МРТ: ХХI век на дворе, или снова об артефактах. Часть 3
(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 МР-исследований сосудистой системы.
Как известно, существуют две методики для сглаживания артефактов от движения: ROPE (respiratory-ordered-phase-encoding) – фазовое кодирование, упорядоченное в соответствии с дыханием; и MAST (motion-artifact-suppression-technique) – методика подавления артефактов от движения. То есть, если называть вещи своими именами, очередная попытка «отфотошопливания» изображения в процессе работы. Однако там же отмечается: «все методики подавления двигательных артефактов обладают одним существенным недостатком: они основаны на допущении, что движение происходит в одном направлении и с постоянной скоростью, что не соответствует действительности... Недостаток таких последовательностей – удлинение минимально возможного времени ТЕ». Здесь надо добавить: что неминуемо увеличит время самого сканирования, со всеми вытекающими отсюда последствиями, ибо время – это всегда деньги. И вряд ли кто-то будет сомневаться в этом всерьёз, но вопрос в другом: как можно снимать на МРТ, например, те же органы средостения (сердце и сосуды), активно пульсирующие, если никакой точности здесь заведомо не гарантируется?
Но ведь снимают же, и много лет выдают на-гора и картинки – то есть, простите, реконструкции, – и заключения по ним, не заморачиваясь особо на точности конечных результатов. И никого это как бы особо не удивляет, уже много лет.
Далее по теме – стр. 209: «Артефакты химического сдвига – обусловлены различием резонансных частот протонов, находящихся в разном химическом окружении... Сигналы от протонов воды и жировой ткани, находящихся в одном и том же месте, будут различаться по частоте, а потому их изображения сдвинуты друг относительно друга... Поскольку этот артефакт зависит от резонансной частоты, его влияние наиболее выражено в сильных магнитных полях, когда в считывающем направлении происходит смещение сигналов на несколько пикселов. Уменьшить артефакт можно при использовании сильных градиентных полей, но неблагоприятным последствием такого приёма будет снижение отношения сигнал/шум...» То есть ещё один интересный пример, когда сильные поля создают целый каскад новых проблем, а решение этой проблемы требует напряжения всех возможностей «отфотошопливания» в МРТ.
Цитата: «проблему можно полностью решить, подавив сигнал от одной из составляющих перед сбором каждой строки данных. Это можно осуществить с помощью пресатурации (что требует хорошей однородности магнитного поля), либо одной из множества схем сложения-вычитания (что увеличивает время)...». Основной вывод: как видите, к стандартному МРТ-шному фотошопу здесь прибавляется уже вся мощь его дополнительных возможностей: пресатурация (предварительное насыщение крови дополнительным РЧ-импульсом, который насыщает, или «помечает», все спины вне области исследования). А также схемы сложения-вычитания сигнала, которых множество (!!), как отмечают сами классики жанра, и естественно, плюсом ко всему неизбежное увеличение времени исследования, к чему мы уже привыкли. Заметьте один немаловажный факт: никто вам в точности не опишет, как работают эти схемы цифровой обработки. И что же мы, в конце концов, получим на выходе, потому что практическим врачам этого знать не положено. Им просто положено верить на слово разработчикам – которые, кстати, никогда сами врачами не работали – что так будет лучше.
В продолжение темы – стр.210: «Артефакт усечения – также называют «звенящим» артефактом Гиббса (Gibbs). Он проявляется в виде параллельных полос, расположенных около границы между тканями с разными интенсивностями сигнала... Поскольку эти линии напоминают реальные образования (!) они могут вызвать затруднения при интерпретации изображения, если не распознать их как артефакт... Артефакты усечения проявляются особенно сильно в тех случаях, когда используют маленькую матрицу... Увеличение количества усреднений не влияет на интенсивность артефактов «усечения», но уменьшает расстояние между линиями, в результате чего артефакты становятся более размытыми и незаметными. Чаще всего артефакты усечения бывают расположены в фазово-кодирующем направлении. Увеличение размера матрицы в этом направлении приводит к нежелательному увеличению времени сканирования. Выбор подходящей ориентации сбора данных и увеличение размера матрицы в частотно-кодирующем направлении обычно позволяют добиться уменьшения артефактов до допустимого уровня...» Ну, насчёт увеличения времени сканирования – это уже привычный мем и классика жанра, к которой нас как-будто готовят заранее. Понятное дело, вместе с повышением стоимости всего исследования.
Вопрос в другом: здесь уже пишут, что данный артефакт «напоминает реальные образования», а потому диагностика может быть серьёзно затруднена! А ещё и в том, что полностью избавиться от него невозможно, можно только снизить его до «допустимого уровня», что тоже достаточно неприятно.
В продолжение темы – стр.210: «Артефакт наложения – проявляется в том, что данные, находящиеся за пределами выбранного поля зрения, начинают использоваться для построения изображения (то есть, надо понимать, они как-будто живут своей жизнью на МР-компьютере? И никого это какбэ не смущает за 30 лет?– А.К).
«Причина появления артефакта в частотно-кодирующем направлении – наличие сигналов слишком высокой частоты, которые ошибочно размещаются в k-пространстве... В зависимости от используемой схемы регистрации сигнала лишние данные могут появиться как на своей, так и на противоположной стороне. Устранить высокочастотные сигналы можно с помощью фильтра. Но такие фильтры обычно не совсем точно соответствуют требуемому диапазону частот (полосе частот изображения), в результате чего некоторые артефакты всё равно остаются; или же происходит потеря сигнала на краях изображения... Преодолеть эту проблему можно, увеличив количество собираемых данных вдвое. Для этого необходимо или удвоить скорость томографии до критической частоты сбора данных (частоты Найквиста), или удвоить время получения изображений...»
В теории всё это делается очень просто – а на практике?
Скажите, многие ли из докторов МРТ – не говоря уже про операторов, которые «академиев не кончали» и про теорему Найквиста слыхом не слыхивали, – знают, как это делается на реальном сканере? Что там нужно нажать или подкрутить, чтобы удвоить эту скорость или время изображений? И кто из инженеров даст залезать в эти настройки, тем более что время – деньги; да плюсом ещё у всех не дремлют конкуренты в соседней фирме или соседнем городе (о чём я уже писал раньше). Теоретически конечно это возможно, но вот практически вряд ли вы найдете врача-оператора, который бы, нацепив очки потолще, перечитывал эти теоремы на своём рабочем месте, чтобы рассудить, как бы ему получше отсканировать данного конкретного пациента. Причём вслух, со своим системным инженером, чтобы убедить его «удвоить скорость томографии до критической частоты сбора данных» на их, видавшем виды, б/у аппарате... Хотя бы потому, что удваивать время сканирования (т.е. получения изображений) им всё равно никто не позволит – потому что конкуренты не дремлют, и тоже наверняка крутить у себя ничего не будут.
Однако, основной вывод, коллеги: большинство артефактов на МРТ опасны и неприятны не только тем, что требуют увеличения времени или скорости сканирования, или тем, что их легко перепутать с настоящей патологией. И даже не тем, что избавиться от них полностью почти невозможно; и даже не тем, что они нарастают, как снежный ком, пропорционально мощности самого сканера. А главная причина, в том, что для борьбы с этими артефактами идёт уже вся мощь компьютерной техники и вновь создаваемых алгоритмов. Которые (на минуточку!) создают люди, крайне далёкие от медицины, заинтересованные только в скорейшем продвижении своего нового продукта.
Получается, что эта система всё более зацикливается сама на себя, без возможности объективной проверки конечного результата. А потому нет никакой гарантии, что они не заиграются со своим очередным детищем настолько – подобно настоящему фотошопу – что эти ошибки выплывут уже через много лет. Как это случилось в 2016 году с функциональной МРТ (по данным портала Remedium, о чём я уже писал); или происходит с МР-спектроскопией, которой до сих пор не могут найти в клинике адекватного применения. То есть де-факто: фМРТ-исследования до сих пор считаются недостоверными за 30 лет работы, а МР-спектроскопия остаётся лишь – цитата из книги: «дорогой игрушкой в руках академических учёных».
Причём общественный пиар МРТ-шников работает безупречно: вопросы эти обсуждаются мельком и крайне неохотно, миллионы отмытых денег налогоплательщиков уходят в песок, не работая на реальную науку. А сама МРТ-диагностика всё более напоминает ящик Пандоры: становится «вещью в себе», зацикливаясь на артефактах, порождённых своим же прогрессом, и бесконечной борьбе с ними.
Продолжение следует....
А. Копёнкин, врач-маммолог-рентгенолог, заведующий рентгенслужбой Окружного военно-клинического госпиталя (г. Кострома) – филиал №3 ФГКУ «422 ВГ» Минобороны России
[ Редактировалось ua3ndx - 2020-09-26 on 18:23 ]
P.S. Цитата из книги: "Поскольку этот артефакт зависит от резонансной частоты, его влияние наиболее выражено в сильных магнитных полях, когда в считывающем направлении происходит смещение сигналов на несколько пикселов. Уменьшить артефакт можно при использовании сильных градиентных полей, но неблагоприятным последствием такого приёма будет снижение отношения сигнал/шум..."
То есть вдумайтесь сами, какая сказка-неотвязка получается: де-факто, мы сначала "сместим" сигналы из-за сильного магнитного поля и получим смаз на сканах (как выражаются профи в фотографии). Но чтобы бороться с этим, мы применим ещё (!) более сильное поле - и выйдем уже на стратегические проблемы типа падения сигнал/шум; для компенсации которых и будем создавать новые алгоритмы! И самое главное, все как бы при деле, включая разрабов и маркетологов головных фирм))
Yandex
Спонсор
Спонсор
В начало
Быстрая навигация по форуму
Похожие темы форума
