1
Prof. dr hab.med. Jerzy Walecki
Zakład Diagnostyki Radiologicznej CMKP Warszawa
(CSK MSWiA w Warszawie)
Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego,
od struktury do funkcji.
Rezonans Magnetyczny jest najbardziej dynamicznie rozwijającą się i uniwersalną techniką
obrazowania głównie ze względu na fizyczne możliwości metody. Uzyskanie sygnału z
różnych związków chemicznych zawierających wodór i możliwość obrazowania gęstości
protonowej przekłada się na swoiste obrazowanie poszczególnych tkanek. Nie ma techniki
obrazowania, która w sposób tak precyzyjny różnicuje tkankę o różnej zawartości lipidów,
płyn o różnej zawartości białka, czy też krwiak w każdej fazie hemolizy.
Poza wysoką rozdzielczością kontrastową i liniową technika MR znajduje coraz szersze
zastosowanie w metodach funkcjonalnych, czynnościowych oraz w obrazowaniu
molekularnym Przykładem jest tu badanie serca , gdzie w opcji czynnościowej oceniamy
zaburzenia kurczliwości ściany i przepływ krwi w poszczególnych jamach (warunki
hemodynamiczne); stosując zaś technikę  pierwszego przejścia oceniamy perfuzję mięśnia
sercowego i opóz
nione wzmocnienie w strefie niedokrwienia.(patrz ryc. 13)
Równie spektakularnym badaniem jest MR mózgowia pozwalające na ocenę rozległości
zmiany patologicznej, stosunek do szlaków nerwowych, propagację obrzęku i pośrednie
cechy angiogenezy; u tego samego chorego w badaniu spektroskopii MR jesteśmy w stanie
ocenić skład chemiczny badanej tkanki z dużą poprawnością rozpoznając charakter zmiany.
Krokiem milowym, jakim jest dla tomografii komputerowej zastosowanie wielu rzędów
detektorów, dla rezonansu magnetycznego stało się wprowadzenie aparatów
wysokoteslowych, odpowiednich konstrukcji cewek nadawczo-odbiorczych, obrazowania
równoległego ( m.in. dzięki odpowiedniej akwizycji obrazu).
Na ostatnim kongresie RSNA w Chicago gdzie prezentowano najnowsze osiągnięcia
radiologii światowej (grudzień 2007) przedstawiono obrazy z badań klinicznych systemów 3 i
7-teslowych, używanych jak dotąd głównie w badaniach doświadczalnych. Systemy o tak
wysokich gradientach pozwalają na zastosowanie szeregu nowych aplikacji, szczególnie
umożliwiają obrazowanie molekularne; głównymi zaletami systemów wysokoteslowych są :
zwiększenie rozdzielczości czasowej, liniowej i przestrzennej, skrócenie czasu akwizycji,
 2
zwiększenie matrycy obrazu, zmniejszenie grubości warstw lub liczby powtórzeń, co wpływa
na poprawę stosunku sygnału do szumu (SNR).
Neuroradiologia
W każdym z działów obrazowania OUN dokonuje się wyraz
ny zwrot od oceny zmian
strukturalnych do czynnościowych; ma to głębokie uzasadnienie, bowiem leczenie zmian
wykrytych na poziomie zaburzeń metabolicznych, neurotransmisji, czy mikrokrążenia jest
nieporównywalnie bardziej skuteczne niż w przypadku zmian strukturalnych; w minionym
roku trzem technikom neuroradiologicznym poświęcono najwięcej uwagi: spektroskopii MR
w onkologii i chorobach zwyrodnieniowych, obrazowaniu czynnościowemu MR, oraz
technikom dyfuzyjnym, zwłaszcza tensorowi dyfuzji, traktografii, a także jednej z metod
pochodnych, tzn. anizotropii frakcjonowanej (Ryc. 1a, b, 2 a, b, c, d, e).
Ryc. 1 a
Ryc. 1 b
Ryc. 1 a, b. Gwiaz
dziak (II�). Chory, lat 48, od roku napady padaczki. MR, sekw. SE, obrazy T1-zależne:
hipointensywny obszar o nieostrych granicach w bocznej części prawego płata skroniowego a)
Spektroskopia protonowa MR (1H MRS) PRESS, zlokalizowana voxel 8 cm3; w centralnej części zmiany
obniżenie intensywności pasma Naa oraz podwyższenie wartości wskaz
ników : Cho/ Cr, mI/Cr , Glx/Cr ,
Cho/sumy metabolitów b)obraz typowy dla guza o utkaniu glejaka o niskiej złośliwości
 3
2 a 2 b
2 c 2 d
2 e
Ryc 2 a, b, c, d, e. 58-letnia pacjentka badana w okresie nadostrym (2 godziny od wystąpienia
objawów lewostronnego niedowładu, niedoczulicy). Obrazy w sekwencji: a/ SE, T1, b) TSE,
T2, c) FLAIR negatywne. Udar w okolicy jąder podkorowych po stronie prawej widoczny w
(d) obrazach dyfuzyjnych w postaci ogniska o podwyższonym sygnale DWI oraz w ADC jako
obszar hipointensywny.
Zastosowanie systemów wysokoteslowych oznacza nie tylko poprawę rozdzielczości
wpływającą na wartość diagnostyczną badań strukturalnych mózgu lecz także możliwość
 4
rozwoju badań czynnościowych stanowiących alternatywę dla badań inwazyjnych. Za jedną
z metod diagnostycznych o dużych możliwościach klinicznych można uznać wspomniany już
czynnościowy rezonans magnetyczny (fMRI); według przewodniczącego Sekcji
Neuroradiologicznej RSNA Roberta M. Quencera, stanie się on głównym kierunkiem
rozwoju w tej dziedzinie;doświadczenia kliniczne wielu ośrodków europejskich w tym także
polskich potwierdzają tę opinię. Badanie fMRI opiera się na zjawisku zwiększonego
przepływu krwi przez obszary bezpośrednio zaangażowane w daną czynność (projekcja ruchu
w korze bądz
zaangażowanie kory w czynności wyższe). fMRI pozwala na tworzenie map
ośrodków korowych, do pobudzenia których dochodzi w czasie wykonywania przez badaną
osobę określonych zadań. Ma to obecnie zastosowanie kliniczne przede wszystkim w procesie
planowania zabiegów neurochirurgicznych, w celu oszczędzenia ważnych ośrodków
korowych (np. mowy). (Ryc. 3 a, b).
a b
Ryc. 3 a, b. Guz lewego płata skroniowego  przed operacją usunięcia
- ośrodek mowy zlokalizowany obustronnie ze znaczną przewagą strony lewej w bardzo
bliskim sąsiedztwie guza. (Badanie z archiwum dr med. M.Konopki,  Helimed Katowice)
Przeprowadzone w ostatnim czasie badania potwierdzają użyteczność fMR w diagnostyce
zaburzeń rozwoju oraz trudności w nauce pisania i czytania wynikających z osłabionej
lateralizacji półkul.
fMRI znajduje również zastosowanie w padaczce  podkreśla się znaczenie jąder
podkorowych, aktywację określonych części tych struktur i ich rolę w rozprzestrzenianiu się
wyładowań patologicznych.
W zespołach otępiennych, w badaniach czynnościowych obserwuje się obniżenie aktywności
w określonych okolicach mózgowia podczas wykonywania pewnych zadań (np. testy
neuropsychologiczne) Pozwala to na różnicowanie typu demencji.
 5
Jako metoda doświadczalna, fMR pozwala na lokalizowanie mózgowych ośrodków
węchowych, ośrodków odpowiedzialnych za odczuwanie pobudzenia seksualnego czy
wrogości. Jako bardzo interesującą aplikację można przytoczyć wykorzystanie fMR w ocenie
testu na prawdomówność (w wykrywaczu kłamstw).
DTI (obrazowanie tensora dyfuzji) jest metodą MR używaną do analizy dyfuzyjnej
anizotropii centralnego układu nerwowego i może obrazować subtelną anatomię istoty białej
mózgu. W szczególności, traktografia jest unikalnym narzędziem umożliwiającym
nieinwazyjny wgląd w anatomię szlaków istoty białej (Ryc. 4, 5, 6 a, b, c, d).
Ryc.4 Mapa FA. Strefa obniżenia anizotropii w ognisku zawału w lewej okolicy czołowo-
skroniowej.
Ryc. 5. Badanie tensora dyfuzji (DTI)  traktografia; obraz prawidłowy włókien
projekcyjnych.
 6
a b
c d
Ryc 6 .a, b, c, d. W wykonanej traktografi wyraz
nie widać przerwanie ciągłości i
przemieszczenie włókien nerwowych w miejscu zmiany patologicznej. Guz prawej okolicy
ciemieniowej. (Badanie z archiwum dr med. M.Konopki,  Helimed Katowice)
W 2006r. pojawiły się pierwsze publikacje dotyczące znaczenia DTI w obrazowaniu zmian w
anizotropii mózgu pacjentów ze schizofrenią, alkoholizmie, depresji czy w chorobach
otępiennych, ukazujące destrukcję szlaków kojarzeniowych i projekcyjnych. Wzrasta więc
rola MR w obrazowaniu schorzeń neuropsychiatrycznych.
Spektroskopia MR jest badaniem, dzięki któremu możemy nieinwazyjnie badać skład
chemiczny tkanek (wybranych metabolitów). Ma ona szerokie zastosowanie nie tylko w
diagnostyce neuroradiologicznej, ale także coraz szersze w onkologii ogólnej i kardiologii (o
czym w dalszej części artykułu).
W minionym roku pojawiło się więcej prac na temat markerów choroby zwyrodnieniowej
mózgu ocenianych za pomocą spektroskopii MR, których ekspresja pozwala na rozpoznanie i
ocenę dynamiki otępienia  np. glutaminiany w chorobie Alzheimera.
 7
Badania MR w położnictwie i ginekologii
Według licznych publikacji, rak przewodowy in situ (DCIS) u młodych kobiet z dodatnim
wywiadem rodzinnym w kierunku ca mammae lub u nosicielek zmutowanych genów BRCA1
lub BRCA2, może zostać wykryty jeszcze w stadium przed klinicznym lub przedinwazyjnym.
W styczniu 2005 na konferencji w Berlinie poświęconej rezonansowi magnetycznemu,
przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych na grupie 530 kobiet z obciążonym
wywiadem rodzinnym w kierunku raka piersi. W ciągu pięcioletniej obserwacji obejmującej
serie trzech badań - mammografii, ultrasonografii i rezonansu magnetycznego, rak
wewnątrzprzewodowy został wykryty u 19 kobiet. Wszystkie przypadki były klinicznie
bezobjawowe. Żaden z guzów nie został uwidoczniony przy pomocy USG. Czułość
mammografii została oszacowana na 33%, a rezonansu magnetycznego na 89%. Podobnie
przedstawiały się wyniki przeprowadzonego w Wielkiej Brytanii na podobnej grupie
pacjentek wieloośrodkowego badania MARIBS, gdzie czułość MRI po podaniu środka
kontrastowego wynosiła 77% vs 40% w przypadku mammografii.
W 2007r opublikowane zostały również prace potwierdzające wartość tej metody nie tylko w
wykrywaniu, ale także w określeniu charakteru zmiany, min. przy pomocy spektroskopii
rezonansu magnetycznego. Pojawiły się również doniesienia o wysokiej wartości badania
MSCT w ocenie guzów sutka. Godnym podkreślenia jest fakt, że wiele firm
ubezpieczeniowych w USA obecnie opłaca badania skriningowe MR gruczołów sutkowych u
nosicielek wspomnianych genów.
Wrasta również zainteresowanie obrazowaniem MR w onkologii ginekologicznej. Dość dużą
uwagę poświęca się obecnie badaniom w ocenie zaawansowania i różnicowaniu min. guzów
jajnika (w tym także spektroskopii).
Poszerza się również pole diagnostyczne MR w położnictwie. Diagnostyka ultrasonograficzna
pozostaje metodą pierwszego rzutu w obrazowaniu płodu, istnieją jednak sytuacje, w których
nie dostarcza ona pełnych informacji i tu swoje zastosowanie ma MR. Swoim spektrum
diagnostycznym obejmuje on zmiany w ośrodkowym układzie nerwowym (wady OUN, guzy
mózgu, zmiany niedotlenieniowo - niedokrwienne, ocena dojrzałości mózgu, ocena
kręgosłupa i kanału kręgowego), wad narządowych oraz pozwala na obrazowanie serca płodu.
Na Kongresie ECR w Wiedniu (2007) podkreślano rolę metody cine-MR w obserwacji
ruchów płodu, a tym samym oceny jego dobrostanu. Według autorów prezentacji badanie to
umożliwia w czasie rzeczywistym ocenę dyskretnych ruchów kończyn, połykania, zwracania
głowy oraz perystaltyki układu pokarmowego i moczowego płodu.
 8
Technika ta posiada lepszą rozdzielczość kontrastową od ultrasonografii oraz możliwość
wykonania spektroskopii. Jedną z nowych jej aplikacji jest pomiar zawartości w płynie
owodniowym i płucach płodu choliny - głównego składnika surfaktantu, a tym samym ocena
dojrzałości płuc. Ponadto, spektroskopia może być stosowana w ocenie zaburzeń
rozwojowych OUN i bardzo rzadkich przypadkach guzów mózgu płodu . W Polsce, w
ośrodkach warszawskim i białostockim prowadzone były niezwykle interesujące badania na
temat spektroskopii zmian niedokrwiennych mózgu płodu.
Badania Serca
Rezonans magnetyczny ma już ustaloną pozycję w ocenie funkcjonalnej (kurczliwości) i wad
zastawkowych, szczególnie w przypadkach złożonych wad serca. Wysoko cenione są również
możliwości oceny żywotności mięśnia sercowego po zawale i oceny kardiomiopatii
(szczególnie arytmogennej dysplazji prawej komory). W 2006r pojawiły się również pierwsze
doniesienia mówiące o możliwości obrazowania całego układu naczyń wieńcowych
(wcześniej mówiono jedynie o odcinkach proksymalnych) dzięki wyrafinowanym metodom
objętościowej akwizycji danych i nawigacji oddechowej (free breathing) - w czasie ok.18min.
Według licznych badaczy środki kontrastowe (np. USPIO) znajdą zastosowanie w oznaczaniu
niestabilnych blaszek miażdżycowych. Szerokie stosowanie tej metody w ocenie naczyń
wieńcowych ograniczone jest jak na razie przez zbyt niską rozdzielczość przestrzenną.
Ryc. 7. Angiografia MR tętnic wieńcowych w projekcji 3D. Zmiany miażdżycowe w LAD.
(Badanie z archiwum dr med. M.Konopki,  Helimed Katowice)
 9
Ryc. 8. Badanie MR perfuzji mięśnia serca (technika first pass), oś krótka; rozległy zawał
podwsierdziowy lewej komory. (Badanie z archiwum dr med. M.Konopki,  Helimed
Katowice)
Inne zastosowania
Enterokliza MR z opcją fluoroskopii może być cenną metodą w ocenie guzów jelita również
cienkiego, zaburzeń czynnościowych, a także niedrożności. Ciekawe wydaje się m.in.
zastosowanie enteroklizy MR w obserwacji dynamiki (zdiagnozowanych przy pomocy innych
metod) chorób zapalnych jelita  gł. choroby Leśniowskiego-Crohna.
Wśród metod które znalazły powszechne zastosowanie kliniczne znalazła się m.in.
cholangiopankreatografia MR ,technika będąca na wyposażeniu wszystkich oferowanych
obecnie systemów MR (ryc 9).
Ryc. 9. Badanie MR raka przewodu żółciowego w odcinku PWW . Sekwencja FSE , obraz
T2 zależny i cholangiopankreatografia MR(MRCP) a/znaczne poszerzenie PWW , powyżej
protezy założonej do PZW.b/ MRCP  znacznie poszerzone drogi żółciowe
wewnątrzwątrobowe i odcinek PWW powyżej nacieku .
 10
Również sekwencja STIR oraz obrazowanie dyfuzyjne całego ciała(whole body DWI )
okazały się niezwykle użyteczne w ocenie węzłów w niedrobnokomórkowym raku płuca,
według niektórych autorów jest metodą alternatywną (w tej patologii ) doPET  CT.
W biegłym roku na RSNA przedstawiono pierwsze wyniki wieloośrodkowego badania
IMAPS (An International Multi-Centre Assessment of Prostate MR Spectroscopy),
oceniającego przydatność spektroskopii MR w wykrywaniu raka prostaty (Ryc. 10). Liczne
prace na ten temat pozwalają sądzić, że MR stanie się istotną metodą obrazową zarówno w
diagnostyce przesiewowej jak i monitorowaniu leczenia tej, niestety, coraz częściej
występującej choroby.
Ryc.10. Typowe widmo spektroskopii H1MRS z aparatu 1,5T, u chorego z łagodnym
przerostem gruczołu krokowego. Widoczne są pasma choliny (Cho), kreatyny (Cr) i
cytrynianów (Ci). Badanie przy użyciu cewki endorektalnej. (Z archiwum Pani Doc. Barbary
Bobek-Billewicz).
 11
Zapotrzebowanie na badanie MR rośnie rok rocznie; wg opracowań Amerykańskiego
Stowarzyszenia Radiologów w Stanach Zjednoczonych wykonuje się każdego roku od 20 do
30% badań więcej; implikuje to oczywiście wyższe koszty, bowiem średnia cena aparatu to
4-5 mln USD, pieniądze te jednak przy dobrym wykorzystaniu sprzętu zwracają się w okresie
do 5 lat; niewątpliwie najbardziej  trafione ekonomicznie instalacje to takie, gdzie istnieje
możliwość badań wysoko specjalistycznych jak np.: diagnostyka serca, czy też
zaawansowane programy neuroradiologiczne. Oceniając rynek MR pod kątem rentowności
należy podkreślić, iż zapotrzebowanie na te badania rośnie gwałtownie czego jednym z wielu
przykładów jest fakt całkowitej niemalże eliminacji diagnostycznych badań DSA naczyń
mózgu przez angiografię MR (lub angiografię TK), czy też wykorzystywanie MR jako
metody referencyjnej w większości dużych programów klinicznych z obszaru neurologii,
psychiatrii, onkologii, kardiologii.
Autor dziękuje serdecznie kolegom radiologom z Centrum Diagnostycznego Helimed
za udostępnienie wyników badań, których część przedstawiono w tym artykule.