МРТ: ХХI век на дворе, или снова об артефактах. Часть 2 |
 ua3ndx    
|
 Добавлено: Вт Сен 22, 2020 7:04 pm |
|
|
Иронические заметки – по опыту работы в «МРТ-Эксперт» г. Костромы
Литература: Петер А. Ринкк "Магнитный резонанс в медицине" Издательство Гэотар-Мед, М. 2003 год; Эверетт Блинк «Физика МРТ» 2004 год.
В продолжение темы – собственно, я для чего всё это пишу?
Далее в этой прекрасной книге Эверетта Блинка идут и другие, более сложные выкладки, для явно математически-одарённых людей: теорема Найквиста; ширина полосы пропускания приемника, частота дискретизации, период дискретизации и тому подобное. А также разбираются те неминуемые артефакты, которые бывают совершенно непредсказуемы – см. скрин №05 – в том числе из-за этих неучтённых теоретических нестыковок. Но проблема даже не в том, что артефактов на МРТ едва ли не больше – а там их перечислено более 10-ти – чем в стандартном рентгене. А в том, что вы вряд ли найдёте специалиста по МРТ, который бы детально разбирался в этих эффектах и смог сам уверенно отличить артефакт от реальной картинки (то есть, простите, реконструкции). Я не говорю о том, чтобы кто-то смог прочитать посреди ночи эту самую теорему, или написать формулу соотношения сигнал/шум... Однако же не зря сам автор книги делает важное замечание: «Можно быть сентиментальным по поводу качества МР изображения, или восхищаться превосходным контрастным разрешением, которое МР изображение может достичь, но факт в том, что любое МР изображение пронизано артефактами. Важно уметь распознавать эти артефакты и понимать причины их возникновения. Понимание артефактов позволяет читать МР изображение». Вот так, не больше и не меньше!
Далее – о физике МРТ, из той же книги голландского учёного: есть такой параметр, как зазор между срезами (SG).
Цитата – см. скрин №01: «SG параметр описывает количество пространства (в % от толщины среза) между срезами. В идеале РЧ импульс, который создает срез, должен иметь совершенный профиль среза... Совершенный профиль среза гарантирует действительно прилегающие срезы без пространства между ними. В реальности существует огромный промежуток между срезами. Чтобы минимизировать этот зазор, профили срезов сдвигаются ближе друг к другу, что возможно, но при этом создаются накладывающиеся области... При наложении срезов появляется эффект, известный как «перекрестная наводка». Область наложения содержит сигнал от обоих срезов. Этот сигнал также виден на результирующих реконструкциях...». То есть заметьте, между прочим, что сам автор называет готовые картинки не сканами, не изображениями, а именно реконструкциями – хорошо хоть, что не 3D-мультиками, или диафильмами! И хотя уже понятно, что отражают они существующую реальность весьма условно, но этот термин «реконструкция» обязательно примем к сведению и будем использовать-))
И далее – см. скрин №02: «Увеличение SG приводит к следующему: уменьшение «перекрестной наводки, увеличение области охвата». А что даёт увеличение области охвата, вместе со снижением чёткости и квадратичным увеличением уровня шума – это мы уже разбирали в прошлой статье.
Существуют и другие методы сканирования без зазора между срезами. Один способ состоит в сканировании в "режиме чередования", который сначала производит сбор данных, например, срезов 1,3,5,7, а после – срезов 2,4,6,8. В режиме чередования автоматически установлен 100 % зазор, который целиком устраняет перекрестную наводку. Недостаток режима чередования – изображения могут показывать различия в интенсивности сигнала...». Это опять-таки к вопросу о точности МРТ, которая, якобы, может задать срез в 1—2 мм. и поддерживать этот миллиметраж на протяжении всей картинки.
Как-то всё хитро взаимосвязано в этой капризной компьютерной диагностике, не правда ли? Но уже понятно, какую бы откровенную лажу мы получили в итоге на всех сканах, без окончательного и неизбежного в таких случаях фотошопа.
Снова о физике МРТ: есть такой параметр, как кодирование фазы (PE) в направлении I – см. скрин №03.
Цитата: «Хотя кодирование фазы является превосходным способом кодирования спинов для выяснения места происхождения сигнала, оно также вызывает некоторые серьезные проблемы... Одна из проблем – возникновение эффекта, известного как «циклический возврат фазы». Циклический возврат фазы происходит, когда FOV меньше объекта исследования.
Соответственно, есть и кодирование фазы (PE) в направлении II (или, по-русски говоря, "что в лоб - что по лбу", но ситуация от этого совсем не меняется) – см. скрин №04.
Цитата: «Другой очень важной особенностью кодирования фазы является то, что оно контролирует направление вывода на экран артефактов движения. Артефакты движения связаны с фазой. Артефакт движения возникает при движении спина в промежутке времени между возбуждением и осуществлением приема сигнала (см. также раздел об артефактах)... Артефакт движения есть ничто иное, как неправильное отображение сигнала». То есть: условности в МРТ с этим отображением продолжаются и далее, переходя в область откровенной компьютерной реконструкции и абстракции, но почему-то никто не хочет называть это открытым текстом.
В продолжение темы – стр.205: «Артефакты последовательностей множественных спин-эхо-сигналов... Последовательности множественных спин-эхо-сигналов широко используют в МРТ. Проблема таких последовательностей заключается в том, что рефокусирующие импульсы не являются идеальными 180-градусными импульсами на протяжении всего среза: в переходной зоне по краям среза присутствует весь диапазон возможных углов отклонения (от 0 до 180 градусов). Это означает, что рефокусирующие импульсы будут не только образовывать спиновое эхо, но и формировать другие сигналы, которые, если их не подавлять, могут ухудшить изображения, получаемые, от вторых эхо-сигналов... Существует несколько вариантов решения этой проблемы, например, добавление к последовательности очищающих градиентов (увеличивающих минимально допустимые значения ТЕ), или использование фазовых циклов... что увеличивает время сканирования».
В этой связи вспомните М.Задорнова: это таблетки от головной боли, это мазь от аллергии на таблетки, а вот это крем от мази на таблетки, которая вызывает сухость и чесотку, и т.д. То есть надо понимать, о чём я писал в первой статье: для устранения артефактов локальной неоднородности поля (ферромагнитные сплавы – например, протезы и импланты), градиентные последовательности не годятся и потому важнейшими остаются спин-эхо. А что дают нам в итоге спин-эхо-сигналы с подобным многовариантным «отфотошопливанием» в процессе работы – прочитайте ещё раз в начале статьи. Поэтому не стоит удивляться, что часто даже при заведомом наличии у пациента инородных тел выбираются градиентные сигналы – естественно, как меньшее из зол, несмотря на все возможные искажения. А тем более, учитывая увеличение времени сканирования при попытке разрешения проблем спин-эхо, ибо, как известно, время – это всегда деньги! Надо ли снова повторять про непредсказуемость результатов таких исследований?
Далее, там же: «Линейные артефакты – наличие в центре изображения высокоинтенсивной линии (иногда похожей на застёжку-молнию), ориентированной в фазово-кодирующем направлении. Обычно это бывает вызвано РЧ-наводками, попадающими из передатчика в приёмник. Причины возникновения этой проблемы трудно проследить и полностью исключить, но сам артефакт устраняют с помощью двух усреднений и чередования фазы возбуждающего импульса...»
Честно говоря, даже мне трудно представить всю физику/механику процессов, о которых сейчас идёт речь, и что именно там собираются «усреднять». Тем более, если причины эти трудно проследить и исключить, то как можно подбирать к ним соответствующее противоядие? Но ей-богу, проверьте сами на практике: стоит сказать подобную фразочку про усреднение и чередования фаз кому-то из многоопытных, матёрых и давно работающих МРТ-шников, чтобы получить ошарашенный ответ: «Это ты о чём сейчас разговаривал!?»
То есть не надо быть крутым спецом в МРТ, чтобы понять простой факт: значительная часть рабочих алгоритмов сейчас рассчитаны не на само исследование, а исключительно на компенсацию артефактов (как побочных эффектов других алгоритмов).
И эта статистика, судя по всему, в ближайшее время будет только нарастать. А поскольку детально разбираются в ней только программисты головных фирм – в отличие от практических врачей, сидящих за компьютерами, – то общая ситуация здесь вряд ли отличается от хрестоматийных лебедя, рака и щуки. То есть ясно одно: эти усреднённые данные будут восстанавливаться по тем же теоремам Фурье, упомянутым ранее, что отнюдь не гарантирует ни их точности, ни разрешающей способности на конечных реконструкциях. Значит, на выходе мы получаем не картинки, а, по сути, такие же математические абстракции, которые разбирал на бумаге этот великий математик почти 200 лет назад. Всего лишь удобство цифровой обработки - не более того!
Далее по теме – стр. 206: «Артефакты от движения и потока – наиболее часто встречающиеся артефакты в МРТ. Они могут вызывать серьёзные затруднения при исследовании брюшной полости, из-за них для получения изображений органов грудной клетки необходима синхронизация с сердечными сокращениями... Движение приводит к размыванию границ анатомических структур и появлению дополнительных «призрачных» изображений. Причина размывания – усреднение изображений движущейся структуры или органа. В результате маленькие патологические очаги могут оставаться незамеченными... Изображения-призраки – частичные копии основного изображения, появляющиеся в разных местах. Чаще всего они обусловлены пульсирующим потоком жидкости (кровотоком)». Как видите, снова усреднения изображений на выходе, как и в прочих других исследованиях. Не о таком ли «усреднении» сигналов мы говорили выше, про линейные артефакты?
То есть понятно заранее, что идеальные по качеству и разрешению сканы МРТ можно получить только на трупе, что отмечено в начале книги, в 10 уроках для начинающих, без упомянутых выше «изображений-призраков в разных местах» и прочей нечистой силы – а вот у всех остальных, ныне здравствующих, с этим будут неминуемые проблемы.
Продолжение следует....
А. Копёнкин, врач-маммолог-рентгенолог, заведующий рентгенслужбой Окружного военно-клинического госпиталя (г. Кострома) – филиал №3 ФГКУ «422 ВГ» Минобороны России
Мои ссылки:
Добавлено спустя 18 минут 59 секунд:
P.S. Коллеги, поясняю: суть в том, что все эти 3D-картинки - большей частью математическая абстракция, в которой детально не разбирается никто! Разработчикам программ не нужно понимать конечный результат этой "оцифровки" для диагностики, а МРТ-логи не знают теории этих преобразований - и все довольны. Естественно, по принципу: меньше знаешь - крепче спишь-))
Плюс к этому, вся побочка (в виде цифровых артефактов на сканах), которая давно уже вышла из-под контроля и тех, и других, как джинн из бутылки. Но первые делают попытки его приручить, а вторые делают "хорошую мину при плохой игре" и делают вид, что этих эффектов просто не существует. Вот и всё разделение обязанностей в этой науке! Как говорится, папа у Васи силён в математике...
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
|
|
|
|
|
МРТ: ХХI век на дворе, или снова об артефактах. Часть 2 |
|
|
|
|
|
Вся информация на сайте имеет ознакомительный характер. Не используйте данную информацию для самолечения. Возможны противопоказания. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.