Последовательность магнитно-резонансной томографии (МРТ) T2 DIR (Double Inversion Recovery) является одним из специализированных методов визуализации, который позволяет улучшить контраст между различными тканями мозга за счёт подавления сигналов от ликвора (цереброспинальной жидкости) и белого вещества. Чтобы лучше понять клиническое значение этой последовательности, важно разобрать её физические принципы, которые лежат в основе формирования изображений.

Принципы инверсионного восстановления

Основным физическим механизмом, который используется в последовательности T2 DIR, является явление инверсионного восстановления (Inversion Recovery, IR). Этот метод заключается в применении инверсионного радиочастотного (РЧ) импульса, который переворачивает продольную магнитизацию исследуемых тканей, а затем позволяет им частично восстанавливаться до момента регистрации сигнала. В последовательности T2 DIR используются два таких инверсионных импульса.

1. Инверсионные импульсы

Первый инверсионный импульс служит для подавления сигнала от ликвора. Поскольку цереброспинальная жидкость обладает длинным временем релаксации T1 и относительно слабым сигналом на стандартных T2-взвешенных изображениях, после подачи инверсионного импульса сигнал ликвора временно переходит в фазу “нулевой точки” (нулевая продольная магнитизация). В этот момент он минимален, и его вклад в итоговое изображение практически отсутствует.

Второй инверсионный импульс аналогично подавляет сигнал от белого вещества, которое, в отличие от ликвора, имеет более короткое время T1, но также даёт заметный сигнал на традиционных T2-взвешенных изображениях. Применение двойной инверсии позволяет значительно ослабить сигнал как от ликвора, так и от белого вещества, что увеличивает контраст между серым веществом и патологическими очагами.

2. Время инверсии (TI)

Ключевым параметром, управляющим эффективностью подавления сигнала от разных тканей, является время инверсии (TI) — временной интервал между подачей инверсионного импульса и началом сбора данных. В последовательности T2 DIR используются два времени инверсии: одно для подавления сигнала ликвора, другое — для белого вещества. Эти значения TI выбираются таким образом, чтобы на момент сбора данных магнитизация ликвора и белого вещества находилась в “нулевой точке”, при которой их сигнал минимален.

Подавление сигнала от ликвора и белого вещества

Основной физический эффект, который достигается в T2 DIR — это избирательное подавление сигнала. На стандартных T2-взвешенных изображениях ликвор даёт сильный гиперинтенсивный сигнал, который может маскировать мелкие патологические изменения в тканях, особенно вблизи желудочков и других ликворных пространств. Подавление сигнала ликвора с помощью первого инверсионного импульса улучшает видимость структур, расположенных рядом с ним.

Сигнал белого вещества также может мешать точной оценке патологий, особенно тех, которые локализуются в сером веществе или пересекаются с белым веществом. Второй инверсионный импульс нацелен на подавление именно белого вещества, улучшая контраст между различными типами тканей и позволяя лучше визуализировать изменения в сером веществе.

Влияние времени релаксации T1 и T2

В последовательности T2 DIR важную роль играют два основных времени релаксации: продольная (T1) и поперечная (T2) релаксация. Время T1 отвечает за восстановление продольной магнитизации после инверсионного импульса, тогда как T2 описывает скорость затухания поперечной магнитизации, что определяет интенсивность сигнала на T2-взвешенных изображениях.

После подачи инверсионного импульса различные ткани мозга восстанавливают свою продольную магнитизацию с различной скоростью, определяемой их временем T1. Время инверсии TI выбирается таким образом, чтобы сигнал тканей с длинным временем T1 (например, ликвор) или с коротким временем T1 (например, белое вещество) был подавлен. Однако сам контраст изображения в последовательности T2 DIR в конечном итоге определяется временем T2 — чем длиннее T2 у ткани, тем более ярким будет её сигнал.

Артефакты и ограничения

Из-за применения двух инверсионных импульсов последовательность T2 DIR более чувствительна к артефактам движения. Любое движение пациента во время инверсионного восстановления может нарушить точность подавления сигнала, что приведёт к появлению артефактов и ухудшению качества изображения. Кроме того, последовательность требует относительно длинного времени сканирования по сравнению с традиционными последовательностями, что может стать дополнительной сложностью в клинической практике.

Клинические применения T2 DIR

1. Рассеянный склероз: Одной из наиболее важных областей применения T2 DIR является диагностика и мониторинг пациентов с рассеянным склерозом. Эта последовательность позволяет лучше выявлять поражения в сером веществе и мелкие очаги демиелинизации, которые могут быть незаметны на стандартных T2-взвешенных изображениях.
2. Эпилепсия: T2 DIR может использоваться для оценки структурных изменений в мозге у пациентов с эпилепсией, особенно для выявления корковых дисплазий, которые могут не визуализироваться на стандартных последовательностях.
3. Опухоли мозга: Последовательность T2 DIR полезна для оценки опухолевых изменений, особенно в случаях, когда опухоли находятся вблизи ликворных пространств или в глубоких структурах мозга. Подавление сигнала от ликвора и белого вещества может улучшить визуализацию границ опухоли и её взаимодействие с окружающими тканями.
4. Нейровоспалительные заболевания: При воспалительных процессах, таких как энцефалит или васкулит, T2 DIR помогает детализировать патологические изменения в сером веществе и других структурах, вовлечённых в воспаление.

Заключение

Последовательность T2 DIR является уникальным инструментом для подавления сигнала от ликвора и белого вещества, что достигается за счёт применения двойной инверсии с двумя разными временами инверсии. Этот физический механизм позволяет улучшить визуализацию серого вещества и выявлять мелкие патологические изменения, особенно в неврологических исследованиях. Точные настройки времени инверсии и понимание роли времени релаксации T1 и T2 являются ключевыми для успешного использования этой последовательности в клинической практике.