, томограф делает снимки, где контраст определяется в основном Т1 (Т1-взвешенные) или Т2 (Т2-взвешенные).

Гадолиниевые контрасты работают именно через релаксацию: они резко укорачивают время Т1 окружающей воды, поэтому ткань, накопившая контраст, становится яркой на Т1-снимках.

Как это выглядит в заключении МРТ

Обычно само слово «релаксация» в заключениях не встречается — используются названия режимов. Но в исследованиях сердца и печени всё чаще измеряют времена релаксации напрямую (картирование):

«Нативное время Т1 миокарда повышено, внеклеточный объём увеличен».

«Т2-картирование: повышение времени Т2 в базальных сегментах боковой стенки — признаки отёка миокарда».

«Т2\* миокарда и печени снижено — признаки перегрузки железом».

Опасно ли это

Нет, релаксация — физический процесс, а не находка. Её изменения в тканях лишь отражают их состав: отёк обычно удлиняет Т1 и Т2, отложения железа укорачивают Т2\*, фиброз меняет Т1. Нормальные значения при картировании зависят от силы поля (1,5 или 3 Тесла) и методики, поэтому их сравнивают с нормами конкретного центра.

Что делать дальше и к какому врачу

Если в заключении МРТ сердца указаны изменения Т1, Т2 или Т2\, обсудите их с кардиологом. Изменения Т2\ печени и сердца при подозрении на перегрузку железом оценивает гематолог. Для общего понимания метода полезна статья «Что такое МРТ».

Частые вопросы

Чем Т1 отличается от Т2 простыми словами?

Т1 — время, за которое протоны «возвращаются» вдоль магнитного поля, Т2 — время, за которое затухает их согласованное вращение. Т2 всегда короче Т1.

Почему жидкость на Т2 светлая?

У свободной воды длинное время Т2: сигнал затухает медленно и в момент считывания остаётся сильным.

Что такое Т1-картирование?

Это измерение времени Т1 в каждой точке ткани в миллисекундах. Его применяют, например, при МРТ сердца для выявления фиброза, отёка, амилоидоза.

Влияет ли сила поля томографа на релаксацию?

Да, время Т1 большинства тканей с ростом поля удлиняется. Поэтому нормы при картировании для 1,5 и 3 Тл разные.

Источники

1. Bloembergen N, Purcell EM, Pound RV. Relaxation effects in nuclear magnetic resonance absorption // Phys Rev. 1948;73(7):679-712. DOI
2. Plewes DB, Kucharczyk W. Physics of MRI: a primer // J Magn Reson Imaging. 2012;35(5):1038-1054. PubMed
3. Pooley RA. AAPM/RSNA physics tutorial for residents: fundamental physics of MR imaging // Radiographics. 2005;25(4):1087-1099. PubMed
4. Soher BJ, Dale BM, Merkle EM. A review of MR physics: 3T versus 1.5T // Magn Reson Imaging Clin N Am. 2007;15(3):277-290. PubMed

Материал носит справочный характер и не заменяет консультацию врача.

Подробнее в энциклопедии: Спин-решёточная релаксация — Википедия