Magnetoresonance tomography in differential diagnosis of focal lesions of the liver

R. F. Bakhtiozin; Бахтиозин Р. Ф.; A. V. Ilyasov; Ильясов А. В.; M. M. Ibatullin; Ибатуллин М. М.; E. R. Chuvashaev; Чувашаев И. Р.; V. N. Zinin; Зинин В. Н.; K. A. Ilyasov; Ильясов К. А.; A. G. Safiullin; Сафиуллин А. Г.

doi:10.17816/kazmj104426

Magnetoresonance tomography in differential diagnosis of focal lesions of the liver

Authors: Bakhtiozin R.F.¹^,2, Ilyasov A.V.¹^,2, Ibatullin M.M.¹^,2, Chuvashaev E.R.¹^,2, Zinin V.N.¹^,2, Ilyasov K.A.¹^,2, Safiullin A.G.¹^,2
Affiliations:
1. Republican Medical Diagnostic Center of the Ministry of Health of the Republic of Tatarstan
2. Kazan State Medical Academy of Postgraduate Education
Issue: Vol 77, No 3 (1996)
Pages: 172-176
Section: Theoretical and clinical medicine
URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/104426
DOI: https://doi.org/10.17816/kazmj104426
ID: 104426

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The importance of magnetoresonance tomography among noninvasive methods of visualization of Ca liver and diagnosis of focal lesions is noted. The method under discussion is highly sensitive (100%) in diagnosis of the liver cysts with minimum diameter (6 mm). Its specificity without the use of contrasting reagents averages 92%.

Keywords

Kazan Medical archive

Full Text

Магнитно-резонансная томография (МРТ) в последнее время становится методом выбора среди неинвазивных способов визуализации печени и диагностики очаговых поражений [1, 3, 4]. Во многом это связано с развитием и применением так называемой улучшенной МРТ, которая включает в себя современную технику сканирования — градиентное эхо, быстрое спиновое эхо, позволяющие сокращать время исследования и получать томограммы на задержке дыхания с подавлением дыхательных артефактов [2—4]. Нами была поставлена цель оптимизировать метод измерения времен релаксации Т₂ и применить ее для дифференциальной диагностики опухолей печени. Релаксационные данные были получены на МР-томографе TOMIKON (Bruker) при помощи стандартной импульсной последовательности MS ME (Multi-Slice/Multi-Echo), которая является модификацией широко используемой в ЯМР-спектроскопии метода Карра—Парселла—Мейбаума—Гилла (CPMG). За одно измерение последовательность дает серию эхо-томограмм с различным временем задержки, по которым можно вычислить времена релаксации Т₂ для каждой точки объекта [2].

За одно сканирование было получено 8 или 16 эхо-томограмм с интервалами ТЕ, равными 22 мс. Время исследования составляло 12 минут, толщина у среза — 10 мм. Для уменьшения эффекта перекрывания соседних срезов сканировали только один срез либо интервал между срезами устанавливали не менее 15 мм.

Времена Т₂ рассчитывали путем итеративной подгонки экспоненциальной кривой к амплитудам последовательных эхо-сигналов. Использовали встроенную программу итерации (“Bruker”). Курсором на экране выбирали нужную точку томограммы. Для устранения эффекта неоднородности ткани определяли усредненную амплитулу сигнала по 16 соседним точкам изображения. В результате получили время Т₂-релаксации и величину стандартного отклонений- Удовлетворительным результатом итерации считали стандартное отклонение, не превышавшее 10%.

В тех случаях, когда экспериментальные точки не могли быть описаны одноэкспоненциальной кривой (среднеквадратичное отклонение более 10%), расчет спадов производили по многоэкспоненциальной схеме при помощи внешней итеративной программы “SIMFIT”, адаптированной для работы с компьютером “ASPECT 3000”. В качестве входных параметров использовали амплитуды и времена задержки ТЕ для 16 последовательных эхо-томограмм.

Для получения сигнала ЯМР на спины одновременно воздействуют постоянным магнитным полем и радиочастотным полем, подаваемым в форме кратковременного импульса, при этом вектор суммарной намагниченности М отклоняется от направления магнитного поля.

После выключения РЧ-поля вектор возвращается к прежнему направлению не мгновенно, а по экспоненциальному закону с некоторой постоянной временную Т₁. Данная постоянная, называемая решеточным временем релаксации Или просто временем релаксации Т₁ для биологических тканей тела человека лежит примерно в пределах 300—3000 мс и определяется природой тканей.

В то время, когда вектор намагниченности М отклонен от первоначального положения (рис. 1), его проекция на плоскость, перпендикулярную магнитному полю, не равна нулю. Эта поперечная компонента намагниченности М также убывает по экспоненциальному закону, но с другим временем релаксации Т₂, которое называют временем спин-спиновой релаксации, причем Т₂ < T₁. Значения Т₂ находятся обычно в пределах от 30 до 3000 мс.

Рис. 1. Разложение вектора намагниченности М на продольную и поперечную составляющие.

В MP-томограммах времена релаксации влияют на характер контраста, однако учитываются при этом лишь на качественном уровне: “Т₁-взвешенные" изображения — длинные Т₁ дают более темное изображение, “Т₂-взвешенные” изображения— длинные Т₂ дают более яркое изображение.

Определение времен Т₂ основано на измерении сигнала спинового эха. Для получения сигнала вначале подается 90°- импульс, который переводит продольную намагниченность М_о исследуемой ткани в поперечную плоскость ху (рис. 2 а), при этом возникает поперечная намагниченность М_ху (рис. 2 б). Вследствие неоднородности внешнего магнитного поля отдельные спины имеют несколько различающиеся скорости прецессии: некоторые вращаются в плоскости ху быстрее, некоторые медленнее (рис. 2 в), что называется “ раскрытием веера намагниченности”. В результате этого “раскрытия” сигнал свободной индукции (ССИ) уменьшается и со временем пропадает. Отдельные компоненты “веера” распределены теперь равномерно по кругу (рис. 2 г), и сигнал ЯМР не поддается измерению. 180°-импульс, подаваемый в момент времени t, обращает направления прецессии всех спинов на противоположное и тем самым заставляет “веер” закрываться (рис. 2 д). Через время 2t все спины на какой-то момент оказываются в одной фазе (рис. 2 е), как это было сразу же после 90°-импульса. Возникает “спиновое эхо” (рис. 3). После того, как спины к моменту 2t вернулись в одну фазу, они снова “разбегаются”, и поэтому сигнал спинового эха имеет форму двух зеркально-симметричных ССИ.

Рис. 2. Расфазирование и рефокусирование спинов в последовательности Карра—Парселла.

Рис. 3. Импульсная последовательность спинового эха. Спиновую систему возбуждают 90° радиочастотным импульсом. Сигнал быстро затухает из-за расфазирования спинов в неоднородном поле.

Рефокусирующий 180°-импульс, подаваемый через время t, приводит к образованию эха в момент 2t. Повторяя процесс “раскрытия” и “закрытия” веера многократно с помощью повторяющихся 180°-импульсов, можно по точкам построить кривую Т₂-релаксации (рис. 4).

Рис. 4. Импульсная последовательность Карра— Парселла для измерения времен спин-спиновой релаксации Т2. Интенсивность повторяющихся эхо-сигналов дает кривую спада с временем Т2.

Были обследованы 173 пациента с заболеваниями печени. Все исследования проводили на MP-томографе (напряженность поля — 0,28Т) ВМТ-1100 (“Вruкеr”, Германия). Во всех случаях использовали импульсные последовательности спиновое эхо и градиентное эхо с получением Т₁- и Т₂-взвешенных изображений. По результатам исследований были выявлены характерные для различных очаговых изменений МР-томографические признаки.

По нашим данным, гемангиомы имели следующие типичные признаки на МР-томограммах: 1) однородность структуры (в 54—84% случаев); 2) отчетливость контуров (100%); 3) периферическую, преимущественно подкапсульную локализацию (50—78%); 4) гипоинтенсивность в Т₁-взвешенном изображении (100%); 5) гиперинтенсивность в Т₂-взвешенном изображении (100%); 6) неоднородные гипоинтенсив- ные участки в Т₂-взвешенных изображениях (10—16%); 7) гиперинтенсивные участки в Т₂-взвешенных изображениях (8—12%); 8) увеличение интенсивности сигнала опухоли с нарастанием количества спиновых эхо при получении Т₂- взвешенного изображения во всех случаях (100%); 9) отсутствие перифокального отека (100%).

При обнаружении совокупности указанных MP-томографических признаков диагностика гемангиом обычно несложна. Однако дифференциальная диагностика становится затруднительной при выявлении так называемых атипичных гемангиом, которые встречаются в 15— 25% случаев всех гемангиом, а также при множественном поражении, что требует дифференциации с узловой гиперплазией, аденомой и метастазами в печень. Наименьший диаметр выявленных с помощью MP-томографии гемангиом, составил 10 мм.

При MP-томографии первичный рак печени проявляется по-разному. По нашим данным, на Т₁-взвешенных изображениях опухоль имеет преимущественно гипоинтенсивный сигнал за исключением случаев кровоизлияния в опухоль и наличия жира в опухолевой ткани, которые дают гиперинтенсивный неоднородный сигнал. На Т₂-взвешенных изображениях мы наблюдали умеренно гиперинтенсивный по сравнению с окружающей паренхимой печени сигнал с неоднородностью структуры. Усиление интенсивности сигнала было обнаружено у больных с некротическими изменениями в опухоли, что в последующем было доказано при динамической контрастной MP-томографии и пункционной биопсии опухолей. При инкасулированных формах рака выявлялся гипоинтенсивный как в Т₁-, так и в Т₂- взвешенных изображениях ободок. Сосудистая инвазия лучше определялась при использовании последовательности градиентное эхо.

Таким образом, для первичного печеночно-клеточного рака были характерны следующие МР-томографические признаки: 1) объемное образование с масс-эффектом (у 17 больных); 2) монофокальное поражение (у 16) 3) мультифокальное поражение (у 5) ; 4) гипоинтенсивный сигнал в Tj-взвешенных изображениях (у 20); 5) гиперинтенсивный сигнал в Т₂-взвешенных изображениях (у 20); 6) неоднородность структуры опухоли (у 15); 7) участки с подшейной интенсивностью сигналов Т₂-взвешенных изображениях (вследствие некроза в 11 случаях); 8) гипоинтенсивный сигнал как в Т₁-, так и в Т₂- взвешенных изображениях (наличие капсулы в 7 случаях); 9) гиперинтенсивный сигнал опухоли в Т₁-взвешенном изображении (наличие жира в одном случае); 10) изоинтенсивные очаги в опухоли в T₁ - и Т₂-взвешенных изображениях (фиброз в 5 случаях); 11) гипоинтенсивные сигналы в Т₁ -и Т₂-взвешенные гипоинтенсивные сигналы в Т₁ – и Т₂-взвешенных изображениях (кальцификация в одном случае).

Итак, первичный печеночно-клеточный рак характеризовался полиморфизмом MP-томографических проявлений, причем наибольшей неоднородностью отличались такие формы рака печени, как гепатобластома, фиброламиллярный рак и первичный рак печени больших размеров с очагами некрозов. По результатам MP-томографии первичный рак печени нам удалось диагностировать у 14 из 21 больного, то есть специфичность метода составила 64%. В остальных случаях на основании анализа томограмм и результатов релаксометрии предположительно был поставлен диагноз метастатического поражения печени (у 4), аденомы (у одного), первичной опухоли печени без указания тканевой дифференциации (у 2). Чувствительность метода составила 90%. В двух случаях нам не удалось выявить мелкие очаги при многоузловой форме первичного рака печени, которые были обнаружены в последующем с помощью АКТПГ и динамической контрастной МР-томографии.

Нами были обследованы 37 больных с метастазами в печень. Источниками метастазирования являлись рак Цистой кишки (у 4), рак молочной железы (у 3), рак поджелудочной железы (у 3), рак яичников (у 3), нефробластома (у 1), рак желудка (у 1), аденокарцинома с невыявленной первичной локализацией ( у 3), плоскоклеточный рак (у 1), лейомиосаркома (у 1), низкодифференцированный рак (у 1). У остальных больных источник метастазирования установить не удалось. Метастазы, как и первичный рак печени, отличались полиморфизмом МР-томографических проявлений.

При метастазах в печень мы наблюдали следующие МР-томографические признаки: 1) гипоинтенсивный сигнал в Т₁-взвешенных изображениях (в 35 случаях); 2) гиперинтенсивный сигнал в Т₂- взвешенных изображениях (в 35); 3) гипоинтенсивный сигнал в Т₁-взвешенных изображениях (в 2); 4) гиперинтенсивные участки в Т₂-взвешенных изображениях; 5) гипоинтенсивный сигнал в Т₂- взвешенных изображениях (в 2); 6) наличие капсулы (в 4); 7) перифокальный отек (в 25); 8) однородность сигнала (в 30); 9) неоднородность сигнала (в 7).

MP-томография, по нашим данным, оказалась высокочувствительным методом в выявлении метастазов (89%): очаговые изменения удалось обнаружить у 33 из 37 больных, специфичность метода составила 81%. Гипердиагностика метастазов имела место у 4 больных с первично-многоузловой формой рака печени, когда окончательный диагноз был установлен после пункционной биопсии печени. У одного больного за метастаз рака щитовидной железы была принята киста диаметром 15 мм, что было доказано путем контрастной динамической МР-томографии и пункции. У одного пациента метастаз рака желудка и у одного больного метастаз лейомиосаркомы были расценены как гемангиомы печени (в последнем случае в дифференциальной диагностике решающую роль сыграла Т2-релаксометрия). У одного больного мы наблюдали прорастание лимфосаркомы в левую долю печени. Диагноз был предположительно установлен при МР-томографии печени, желудка и селезенки по неоднородности структуры левой доли печени, повышению интенсивности сигнала в Т₂-взвешенном изображении, утолщению и ригидности стенок желудка после его заполнения водой.

Нами были обследованы 26 больных с кистами печени: у 21 — простые билиарные кисты, у 5 — паразитарные поражения (у 4 — эхинококк печени и у одного — альвеококк). Наиболее типичные МР-томографические признаки были обнаружены у больных с так называемыми простыми кистами, которые характеризовались как гипоинтенсивные в Т₁-взвешенных изображениях и гиперинтенсивные в Т₂-взвешенных изображениях очаги с отчетливыми контурами и границами, с однородной структурой. Как и при гемангиомах печени, интенсивность сигнала в Т₂-взвешенных изображениях возрастала по мере увеличения количества эхо.

Для дифференциальной диагностики с гемангиомами, которые имели аналогичные признаки, нами были проведены дополнительные обследования в режиме гидрографии MYUR), при которых кисты выявлялись как гиперинтенсивные образования с однородной структурой.

Паразитарные кисты имели больший полиморфизм проявлений и характеризовались следующими типичными признаками: 1) обнаружением мультилобулярного образования; 2) отчетливостью контуров; 3) наличием гипоинтенсивной капсулы; 4) высокой интенсивностью сигнала в Т₂-взвешенном изображении; 5) низкой интенсивностью сигнала в Т₁- взвешенном изображении. В Т₁-взвешенном изображении паразитарные кисты имели гипоинтенсивный (у 4) и гиперинтенсивный (у одного) сигналы, что можно объяснить наличием молекул жира в полости кисты.

Таким образом, MP-томография оказалась высокочувствительным (в 100%) методом выявления кист печени с минимальным (6 мм) диаметром. Специфичность метода без применения контрастирующих реагентов составила 92%.