А теперь, исключительно для пытливых умов со склонностью к точным наукам, немного высшей математики из книги «Физика МРТ», издание от 2004 года (стр. 55—59), голландского учёного Эверта Блинка. Которая давно стала таким же бестселлером в теории МРТ, как и «Магнитный резонанс в медицине» Петера А. Ринкка. Как я убеждаюсь, теоретическое образование МРТ-шников в сетевых центрах часто ограничивается только основными Т1 – Т2-интенсивностями, и где можно сэкономить на них в реальном времени (например, что такое «среднее» количество программ на головной мозг – мы уже проходили в статье про мошенничество). Но на самом деле всё намного интереснее и сложнее: например, в физике МРТ есть достаточно много тонких и очень взаимосвязанных параметров, над которыми редко кто-то задумывается:
Отношение сигнал-шум (SNR).
Толщина среза (ST)
Поле наблюдения (FOV)
Матрица (MX)
Количество повторных проходов (NA), и так далее.
Например, поле наблюдения – стр.55 – см. скрин №01: увеличение FOV увеличивает размер воксела, увеличение сигнала, но при этом снижает разрешение и увеличивает уровень шума, но уже в квадратичной зависимости. Запомните этот момент к 3-му скрину, где говорится о матрице сбора данных.
Или например, толщина среза (ST) – стр.58 – скрин №02: те же самые побочные эффекты с увеличением сигнала и снижением разрешения; плюс ещё появление эффекта «частичного объёма» с искажением реальных размеров, когда край органа с высоким сигналом попадает в срез.
Далее о матрице (сбора данных) – стр.56 – скрин №03: «определяет пространственное разрешение нашего изображения. Матрица имеет две стороны, MXPE и MXRO. Обычно размер матрицы можно увеличивать с шагом 32.
Не путайте матрицу сбора данных с матрицей дисплея! Матрица дисплея может быть двух размеров 256 или 512. Матрица сбора данных может быть любого размера от 32 до 1024 с шагом 32. При сканировании матрицы сбора данных 192x256, она будет восстановлена и выведена на экран с размером матрицы 256x256. Следовательно, когда сканируется матрица сбора данных 192x320, она будет восстановлена и выведена на экран с размером матрицы 512x512».
То есть, расшифровываю: готовая картинка на МРТ выходит по умолчанию уже искусственно увеличенная, с цифровой растяжкой, как на дешёвых смартфонах пишут на камерах 8 Мпс, когда там в реальности только 5 Мпс, но «растянутых» точно таким же образом. Естественно, что качество самого изображения от этого никак увеличиться не сможет – квадратично увеличивается только количество шума на единицу площади, так как каждый объёмный пиксел будет занимать большее место в памяти.
Но самое главное начинается дальше, цитата из книги – стр. 58 – скрин №04:
«Матрица (MX), FOV и ST вместе определяют размер воксела (пространственное разрешение). Крайне важно подобрать значения для всех трех параметров, которые приведут к достаточному SNR. Например:
Сканирование SE последовательностью с TR 500, MX 256x256, FOV 30x30, ST 6 и NA 1.
Размер воксела 30÷256 = 1.17 мм x 1.17 мм x 6 мм.
Время сканирования (500 x 256 x 1) ÷ 60000 ≈ 02:08 минуты.
Результирующее SNR нормируется относительно 1.
Для сравнения произведем сканирование с тем же TR 500 и ST 6 мм. Удвоим MX до 512x512 и уменьшим FOV наполовину до 15x15.
Теперь размер воксела 15÷512 = 0.29 мм x 0.29 мм x 6 мм, что в 4 раза меньше.
Однако (прочитайте, это забавно) для поддержания того же количества сигнала необходимо увеличить NA до 64, что увеличит время сканирования до 273:04 минут!!! (4 часа, 33 минуты и 4 секунды)»
То есть, задумайтесь над примером автора: ему-то забавно, а нам совсем наоборот-)) Ибо выходит, при самом оптимальном соотношении размера сканируемого поля, уровня сигнал/шум, размера матрицы и количества повторных проходов, размер объёмного пиксела (воксела) на изображении составляет чуть более 1мм. на 2-минутном сканировании, и 0,29мм. при 4-часовом сканировании. Разумеется, это чисто теоретически и на том же самом срезе в 6мм. Значит, если мы хотим создать реальную картинку 512х512 на выходе, на тех же самых режимах, но без цифровой растяжки; то для сохранения того же сигнала, даже на вдвое меньшем поле 15х15см., придётся увеличить количество проходов в 64 раза, и соответственно, время сканирования до 4,5 часов. При этом разрешение возрастет всего в 3—4 раза, вместе с уменьшением размеров реального воксела!
Основной вывод: таким образом, детали менее 1мм. при подобном раскладе, ни на какой реальной МРТ мы не увидим – соответственно размерам единичного воксела в первом примере. Хотя, для сравнения, разрешение современной Ro-плёнки «Кодак» по зернистости не более 0,5мм. А значит, все ухищрения с классификациями и точностью до сотых долей (например, с грыжами м/п дисков и их разделением по размерам в 0,05мм.) это не просто диагностический фейк в МРТ, но и какое-то нарочитое надругательство над её физическими основами. Видимо в надежде, что книги читают далеко не все, даже из числа своих сотрудников, не говоря уже про пациентов...
То есть в реальности ситуация примерно такова: за компьютером МРТ будет сидеть оператор, как правило, человек без высшего образования, который этих книг тем более не читал. Который тем более не будет, без крайней необходимости, лезть в настройки программы сканирования и менять интервалы возбуждение - релаксация, как предлагает автор книги с его гнилой западной демократией. Ибо рядом с нашим оператором будет сидеть совсем другой доктор, занятый на 2 ставки по удалёнке, пребывая мыслью сразу в двух городах (то есть, как говорил летописец, "растекашеся мысию по древу"), и повторять что-то вроде: "Давай план, контра, конкуренты не дремлют!". А потому, чем скорее они закончат обследование, тем скорее возьмут следующего пациента. Значит, сканировать 2 минуты им гораздо выгоднее, чем 4,5 часа, и готов побиться об заклад - там дорого бы дали, чтобы все программы сканирования продолжались именно столько времени. Разумеется, независимо от размера воксела и конечного результата...
То есть: сам оператор должен всего лишь выбрать укладку пациента плюс рабочее поле, да зычно прикрикнуть в микрофон, чтобы он не шевелился во время исследования - большего от него никто и не требует. А компьютер будет на автомате отрабатывать программу, "строгать и шинковать" очередного пациента, и вряд ли бездушная машина задумается, какой там уровень сигнал/шум на выходе, нет ли заметных артефактов на сканах. И точно ли поставил срезы тот самый оператор, над которым сидит тот самый доктор; который почти всегда мыслью в 2-х городах, и у которого никогда не дремлют конкуренты - естественно в обоих из них. Собственно, надо ли это всё объяснять специально, чтобы вы представили себе эту картину вживую?
Продолжение следует...
А. Копёнкин, врач-маммолог-рентгенолог, заведующий рентгенслужбой Окружного военно-клинического госпиталя (г. Кострома) – филиал №3 ФГКУ «422 ВГ» Минобороны России
Вся информация на сайте имеет ознакомительный характер. Не используйте данную информацию для самолечения. Возможны противопоказания. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.