Что такое лучевая диагностика в медицине. Лучевые методы диагностики

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

Введение

Лучевая диагностика - наука о применении излучений для изучения строения и функции нормальных и патологически измененных органов и систем человека в целях профилактики и распознавания болезней.

Все излечения, используемые в лучевой диагностики, делят на неионизирующие и ионизирующие.

Неионизирующие излучения - это электромагнитные излучения различной частоты, не вызывающие ионизацию атомов и молекул, т.е. их распада на противоположно заряженные частицы -- ионы. К ним относится тепловое (инфракрасное -- ИК) излучение и резонансное, возникающее в объекте (тело человека), помещенном в стабильное магнитное поле, под действием высокочастотных электромагнитных импульсов. Также относят ультразвуковые волны, представляющие собой упругие колебания среды.

Ионизирующее излучение способно ионизировать атомы окружающей среды, в том числе атомы, входящие в состав тканей человека. Все эти излучения делят на две группы: квантовые (т.е. состоящие из фотонов) и корпускулярные (состоящие из частиц). Это деление в значительной мере условно, так как любое излучение имеет двойственную природу и в определенных условиях проявляет то свойства волны, то свойства частицы. К квантовым ионизирующим излучениям относят тормозное (рентгеновское) излучение и гамма-излучение. К корпускулярным излучениям причисляют пучки электронов, протонов, нейтронов, мезонов и других частиц.

Для получения дифференцированного изображение тканей, примерно одинаково поглощающих излучение, применяют искусственное контрастирование.

Существуют два способа контрастирования органов. Один из них заключается в прямом (механическом) введении контрастного вещества в полость органа - в пищевод, желудок, кишечник, в слезные или слюнные протоки, желчные пути, мочевые пути, в полость матки, бронхи, кровеносные и лимфатические сосуды или в клетчаточное пространство, окружающее исследуемый орган (например, в забрюшинную клетчатку, окружающую почки и надпочечники), или путем пункции - в паренхиму органа.

Второй способ контрастирования основан на способности некоторых органов поглощать из крови введенное в организм вещество, концентрировать и выделять его. Этот принцип - концентрации и элиминации - используют при рентгенологическом контрастировании выделительной системы и желчных путей.

Основные требования к рентгеноконтрастным веществам очевидны: создание высокой контрастности изображения, безвредность при введении в организм больного, быстрое выведение из организма.

В рентгенологической практике в настоящее время применяют следующие контрастные средства.

1. Препараты сульфата бария(BaSO4). Водная взвесь сульфата бария - основной препарат для исследования пищеварительного канала. Она нерастворима в воде и пищеварительных соках, безвредна. Применяют в видесуспензии в концентрации 1:1 или более высокой -- до 5:1. Для придания препарату дополнительных свойств (замедление оседания твердых частиц бария, повышение прилипаемости к слизистой оболочке) в водную взвесь добавляют химически активные вещества (танин, цитрат натрия, сорбит и др.), для увеличения вязкости -- желатин, пищевую целлюлозу. Существуют готовые официнальные препараты сульфата бария, отвечающие всем перечисленным требованиям.

2. Йодсодержащие растворы органических соединений. Это большая группа препаратов, представляющих собой главным образом производные не которых ароматических кислот -- бензойной, адипиновой, фенилпропионовой и др. Препараты используют для контрастирования кровеносных сосудов и полостей сердца. К ним относятся, например, урографин, тразограф, триомбраст и др. Эти препараты выделяются мочевыводящей системой, поэтому могут быть использованы для исследования чашечно-лоханочного комплекса почек, мочеточников,мочевого пузыря. В последнее время появилось новое поколение йодсодержащих органических соединений -- неионные (сначала мономеры -- омнипак, ультравист, затем димеры -- йодиксанол, йотролан). Их осмолярность значительно ниже, чем ионных, и приближается к осмолярности плазмы крови (300 моем). Вследствие этого они значительно менее токсичны, чем ионные мономеры. Ряд йодсодержащих препаратов улавливается из крови печенью и выводится с желчью, поэтому их применяют для контрастирования желчных путей. С целью контрастирования желчного пузыря применяют йодистые препараты, всасывающиеся в кишечнике (холевид).

3. Иодированные масла. Эти препараты представляют собой эмульсию йодистых соединений в растительных маслах (персиковом, маковом). Они завоевали популярность как средства, используемые при исследовании бронхов, лимфатических сосудов, полости матки, свищевых ходов Особенно хороши ультражидкие йодированные масла (липоидол) которые характеризуются высокой контрастностью и мало раздражают ткани. Иодсодержащие препараты, особенно ионной группы, могут вызывать аллергические реакции и оказывать токсическое воздействие на организм

Общие аллергические проявления наблюдаются со стороны кожи и слизистых оболочек (конъюнктивит, ринит, крапивница, отек слизистой оболочки гортани, бронхов, трахеи), сердечно-сосудистой системы (снижение кровяного давления, коллапс), центральной нервной системы (судороги, иногда параличи), почек (нарушение выделительной функции). Указанные реакции обычно преходящи, но могут достигать высокой степени выраженности и даже привести к смертельному исходу. В связи с этим перед введением в кровь йодсодержащих препаратов, особенно высокоосмолярных из ионной группы, необходимо провести биологическую пробу: осторожно вливают внутривенно 1 мл рентгеноконтрастного препарата и выжидают 2--3 мин, внимательно наблюдая за состоянием больного. Лишь в случае отсутствия аллергической реакции вводят основную дозу, которая при разных исследованиях варьирует от 20 до 100 мл.

4. Газы (закись азота, углекислый газ, обычный воздух). Для введения в кровь можно применять только углекислый газ вследствие его высокой растворимости. При введении в полости тела и клетчаточные пространства также во избежание газовой эмболии используют закись азота. В пищеварительный канал допустимо вводить обычный воздух.

1.Рентгенологические методы

Рентгеновские лучи были открыты 8 ноября 1895г. профессором физики Вюрцбургского университета Вильгельмом Конрадом Рентгеном (1845-1923).

Рентгенологический метод - это способ изучения строения и функции различных органов и систем, основанный на качественном и/или количественном анализе пучка рентгеновского излучения, прошедшего через тело человека. Рентгеновское излучение, возникшее в аноде рентгеновской трубки, направляют на больного, в теле которого оно частично поглощается и рассеивается, а частично проходит насквозь

Рентгеновские лучи являются одним из видов электромагнитных волн длиной приблизительно от 80 до 10~5 нм., которые в общеволновом спектре занимают место между ультрафиолетовыми лучами и -лучами. Скорость распространения рентгеновских лучей равна скорости света 300 000 км/с.

Рентгеновские лучи образуются в момент столкновения потока ускоренных электронов с веществом анода. При взаимодействии электронов с мишенью 99% их кинетической энергии превращается в тепловую энергию и только 1%-- в рентгеновское излучение. Рентгеновская трубка состоит из стеклянного баллона, в который впаяны 2 электрода: катод и анод. Из стеклянного баллона выкачен воздух: движение электронов от катода к аноду возможно лишь в условиях относительного вакуума. На катоде имеется нить накала, являющаяся плотно скрученной вольфрамовой спиралью. При подаче электрического тока на нить накала происходит электронная эмиссия, при которой электроны отделяются от спирали и образуют рядом с катодом электронное облачко. Это облачко концентрируется у фокусирующей чашечки катода, задающей направление движения электронов. Чашечка -- небольшое углубление в катоде. Анод, в свою очередь, содержит вольфрамовую металлическую пластину, на которую фокусируются электроны -- это и есть место образования рентгеновских лучей. К электронной трубке подключены 2 трансформатора: понижающий и повышающий. Понижающий трансформатор раскаляет вольфрамовую спираль низким напряжением (5--15 вольт), в результате чего возникает электронная эмиссия. Повышающий, или высоковольтный, трансформатор подходит непосредственно к катоду и аноду, на которые подаётся напряжение 20-140 киловольт. Оба трансформатора помещаются в высоковольтный блок рентгеновского аппарата, который наполнен трансформаторным маслом, обеспечивающим охлаждение трансформаторов и их надёжную изоляцию. После того как при помощи понижающего трансформатора образовалось электронное облачко, включается повышающий трансформатор, и на оба полюса электрической цепи подаётся высоковольтное напряжение: положительный импульс -- на анод, и отрицательный -- на катод. Отрицательно заряженные электроны отталкиваются от отрицательно заряженного катода и стремятся к положительно заряженному аноду -- за счёт такой разности потенциалов достигается высокая скорость движения -- 100 тыс. км/с. С этой скоростью электроны бомбардируют вольфрамовую пластину анода, замыкая электрическую цепь, в результате чего возникает рентгеновское излучение и тепловая энергия. Рентгеновское излучение подразделяется на тормозное и характеристическое. Тормозное излучение возникает из-за резкого замедления скорости электронов, испускаемых вольфрамовой спиралью. Характеристическое излучение возникает в момент перестройки электронных оболочек атомов. Оба этих вида образуются в рентгеновской трубке в момент столкновения ускоренных электронов с атомами вещества анода. Спектр излучения рентгеновской трубки представляет собой наложение тормозного и характеристического рентгеновских излучений.

Свойства рентгеновских лучей.

1. Проникающая способность; вследствие малой длины волны рентгеновские лучи могут проникать сквозь объекты, непроницаемы для видимого света.

2. Способность поглощаться и рассеиваться; при поглощении часть рентгеновских лучей с наибольшей длинной волны исчезает, полностью передавая свою энергию веществу. При рассеивании - откланяется от первоначального направления, и не несет полезной информации. Часть лучей полностью проходит через объект с изменением своих характеристик. Таким образом, формируется изображение.

3. Вызывают флюоресценцию (свечение). Это явление используют для создания специальных светящихся экранов с целью визуального наблюдения рентгеновского излучения, иногда для усиления действия рентгеновских лучей на фотопластинку.

4. Оказывают фотохимическое действие; позволяет регистрировать изображения на фоточувствительных материалах.

5. Вызывают ионизацию вещества. Это свойство используют в дозиметрии для количественной оценки действия этого вида излучения.

6. Распространяются прямолинейно, что позволяет получить рентгеновское изображение, повторяющее форму исследуемого материала.

7. Способны к поляризации.

8. Рентгеновским лучам свойственно дифракция и интерференция.

9. Они невидимы.

Виды рентгенологических методов.

1.Рентгенография (рентгеновская съемка).

Рентгенография - способ рентгенологического исследования, при котором фиксированное рентгеновское изображения объекта получают на твердом насители. Такими носителями могут быть рентгеновская пленка, фотопленка, цифровой детектор и др.

Пленочную рентгенографию выполняют либо на универсальном рентгеновском аппарате, либо на специальном штативе, предназначенном только для этого вида исследования. Внутренние стенки кассеты покрыты усиливающими экранами, между которыми и помещается рентгеновская пленка.

Усиливающие экраны содержат люминофор, который под действием рентгеновского излучения светится и, таким образом воздействуя на пленку, усиливает его фотохимическое действие. Основное назначение усиливающих экранов -- уменьшить экспозицию, а значит, и радиационное облучение пациента.

В зависимости от назначения усиливающие экраны делят на стандартные, мелкозернистые (у них мелкое зерно люминофора, пониженная светоотдача, но очень высокое пространственное разрешение), которые применяют в остеологии, и скоростные (с крупными зернами люминофора, высокой светоотдачей, но пониженным разрешением), которые используют при проведении исследования у детей и быстродвижущихся объектов, например сердца.

Исследуемую часть тела помещают максимально близко к кассете, чтобы уменьшить проекционное искажение (в основном увеличение), которое возникает из-за расходящегося характера пучка рентгеновских лучей. Кроме того такое расположение обеспечивает необходимую резкость изображения. Излучатель устанавливают так, чтобы центральный пучок проходил через центр снимаемой части тела и был перпендикулярен пленке. В некоторых случаях, например при исследовании височной кости, применяют наклонное положение излучателя.

Рентгенографию можно производить в вертикальном, горизонтальном и наклонном положении больного, а также в положении на боку. Съемка в разных положениях позволяет судить о смещаемости органов и выявлять некоторые важные диагностические признаки, например растекание жидкости в плевральной полости или уровни жидкости в петлях кишечника.

Методика регистрации рентгеновского излучения.

Схема 1. Условия обычной рентгенографии (I) и телерентгенографии (II):1 - рентгеновская трубка; 2 - пучок рентгеновских лучей;3 - объект исследования; 4 - кассета с пленкой.

Получение изображения основано на ослаблении рентгеновского излучения при его прохождении через различные ткани с последующей регистрацией его на рентгеночувствительную плёнку. В результате прохождения через образования разной плотности и состава пучок излучения рассеивается и тормозится, в связи с чем на пленке формируется изображение разной степени интенсивности. В результате, на плёнке получается усреднённое, суммационное изображение всех тканей (тень). Из этого следует что для получения адекватного рентгеновского снимка необходимо проводить исследование рентгенологически неоднородных образований.

Снимок, на котором изображена часть тела (голова, таз и др.) или весь орган (легкие, желудок), называют обзорным. Снимки, на которых получают изображение интересующей врача части органа в оптимальной проекции, наиболее выгодной для исследования той или иной детали, именуют прицельными. Снимки могут быть одиночными или серийными. Серия может состоять из 2-3 рентгенограмм, на которых зафиксированы разные состояния органа (например, перистальтика желудка).

Рентгеновский снимок по отношению к изображению, видимому на флюоресцентном экране при просвечивании, является негативом. Поэтому прозрачные участки на рентгенограмме называют темными («затемнениями»), а темные - светлыми («просветлениями»). Рентгеновское изображение является суммационным, плоскостным. Это обстоятельство приводит к потере изображения многих элементов объекта, поскольку изображение одних деталей накладывается на тень других. Отсюда вытекает основное правило рентгенологического исследования: исследование любой части тела (органа) должно быть произведено как минимум в двух взаимно перпендикулярных проекциях - прямой и боковой. Дополнительно к ним могут понадобиться снимки в косых и аксиальных (осевых) проекциях.

Для рентгенологического анализа изображения рентгеновский снимок фиксируется на подсвечивающем устройстве с ярким экраном -- негатоскопе.

В качестве приемника рентгеновского изображения ранее применяли селеновые пластины, которые перед экспонированием заряжали на специальных аппаратах. Затем изображение переносили на писчую бумагу. Метод получил название электрорентгенографии.

При электронно-оптической цифровой рентгенографии рентгеновское изображение, полученное в телевизионной камере, после усиления поступает на аналого-цифровой. Все электрические сигналы, несущие информацию об исследуемом объекте, превращаются в череду цифр. Цифровая информация поступает затем в компьютер, где обрабатывается по заранее составленным программам. С помощью компьютера можно улучшить качество изображения, повысить его контрастность, очистить от помех, выделить интересующие врача детали или контуры.

К достоинствам цифровой рентгенографии относятся: высокое качество изображения, пониженная лучевая нагрузка, возможность сохранять изображения на магнитных носителях со всеми вытекающими из этого последствиями: удобство хранения, возможность создания упорядоченных архивов с оперативным доступом к данным и передачи изображения на расстояния -- как внутри больницы, так и за ее пределы.

Недостатки рентгенографии: наличие ионизирующего излучения, способного оказать вредное воздействие на пациента; информативность классической рентгенографии значительно ниже таких современных методов медицинской визуализации, как КТ, МРТ и др. Обычные рентгеновские изображения отражают проекционное наслоение сложных анатомических структур, то есть их суммационную рентгеновскую тень, в отличие от послойных серий изображений, получаемых современными томографическими методами. Без применения контрастирующих веществ рентгенография недостаточно информативна для анализа изменений в мягких тканях, мало отличающихся по плотности (например, при изучении органов брюшной полости).

2.Рентгеноскопия (рентгеновское просвечивание)

Рентгеноскопия - метод рентгенологического исследования, при котором изображение объекта получают на светящемся (флюоресцентном) экране. Интенсивность свечения в каждой точке экрана пропорциональна количеству попавших на него рентгеновских квантов. Со стороны, обращенной к врачу, экран покрыт свинцовым стеклом, предохраняющим врача от прямого воздействия рентгеновского излучения.

В качестве усовершенствованного метода рентгеноскопии применяют рентгенотелевизионное просвечивание. Его выполняют с помощью усилителя рентгеновского изображения (УРИ), в состав которого входят рентгеновский электронно-оптический преобразователь (РЭОП) и замкнутая телевизионная система.

Рентгеноскоп

РЭОП представляет собой вакуумную колбу, внутри которой, с одной стороны, имеется рентгеновский флюоресцентный экран, а с противоположной - катодолюминесцентный экран. Между ними приложено электрическое ускоряющее поле с разницей потенциалов около 25 кВ. Возникающий при просвечивании световой образ на флюоресцентном экране превращается на фотокатоде в поток электронов. Под действием ускоряющего поля и в результате фокусировки (повышения плотности потока) энергия электронов значительно возрастает - в несколько тысяч раз. Попадая на катодолюминесцентный экран, электронный поток создает на нем видимое, аналогичное исходному, но очень яркое изображение.

Это изображение через систему зеркал и линз передается на передающую телевизионную трубку - видикон. Возникающие в ней электрические сигналы поступают для обработки в блок телевизионного канала, а затем - на экран видеоконтрольного устройства или, проще говоря, на экран телевизора. При необходимости изображение может фиксироваться с помощью видеомагнитофона.

3.Флюорография

Флюорография - метод рентгенологического исследования, заключающийся в фотографировании изображения с рентгеновского флюоресцентного экрана или экрана электронно-оптического преобразователя на фотопленку небольшого формата.

Флюорография даёт уменьшенное изображение объекта. Выделяют мелкокадровую (например, 24Ч24 мм или 35Ч35 мм) и крупнокадровую (в частности, 70Ч70 мм или 100Ч100 мм) методики. Последняя по диагностическим возможностям приближается к рентгенографии. Флюорография применяется главным образом для исследования органов грудной клетки, молочных желёз, костной системы.

При наиболее распространенном способе флюорографии уменьшенные рентгеновские снимки - флюорограммы получают на специальном рентгеновском аппарате - флюорографе. В этом аппарате имеется флюоресцентный экран и механизм автоматического перемещения рулонной пленки. Фотографирование изображения осуществляется посредством фотокамеры на эту рулонную пленку с размером кадра 70X70 или 100Х 100 мм.

На флюорограммах детали изображения фиксируются лучше, чем при рентгеноскопии или рентгенотелевизионном просвечивании, но несколько хуже (на 4-5%) по сравнению с обычными рентгенограммами.

Для проверочных исследований применяют флюорографы стационарного и передвижного типа. Первые размещают в поликлиниках, медико-санитарных частях, диспансерах, больницах. Передвижные флюорографы монтируют на автомобильных шасси или в железнодорожных вагонах. Съемку и в тех и в других флюорографах производят на рулонную пленку, которую затем проявляют в специальных бачках. Для исследования пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки созданы специальные гастрофлюорографы.

Готовые флюорограммы рассматривают на специальном фонаре - флюороскопе, который увеличивает изображение. Из общего контингента обследованных отбирают лиц, у которых по флюорограммам заподозрены патологические изменения. Их направляют для дополнительного обследования, которое проводят на рентгенодиагностических установках с применением всех необходимых рентгенологических методов исследования.

Важные достоинства флюорографии - это возможность обследования большого числа лиц в течение короткого времени (высокая пропускная способность), экономичность, удобство хранения флюорограмм, позволяет рано выявлять минимальные патологические изменения в органах.

Наиболее эффективным оказалось применение флюорографии для выявления скрыто протекающих заболеваний легких, в первую очередь туберкулеза и рака. Периодичность проверочных обследований определяют с учетом возраста людей, характера их трудовой деятельности, местных эпидемиологических условий

4.Томография

Томография (от греч. tomos - слой) - метод послойного рентгенологического исследования.

При томографии, благодаря движению во время съемки с определенной скоростью рентгеновской трубки на пленке получается резким изображение только тех структур, которые расположены на определенной, заранее заданной глубине. Тени органов и образований, расположенных на меньшей или большей глубине, получаются «смазанными» и не накладываются на основное изображение. Томография облегчает выявление опухолей, воспалительных инфильтратов и других патологических образований.

Эффект томографии достигается благодаря непрерывному движению во время съемки двух из трех компонентов рентгеновской системы излучатель--пациент--пленка. Чаще всего перемещаются излучатель и пленка, в то время как пациент остается неподвижным. При этом излучатель и пленка двигаются по дуге, прямой линии или более сложной траектории, но обязательно в противоположных направлениях. При таком перемещении изображение большинства деталей на рентгенограмме оказывается нечетким, размазанным, а резким получается изображение только тех образований, которые находятся на уровне центра вращения системы излучатель--пленка.

Конструктивно томографы выполняют в виде дополнительных штативов либо специального приспособления к универсальному поворотному штативу. Если на томографе изменить уровень центра вращения системы излучатель--пленка, то изменится уровень выделяемого слоя. Толщина выбираемого слоя зависит от амплитуды движения упомянутой выше системы: чем она больше, тем тоньше будет томографический слой. Обычная величина этого угла от 20 до 50°. Если же выбирают очень малый угол перемещения, порядка 3--5°, то получают изображение толстого слоя, по существу целой зоны.

Виды томографии

Линейная томография (классическая томография) -- метод рентгенологического исследования, с помощью которого можно производить снимок слоя, лежащего на определённой глубине исследуемого объекта. Данный вид исследования основан на перемещении двух из трёх компонентов (рентгеновская трубка, рентгеновская плёнка, объект исследования). Наиболее близкую к современной линейной томографии систему предложил Маер, в 1914 году он предложил двигать рентгеновскую трубку параллельно телу больного.

Панорамная томография -- метод рентгенологического исследования, с помощью которого можно получить снимок криволинейного слоя, лежащего на определённой глубине исследуемого объекта.

В медицине панорамная томография используется при исследовании лицевого черепа, в первую очередь при диагностике заболеваний зубочелюстной системы. Используя движение рентгеновского излучателя и кассеты с плёнкой по специальным траекториям выделяется изображение в форме цилиндрической поверхности. Это позволяет получить снимок с изображением всех зубов пациента, что необходимо при протезировании, оказывается полезным при пародонтозе, в травматологии и ряде других случаев. Диагностические исследования выполняют с помощью пантомографических дентальных аппаратов.

Компьютерная томография -- это послойное рентгенологическое исследование, основанное на компьютерной реконструкции изображения, получаемого при круговом сканировании объекта (Пє англ. scan -- бегло просматривать) узким пучком рентгеновского излучения.

Аппарат КТ

Изображения при компьютерной томографии (КТ) получают при помощи узкого вращающегося пучка рентгеновских лучей и системы датчиков, расположенных по кругу, который называется гантри. Проходя через ткани, излучение ослабляется соответственно плотности и атомному составу этих тканей. По другую сторону от пациента установлена круговая система датчиков рентгеновского излучения, каждый из которых преобразует энергию излучения в электрические сигналы. После усиления эти сигналы преобразуются в цифровой код, который поступает в память компьютера. Зафиксированные сигналы отражают степень ослабления пучка рентгеновских лучей в каком-либо одном направлении.

Вращаясь вокруг пациента, рентгеновский излучатель ЃбпросматриваетЃв его тело в разных ракурсах, в общей сложности под углом 360°. К концу вращения излучателя в памяти компьютера оказываются зафиксированными все сигналы от всех датчиков. Продолжительность вращения излучателя в современных томографах очень небольшая, всего 1--3 с, что позволяет изучать движущиеся объекты.

Попутно определяют плотность ткани на отдельных участках, которую измеряют в условных единицах -- единицах Хаунсфилда (HU). За нулевую отметку принята плотность воды. Плотность кости составляет +1000 HU, плотность воздуха равна -1000 HU. Все остальные ткани человеческого тела занимают промежуточное положение (обычно от 0 до 200--300 HU).

В отличие от обычного рентгена, на котором лучше всего видны кости и воздухоносные структуры (легкие), на компьютерной томографии (КТ) отлично видны и мягкие ткани (мозг, печень, и т.д.), это дает возможность диагностировать болезни на ранних стадиях, например, обнаружить опухоль пока она еще небольших размеров и поддается хирургическому лечению.

С появлением спиральных и мультиспиральных томографов появилась возможность проводить компьютерную томографию сердца, сосудов, бронхов, кишечника.

Преимущества рентгеновской компьютерной томографии (КТ):

Ч высокая тканевая разрешающая способность - позволяет оценить изменение коэффициент ослабления излучения в пределах 0,5% (в обычной рентгенографии - 10-20%);

Ч отсутствует наложения органов и тканей - нет закрытых зон;

Ч позволяет оценить соотношение органов исследуемой области

Ч пакет прикладных программ для обработки полученного цифрового изображения позволяет получить дополнительную информацию.

Недостатки компьютерной томографии (КТ):

Ч Всегда существует небольшой риск развития рака от чрезмерного облучения. Однако возможность точной диагностики перевешивает этот минимальный риск.

Абсолютных противопоказаний к компьютерной томографии (КТ) нет. Относительные противопоказания к компьютерной томографии (КТ): беременность и младший детский возраст, что связано с лучевой нагрузкой.

Виды компьютерная томография

Спиральная рентгеновская компьютерная томография (СКТ).

Принцип действия метода.

Спиральное сканирование состоит во вращении по спирали рентгеновской трубки и одновременном движения стола с больным. От обычной КТ спиральная отличается тем, что скорость движения стола может быть различной в зависимости от цели исследования. При более высокой скорости больше зона сканирования. Метод существенно сокращает время процедуры и уменьшает лучевую нагрузку на тело пациента.

Принцип действия спиральной компьютерной томографии на организм человека. Изображения получается при помощи следующих операций: Задается в компьютере нужная ширина рентгеновского луча; Происходит сканирование органа пучком рентгеновского излучения; Датчики ловят импульсы и преобразуют их в цифровую информацию; Информация обрабатывается компьютером; Компьютер выдает информацию на экран в виде изображения.

Преимущества спиральной компьютерной томографии. Увеличение скорости процесса сканирования. Метод увеличивает область изучения за более короткое время. Уменьшение дозы облучения на пациента. Возможность получать более четкое и качественное изображение и выявлять даже самые минимальные изменения в тканях организма. С появлением томографов нового поколения стало доступным исследование сложных областей.

Спиральная компьютерная томография головного мозга с детальной точность показывает сосуды и все составные части мозга. Также новым достижение стала возможность изучать бронхи и легкие.

Мультспиральная компьютерная томография (МСКТ).

В мультиспиральных томографах рентгеновские датчики находятся по всей окружности установки и картинка получается за одно вращение. Благодаря этому механизму шум отсутствует, а время процедуры сокращается, по сравнению с предыдущим видом. Этот способ удобен при обследовании больных, которые не могут долго находиться неподвижно (маленькие дети или пациенты в критическом состоянии). Мультиспиральная является усовершенствованным видом спиральной. Спиральные и мультиспиральные томографы дают возможность выполнять исследования сосудов, бронхов, сердца и кишечника.

Принцип действия мультиспиральной компьютерной томографии. Преимущества метода мультиспиральной КТ.

Ч Высокая разрешающая способность, позволяющая детально рассмотреть даже незначительные изменения.

Ч Быстрота исследования. Сканирование не превышает 20 секунд. Метод хорош для пациентов, неспособных долго сохранять неподвижность и находящихся в критическом состоянии.

Ч Неограниченные возможности для исследований больных в тяжелом состоянии, нуждающихся в постоянном контакте с врачом. Возможность построения двухмерных и трехмерных изображений, позволяющих получать максимально полную информацию об изучаемых органах.

Ч Отсутствие шума при сканировании. Благодаря возможности прибора свершать процесс за один оборот.

Ч Уменьшена доза облучения.

КТ-ангиография

КТ-ангиография позволяет получить послойную серию изображений кровеносных сосудов; на основе полученных данных посредством компьютерной постобработки с 3D-реконструкцией строится трёхмерная модель кровеносной системы.

5.Ангиография

Ангиография -- метод контрастного рентгенологического исследования кровеносных сосудов. Ангиография изучает функциональное состояние сосудов, окольного кровотока и протяженность патологического процесса.

Ангиограмма сосудов головного мозга.

Артериограмма

Артериографию производят путем пункции сосуда или его катетеризации. Пункцию применяют при исследовании сонных артерий, артерий и вен нижних конечностей, брюшной аорты и ее крупных ветвей. Однако основным способом ангиографии в настоящее время является, безусловно, катетеризация сосуда, которую выполняют по методике, разработанной шведским врачом Селъдингером

Чаще всего проводят катетеризацию бедренной артерии.

Все манипуляции при ангиографии осуществляют под контролем рентгенотелевидения. Через катетер в исследуемую артерию автоматическим шприцем (инъектором) под давлением вводят контрастное вещество. В тот же момент начинается скоростная рентгеновская съемка. Снимки немедленно проявляют. Убедившись в успехе исследования, катетер удаляют.

Наиболее частое осложнение ангиографии -- развитие гематомы в области катетеризации, где появляется припухлость. Тяжелое, но редкое осложнение -- тромбоэмболия периферической артерии, о возникновении которой свидетельствует ишемия конечности.

В зависимости от цели и места введения контрастного вещества различают аортографию, коронарографию, каротидную и вертебральную артериографию, целиакографию, мезентерикографию и т.д. Для выполнения всех этих видов ангиографии конец рентгеноконтрастного катетера вводят в исследуемый сосуд. Контрастное вещество накапливается в капиллярах, отчего интенсивность тени органов, снабжаемых исследуемым сосудом, возрастает.

Венография может быть выполнена прямым и непрямым способами. При прямой венографии контрастное вещество вводят в кровь путем венопункции или веносекции.

Непрямое контрастирование вен осуществляют одним из трех способов: 1)введением контрастного вещества в артерии, из которых оно через систему капилляров достигает вен; 2) инъекцией контрастного вещества в костномозговое пространство, из которого оно поступает в соответствующие вены; 3) введением контрастного вещества в паренхиму органа путем пункции, при этом на снимках отображаются вены, отводящие кровь от данного органа. К венографии есть ряд специальных показаний: хронический тромбофлебит, тромбоэмболия, посттромбофлебитические изменения вен, подозрение на аномалию развития венозных стволов, различные нарушения венозного кровотока, в том числе из-за недостаточности клапанного аппарата вен, ранение вен, состояния после оперативных вмешательств на венах.

Новой методикой рентгенологического исследования сосудов является дигитальная субтракционная ангиография (ДСА). В основе ее лежит принцип компьютерного вычитания (субтракции) двух изображений, записанных в памяти компьютера, - снимков до и после введения контрастного вещества в сосуд. Здесь вьшелить изображение сосудов из общего изображения исследуемой части тела, в частности убрать мешающие тени мягких тканей и скелета и количественно оценить гемодинамику. Применяется меньше рентгеноконтрастного вещества, поэтому можно получить изображение сосудов при большом разведении контрастного ве щества. А это означает, что можно ввести контрастное вещество внутривенно и на последующей серии снимков получить тень артерий, не прибегая к их катетеризации.

Для выполнения лимфографии контрастное вещество вливают непосредственно в просвет лимфатического сосуда. В клинике в настоящее время проводят главным образом лимфографию нижних конечностей, таза и забрюшинного пространства. Контрастное вещество - жидкую масляную эмульсию йодистого соединения - вводят в сосуд. Рентгенограммы лимфатических сосудов делают спустя 15--20 мин, а рентгенограммы лимфатических узлов -- через 24 ч.

РАДИОНУКЛИДНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ

Радионуклидный метод - это способ исследования функционального и морфологического состояния органов и систем с помощью радионуклидов и меченных ими индикаторов. Эти индикаторы - их называют радиофармацевтическими препаратами (РФП) - вводят в организм больного, а затем с помощью различных приборов определяют скорость и характер перемещения, фиксации и выведения их из органов и тканей.

Кроме того, для радиометрии могут быть использованы кусочки тканей, кровь и выделения больного. Несмотря на введение ничтожно малых количеств индикатора (сотые и тысячные доли микрограмма) не оказывающих влияния на нормальное течение жизненных процессов, метод обладает исключительно высокой чувствительностью.

Выбирая РФП для исследования, врач должен прежде всего учесть его физиологическую направленность и фармакодинамику. Нужно обязательно принимать во внимание ядерно-физические свойства входящего в его состав радионуклида. Для получения изображения органов применяют только радионуклиды, испускающие Y-лучи или характеристическое рентгеновское излучение, так как эти излучения можно регистрировать при наружной детекции. Чем больше гамма-квантов или рентгеновских квантов образуется при радиоактивном распаде, тем эффективнее данный РФП в диагностическом отношении. В то же время радионуклид должен испускать по возможности меньше корпускулярного излучения - электронов, которые поглощаются в теле пациента и не участвуют в получении изображения органов. Радионуклиды, период полураспада которых - несколько десятков дней, принято считать долгоживущими, несколько дней - среднеживущими, несколько часов - короткоживущими, несколько минут - ультракоротко- живущими. Существует несколько способов получения радионуклидов. Часть из них образуется в реакторах, часть - в ускорителях. Однако наиболее распространенным способом получения радионуклидов является генераторный, т.е. изготовление радионуклидов непосредственно в лаборатории радионуклидной диагностики с помощью генераторов.

Очень важный параметр радионуклида - энергия квантов электромагнитного излучения. Кванты очень низких энергий задерживаются в тканях и, следовательно, не попадают на детектор радиометрического прибора. Кванты же очень высоких энергий частично пролетают детектор насквозь, поэтому эффективность их регистрации также невысока. Оптимальным диапазоном энергии квантов в радионуклидной диагностике считают 70-200 кэВ.

Все радионуклидные диагностические исследования делят на две большие группы: исследования, при которых РФП вводят в организм пациента, - исследования in vivo, и исследования крови, кусочков ткани и выделений больного - исследования in vitro.

СЦИНТИГРАФИЯ ПЕЧЕНИ - проводится в статическом и динамическом режимах. В статическом режиме определяется функциональная активность клеток ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) печени, в динамическом - функциональное состояние гепатобилиарной системы. Применяется две группы радиофармпрепаратов (РФП): для исследования РЭС печени - коллоидные растворы на основе 99mTc; для исследования гепатобилиарной соединения на основе имидодиуксусной кислоты 99mTc-ХИДА, мезида.

ГЕПАТОСЦИНТИГРАФИЯ - это методика визуализации печени сцинтиграфическим методом на гамма-камере с целью определения функциональной активности и количества функционирующей паренхимы при использовании коллоидных РФП. 99mTc-коллоид вводят внутривенно активностью 2 МБк/кг. Методика позволяет определить функциональную активность ретикулоэндотелиальных клеток. Механизм накопления РФП в таких клетках - фагоцитоз. Гепатосцинтиграфию проводят через 0,5-1 час после введения РФП. Планарную гепатосцинтиграфию выполняют в трех стандартных проекциях: передней, задней и правой боковой.

Это методика визуализации печени сцинтиграфическим методом на гамма-камере с целью определения функциональной активности гепатоцитов и билиарной системы при помощи РФП на основе имидодиуксусной кислоты.

ГЕПАТОБИЛИСЦИНТИГРАФИЯ

99mTc-ХИДА (мезида) вводится внутривенно активностью 0,5 МБк/кг после укладки больного. Пациент укладывается на спину под детектором гамма-камеры, который устанавливается максимально близко к поверхности живота, чтобы в его поле зрения попала вся печень и часть кишечника. Исследование начинается сразу же после в/в введения РФП и продолжается 60 минут. Одновременно с введением РФП включаются регистрирующие системы. На 30-й минуте исследования больному дают желчегонный завтрак (2 сырых куриных желтка).Нормальные гепатоциты быстро захватывают препарат из крови и экскретируют его с желчью. Механизм накопления РФП - активный транспорт. Проходжение РФП через гепатоцит в норме занимает 2-3 мин. Первые порции его появляются в общем желчном протоке через 10-12 мин. На 2-5 минуте на сцинтиграммах отображаются печеночный и общий желчный проток, а через 2-3 минуты - желчный пузырь. Максимальная радиоактивность над печенью регистрируется в норме приблизительно через 12 минут после введения РФП. К этому времени кривая радиоактивности достигает максимума. Потом она приобретает характер плато: в этот период скорости захвата и выведения РФП приблизительно уравновешены. По мере выведения РФП с желчью радиоактивность печени снижается (на 50% за 30 минут), а интенсивность излучения над желчным пузырем возрастает. Но в кишечник выделяется очень мало РФП. Чтобы вызвать опорожнение желчного пузыря и оценить проходимость желчных путей, пациенту дают желчегонный завтрак. После этого изображение желчного пузыря прогрессивно уменьшается, а над кишечником регистрируется увеличение радиоактивности.

Радиоизотопное исследование почек и мочевыводящих путей радиоизотопный сцинтиграфия желчевыводящий печень.

Заключается в оценке функции почек, её проводят на основании визуальной картины и количественного анализа накопления и выведения паренхимой почек радиофармпрепаратов секретирующимися эпителием канальцев (гиппуран-131I, Технемаг-99mTc) или фильтрующихся почечными клубочками (ДТПА-99mTc).

Динамическая сцинтиграфия почек.

Методика визуализации почек и мочевыводящих путей сцинтиграфическим методом на гамма-камере с целью определения параметров накопления и выведения нефротропных РФП тубулярного и клубочкового механизмов элиминации. Динамическая реносцинтиграфия объединяет преимущества более простых методик и имеет более широкие возможности из-за использования компьютерных систем для обработки полученных данных.

Сканирование почек

Применяется для определения анатомо-топографических особенностей почек, локализации очага поражения и распространенности патологического процесса в них. Основаны на избирательном накоплении 99мТс - цитона (200 МБк) нормально функционирующей паренхимой почек. Применяются при подозрении на объемный процесс в почке, обусловленный злокачественной опухолью, кистой, каверной и пр., для выявления врожденной аномалии почек, выбора объема оперативного вмешательства, оценки жизнеспособности пересаженной почки.

Изотопная ренография

Основана на наружной регистрации g-излучения над областью почек от введенного в/в 131I - гиппурана (0,3-0,4 МБк), который избирательно захватывается и выводится почками. Показана при наличии мочевого синдрома (гематурия, лейкоцитурия, протеинурия, бактериурия и пр.) болевого синдрома в поясничной области, пастозности или отеков на лице, ногах, травме почек и др. Позволяет дать раздельную оценку для каждой почки скорости и интенсивности секреторной и экскреторной функции, определить проходимость мочевыводящих путей, а по клиренсу крови - наличие или отсутствие почечной недостаточности.

Радиоизотопное исследование сердца сцинтиграфия миокарда.

Метод основан на оценке распределения в сердечной мышце внутривенно введенного радиофармпрепарата, который включается в неповрежденные кардиомиоциты пропорционально коронарному кровотоку и метаболической активности миокарда. Таким образом, распределение радиофармпрепарата в миокарде отражает состояние коронарного кровотока. Области миокарда с нормальным кровоснабжением создают картину равномерного распределения радиофармпарепарата. Области миокарда с ограниченным коронарным кровотоком вследствие различных причин определяются как области со сниженным включением радиофармпрепарата, то есть, дефекты перфузии.

Метод постороен на способности меченых радионуклидом фосфатных соединений (монофосфаты, дифосфонаты, пирофосфат) включаться в минеральный обмен и накапливаться в органической матрице (коллаген) и минеральной части (гидроксилаппатит) костной ткани. Распределение радиофосфатов пропорционально кровотоку и интенсивности обмена кальция. Диагностика патологических изменений костной ткани основана на визуализации очагов гиперфиксации или реже дефектов накопления меченых остеотропных соединений в скелете.

5. Радиоизотопное исследование эндокринной системы сцинтиграфия щитовидной железы

Метод основан на визуализации функционирующей ткани щитовидной железы (включая аномально расположенную) с помощью радиофарпрепаратов (Na131I, пертехнетат технеция), которые поглощается эпителиальными клетками щитовидной железы по пути захвата неорганического йода. Интенсивность включения радионуклидных индикаторов в ткань железы характеризует ее функциональную активность, а также отдельных участков ее паренхимы («горячие» и «холодные» узлы).

Сцинтиграфия паращитовидных желез

Сцинтиграфическая визуализация патологически измененных паращитовидных желез основана на накоплении их тканью диагностических радиофармпрепаратов, об дающих повышенной тропностью к опухолевым клеткам. Выявление увеличенных паращитовидных желез проводят путем сравнения сцинтиграфических изображений полученных при максиальном накоплении радиофармпрепарата в щитовидной железе (тиреоидная фаза исследования) и при минимальном его содержании в щитовидной железе с максимумом накопления в патологически измененных паращитовидных железах (паратиреоидная фаза исследования).

Сцинтиграфия молочных желез (маммосцинтиграфия)

Диагностику злокачественных новообразований молочных желез проводят по визуальной картине распределения в ткани железы диагностических радиофарм препаратов, обладающих повышенной тропностью к опухолевым клеткам за счет повышенной проницаемостью гистогематического барьера в сочетании с более высокой плотностью клеток и более высокой васкуляризацией и кровотоком, по сравнению с неизмененной тканью молочной железы; особенностями метаболизма опухолевой ткани - повышением активности мембранной Na+-K+ АТФ-азы; экспрессией на поверхности опухолевой клетки специфических антигенов и рецепторов; усиленным синтезом белка в раковой клетке при пролиферации в опухоли; явлениями дистрофии и повреждения клеток в ткани рака молочной железы, за счет чего, в частности, выше содержание свободного Ca2+, продуктов повреждения клеток опухоли и межклеточного вещества.

Высокая чувствительность и специфичность маммосцинтиграфии определяют высокую прогностическую ценность отрицательного заключения этого метода. Т.е. отсутствие накопления радиофармпрепарата в исследуемых молочных железах указывает на вероятное отсутствие опухолевой жизнеспособной пролифирирующей ткани в них. В связи с этим, по данным мировой литературы многими авторами признается достаточным не выполнять пункционное исследование у пациентки в случае отсутствия накопления 99mTc-Технетрила в узловом «сомнительном» патологическом образовании, а лишь наблюдать за динамикой состояния в течение 4 - 6 мес.

Радиоизотопное исследование дыхательной системы

Перфузионная сцинтиграфия легких

Принцип метода основан на визуализации капиллярного русла легких с помощью меченых технецием макроагрегатов альбумина (МАА), которые при внутривенном введении эмболизируют небольшую часть капилляров легких и распределяются пропорционально кровотоку. Частицы МАА не проникают в паренхиму легких (интерстициально или альвеолярно), а временно окклюзируют капиллярный кровоток, при этом эмболизации подвергается 1:10000 часть легочных капилляров, что не отражается на гемодинамике и вентиляции легких. Эмболизация длится в течение 5-8 часов.

Вентиляция лёгких аэрозолем

Метод основан на вдыхании аэрозолей, полученных из радиофармпрепаратов (РФП), быстро выводимых из организма (чаще всего раствор 99m-Технеций DTPA). Распределение РФП в легких пропорционально регионарной легочной вентиляции, повышенное локальное накопление РФП наблюдается в местах турбулентности воздушного потока. Использование Эмиссионной Компьютерной Томографии (ЭКТ) позволяет локализовать пораженный бронхолегочный сегмент, что в среднем в 1.5 раза увеличивает точность диагностики.

Проницаемость альвеолярной мембраны

Метод основан на определении клиренса раствора радиофармпрепарата (РФП) 99m-Технеций DTPA из всего легкого или выделенного бронхолегочного сегмента после проведения вентиляции легких аэрозолем. Скорость выведения РФП прямо пропорциональна проницаемости легочного эпителия. Метод отличается неинвазивностью и простотой исполнения.

Радионуклидная диагностика in vitro (от лат. vitrum - стекло, поскольку все исследования проводят в пробирках) относится к микроанализу и занимает пограничное положение между радиологией и клинической биохимией. Принцип радиоиммунологического метода состоит в конкурентном связывании искомых стабильных и аналогичных им меченых веществ со специфической воспринимающей системой.

Cвязывающая система (чаще всего это специфические антитела или антисыворотка) вступает во взаимодействие одновременно с двумя антигенами, один из которых искомый, другой - его меченый аналог. Применяют растворы, в которых меченого антигена содержится всегда больше, чем антител. В этом случае разыгрывается настоящая борьба меченого и немеченого антигенов за связь с антителами.

Радионуклидный анализ in vitro стали называть радиоиммунологическим, поскольку он основан на использовании иммунологических реакций антиген-антитело. Так, если в качестве меченой субстанции применяют антитело, а не антиген, анализ называют иммунорадиометрическим; если же в качестве связывающей системы взяты тканевые рецепторы, говорят орадиорецепторном анализе.

Радионуклидное исследование в пробирке состоит из 4 этапов:

1. Первый этап - смешивание анализируемой биологической пробы с реагентами из набора, содержащего антисыворотку (антитела) и связывающую систему. Все манипуляции с растворами проводят специальными полуавтоматическими микропипетками, в некоторых лабораториях их осуществляют с помощью автоматов.

2. Второй этап - инкубация смеси. Она продолжается до достижения динамического равновесия: в зависимости от специфичности антигена ее длительность варьирует от нескольких минут до нескольких часов и даже суток.

3. Третий этап - разделение свободного и связанного радиоактивного вешества. С этой целью используют имеющиеся в наборе сорбенты (ионообменные смолы, уголь и др.), осаждающие более тяжелые комплексы антиген-антитело.

4. Четвертый этап - радиометрия проб, построение калибровочных кривых, определение концентрации искомого вещества. Все эти работы выполняются автоматически с помощью радиометра, оснащенного микропроцессором и печатающим устройством.

Ультразвуковые методы исследования.

Ультразвуковое исследование (УЗИ) - метод диагностики, основанный на принципе отра-жения ультразвуковых волн (эхолокации), передаваемых тканям от специального датчика - источника ультразвука - в мегагерцевом (МГц) диапазоне частоты ультразвука, от поверхностей, обла-дающих различной проницаемостью для ультразвуковых волн. Степень проницаемости зависит от плотности и эластичности тканей.

Ультразвуковые волны -- это упругие колебания среды с частотой, лежащей выше диапазона слышимых человеком звуков -- выше 20 кГц. Верхним пределом ультразвуковых частот можно считать 1 - 10 ГГц. Ультразвуковые волны относятся к числу неионизирующих излучений и в диапазоне, применяемом в диагностике, не вызывают существенных биологических эффектов

Для генерирования УЗ используются устройства, называемые УЗ-излучателями. Наибольшее распространение получили электромеханические излучатели, основанные на явлении обратного пьезоэлектрического эффекта. Обратный пьезоэффект заключается в механической деформации тел под действием электрического поля. Основной частью такого излучателя является пластина или стержень из вещества с хорошо выраженными пьезоэлектрическими свойствами (кварц, сегнетова соль, керамический материал на основе титаната бария и др.). На поверхность пластины в виде проводящих слоев нанесены электроды. Если к электродам приложить, переменное электрическое напряжение от генератора, то пластина благодаря обратному пьезоэффекту начнет вибрировать, излучая механическую волну соответствующей частоты.

Подобные документы

Рентгенологическая диагностика - способ изучения строения и функций органов и систем человека; методы исследований: флюорография, дигитальная и электрорентгенография, рентгеноскопия, компьютерная томография; химическое действие рентгеновского излучения.

реферат , добавлен 23.01.2011


Методы диагностики, основанные на регистрации излучения радиоактивных изотопов и меченых соединений. Классификация видов томографии. Принципы использования радиофармацевтических препаратов в диагностике. Радиоизотопное исследование почечной уродинамики.

методичка , добавлен 09.12.2010


Расчет мощности ультразвукового излучателя, обеспечивающего возможность надёжной регистрации границы биологических тканей. Сила анодного тока и величина напряжения рентгеновского излучения в электронной трубке Кулиджа. Нахождение скорости распада таллия.

контрольная работа , добавлен 09.06.2012


Принцип получения ультразвукового изображения, способы его регистрации и архивирования. Симптомы патологических изменений при УЗИ. Методика УЗИ. Клиническое применение магнитно-резонансной томографии. Радионуклидная диагностика, регистрирующие устройства.

презентация , добавлен 08.09.2016


Внедрение рентгеновских лучей в медицинскую практику. Методы лучевой диагностики туберкулёза: флюорография, рентгеноскопия и рентгенография, продольная, магнитно-резонансная и компьютерная томография, ультразвуковое исследование и радионуклидные способы.

реферат , добавлен 15.06.2011


Инструментальные методы медицинской диагностики при рентгенологических, эндоскопических и ультразвуковых исследованиях. Сущность и разработка методов исследований и методика их проведения. Правила подготовки взрослых и детей к процедуре обследования.

реферат , добавлен 18.02.2015


Определение необходимости и диагностического значения рентгенологических методов исследования. Характеристика рентгенографии, томографии, рентгеноскопии, флюорографии. Особенности эндоскопических методов исследования при заболеваниях внутренних органов.

презентация , добавлен 09.03.2016


Виды рентгенологических исследований. Алгоритм описания здоровых легких, примеры снимков лёгких при пневмонии. Принцип компьютерной томографии. Использование эндоскопии в медицине. Порядок проведения фиброгастродуоденоскопии, показания для её назначения.

презентация , добавлен 28.02.2016


Биография и научная деятельность В.К. Рентгена, история открытия им Х-лучей. Характеристика и сравнение двух основных методов в медицинской рентгенодиагностике: рентгеноскопии и рентгенографии. Исследование органов желудочно-кишечного тракта и легких.

реферат , добавлен 10.03.2013


Основные разделы лучевой диагностики. Технический прогресс в диагностической радиологии. Искусственное контрастирование. Принцип получения рентгеновского изображения, а также плоскости сечения при томографии. Методика ультразвукового исследования.

Лучевая диагностика и лучевая терапия составные части медицинской радиологии (так принято называть эту дисциплину за рубежом).

Лучевая диагностика - практическая дисциплина, изучающая применение различных излучений с целью распознавания многочисленных болезней, для изучения морфологии и функции нормальных и патологических органов и систем человека. В состав лучевой диагностики входят: рентгенология, включая компьютерную томографию (КТ); радионуклидная диагностика, ультразвуковая диагностика, магнитно-резонансная томография (МРТ), медицинская термография и интервенционная радиология, связанная с выполнением диагностических и лечебных процедур под контролем лучевых методов исследования.

Роль лучевой диагностики вообще и в стоматологии в частности, нельзя переоценить. Лучевая диагностика характеризуется рядом особенностей. Во-первых, она имеет массовое применение как при соматических заболеваниях, так и в стоматологии. В РФ ежегодно выполняется более 115 миллионов рентгенологических исследований, более 70 миллионов ультразвуковых и более 3-х миллионов радионуклидных исследований. Во-вторых, лучевая диагностика обладает информативностью. С ее помощью устанавливается или дополняется 70-80% клинических диагнозов. Лучевая диагностика используется при 2000 различных заболеваниях. Дентальные исследования составляют 21% от всех рентгенологических исследований в РФ и почти 31% по Омской области. Другой особенностью является то, что аппаратура, используемая при лучевой диагностике, дорогостоящая, особенно компьютерные и магнитно-резонансные томографы. Их стоимость превышает 1 - 2 млн. долларов. За рубежом из-за высокой цены аппаратуры лучевая диагностика (радиология) является самой финансовоемкой отраслью медицины. Особенностью лучевой диагностики является еще и то, что рентгенология и радионуклидная диагностика, не говоря уже о лучевой терапии, обладают радиационной опасностью для персонала этих служб и пациентов. Данное обстоятельство обязывает врачей всех специальностей, в том числе стоматологов учитывать этот факт при назначении рентгенорадиологических исследований.

Лучевая терапия практическая дисциплина, изучающая применение ионизирующего излучения с лечебной целью. В настоящее время лучевая терапия располагает большим арсеналом источникров квантового и корпускулярного излучений, используемых в онкологии и при лечении неопухолевых заболеваний.

В настоящее время без лучевой диагностики и лучевой терапии не могут обойтись никакие медицинские дисциплины. Практически нет такой клинической специальности, в которой лучевая диагностика и лучевая терапия не являлись бы сопряженными с диагностикой и лечением различных заболеваний.

Стоматология одна из тех клинческих дисциплин, где рентгенологическое исследование занимает основное место в диагностике заболеваний зубочелюстной системы.

Лучевая диагностика использует 5 видов излучений, которые по способности вызывать ионизацию среды относятся к ионизирующим, или к неионизирующим излучениям. К ионизирующим излучениям относятся рентгеновское и радионуклидное излучения. К числу неионизирующих излучений относятся ультразвуковое, магнитное, радиочастотное, инфракрасное излучения. Однако, при использовании данных излучений могут возникать единичные акты ионизации в атомах и молекулах, которые однако не вызывают никаких нарушений в органах и тканях человека, не являются доминирующими в процессе взаимодействия излучения с веществом.

Основные физические характеристики излучений

Рентгеновское излучение является электромагнитным колебанием, искусственно создаваемое в специальных трубках рентгеновских аппаратов. Это излучение было открыто Вильгельмом Конрадом Рентгеном в ноябре 1895 года. Рентгеновские лучи относятся к невидимому спектру электромагнитных волн с длиной волны от 15 до 0,03 ангстрем. Энергия квантов в зависимости от мощности аппаратуры колеблется от 10 до 300 и более Кэв. Скорость распространения квантов рентгеновского излучения 300 000 км\сек.

Рентгеновские лучи обладают определенными свойствами, которые обуславливают применение их в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний. Первое свойство - проникающая способность, способность проникать сквозь твердые и непрозрачные тела. Второе свойство - их поглощение в тканях и органах, которое зависит от удельного веса и объема тканей. Чем плотнее и объемнее ткань, тем большее поглощение лучей. Так, удельный вес воздуха равен 0,001, жира 0,9, мягких тканей 1,0, костной ткани - 1,9. Естественно, в костях будет наибольшее поглощение рентгеновского излучения. Третье свойство рентгеновых лучей - способность их вызывать свечение флюоресцирующих веществ, используемое при проведении просвечивания за экраном рентгенодиагностического аппарата. Четвертое свойство - фотохимическое, благодаря чему на рентгеновской фотопленке получается изображение. Последнее, пятое свойство - биологическое действие рентгеновых лучей на организм человека, чему будет посвящена отдельная лекция.

Рентгенологические методы исследования выполняются с помощью рентгеновского аппарата, в устройство которого входит 5 основных частей:

• - рентгеновский излучатель (рентгеновская трубка с системой охлаждения);
• - питающее устройство (трансформатор с выпрямителем электрического тока);
• - приемник излучения (флюоресцирующий экран, кассеты с пленкой, полупроводиниковые датчики);
• - штативное устройство и стол для укладки пациента;
• - пульт управления.

Основной частью любого рентгенодиагностического аппарата является рентгеновская трубка, которая состоит из двух электродов: катода и анода. На катод подается постоянный электрический ток, который накаливает нить катода. При подаче высокого напряжения на анод электроны в результате разности потенциалов с большой кинетической энергией летят с катода и тормозятся на аноде. При торможении электронов и происходит образование рентгеновских - тормозных лучей, выходящих под определенным углом из рентгеновской трубки. Современные рентгеновские трубки имеют вращающийся анод, скорость которого достигает 3000 оборотов в минуту, что значительно снижает разогрев анода и повышает мощность и срок службы трубки.

Рентгенологический метод в стоматологии стал применяться вскоре после открытия рентгеновых лучей. Более того, считается, что первый рентгеновский снимок в России (в г. Риге) запечатлел челюсти рыбы пилы в 1896 году. В январе 1901 года появилась статья о роли рентгенографии в зубоврачебной практике. Вообще то стоматологическая рентгенология является одной из наиболее ранних разделов медицинской рентгенологии. Она стала развиваться в России, когда появились первые рентгеновские кабинеты. Первый специализированный рентгеновский кабинет при стоматологическом институте в Ленинграде был открыт в 1921 году. В Омске рентгеновские кабинеты общего назначения (где выполнялись и снимки зубов) открылись в 1924 году.

Рентгеновский метод включает следующие методики: рентгеноскопию, то есть получение изображения на флюоресцирующем экране; рентгенографию - получение изображения на рентгеновской пленке, помещенной в рентгенопрозрачную кассету, где она защищена от обычного света. Эти методики относятся к основным. Дополнительные включают: томографию, флюорографию, рентгеноденситометрию и др.

Томография - получение послойного изображения на рентгеновской пленке. Флюорография - это получение рентгеновского изображения меньшего размера (72×72 мм или 110×110 мм) в результате фотографического переноса изображения с флюоресцирующего экрана.

Рентгеновский метод включает и специальные, рентгеноконтрастные исследования. При проведении этих исследований используются специальные приемы, приспособления для получения рентгеновского изображения, а рентгеноконтрастные они именуются потому, что при исследовании применяются различные контрастные вещества, задерживающие рентгеновские лучи. К контрастным методикам относятся: ангио-, лимфо-, уро-, холецистография.

К рентгеновскому методу относится и компьютерная томография (КТ, РКТ), которая была разработана английским инженером Г.Хаунсфильдом в 1972 году. За это открытие он и другой ученый - А.Кормак получили в 1979 году нобелевскую премию. Компьютерные томографы в настоящее время имеются и в Омске: в Диагностическом центре, Областной клинической больнице, Иртышкой центральной бассейновой клинической больнице. Принцип РКТ основан на послойном исследовании органов и тканей тонким импульсным пучком рентгеновского излучения в поперечном сечении с последующей компьютерной обработкой тонких различий поглощения рентгеновских лучей и вторичным получением томографического изображения исследуемого объекта на мониторе или пленке. Современные рентгеновские компьютерные томографы состоят из 4 основных частей: 1- сканирующая система (рентгеновская трубка и детекторы); 2 - высоковольтный генератор - источник питания на 140 Кв и силой тока до 200 мА; 3 - пульт управления (клавиатура управления, монитор); 4 - компьютерная система, предназначенной для предварительной обработки, поступающей от детекторов информации и получения изображения с оценкой плотности объекта. КТ обладает рядом преимуществ перед обычным рентгенологическим исследованием прежде всего большей чувствиетльностью. Она позволяет отдифференцировать отдельные ткани друг от друга, отличающиеся по плотности в пределах 1 - 2% и даже в 0,5%. При рентгенографии этот показатель составляет 10 - 20%. КТ дает точную количественную информацию о размерах плотности нормальных и патологических тканей. При использовании контрастных веществ, методом так называемого внутривенного контрастного усиления повышается возможность более точного выявления патологических образований, проводить дифференциальную диагностику.

В последние годы появилась новая рентгенологическая система получения дигитального (цифрового) изображения. Каждая дигитальная картинка сотоит из множества отдельных точек, которым соответствует числовая интенсивность свечения. Степень яркости точек улавливается в специальном приборе - аналого-цифровом преобразователе (АЦП), в котором электрический сигнал, несущий информацию о рентгеновском изображении, превращается в череду цифр, то есть происходит цифровое кодирование сигналов. Чтобы цифровую информацию превратить в изображение на телевизионном экране или пленке, необходимо цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где цифровой образ трансформируется в аналоговое, видимое изображение. Дигитальная рентгенография постепенно будет вытеснять обычную пленочную рентгенографию, так как она отличается быстрым получением изображения, не требует фотохимической обработки пленки, обладает большей разрешающей возможностью, позволяет проводить математическую обработку изображения, архивировать на магнитные носители информации, дает значительно меньшую лучевую нагрузку на пациента (приблизительно в 10 раз), увеличивает пропускную способность кабинета.

Второй метод лучевой диагностики - радионуклидная диагностика. В качестве источников излучения применяются различные радиоактивные изотопы, радионуклиды.

Естественную радиоактивность открыл в 1896 году А.Беккерель, а искусственную в 1934 году Ирен и Жолио Кюри. Наиболее часто в радионуклидной диагностике используются радионуклиды (РН) гамма-излучатели и радиофармпрепараты (РФП) с гамма-излучателями. Радионуклид - изотоп, физические свойства которого определяют пригодность его к радиодиагностическим исследованиям. РФП называются диагностические и лечебные средства на основе радиоактивных нуклидов - вещества неорганической или органической природы, в структуре которых содержится радиоактивный элемент.

В стоматтологической практике и вообще в радионуклидной диагностике широкое применение имеют следующие радионуклиды: Тс 99 m , In- 113 m , I- 125 , Xe- 133 , реже I- 131 , Hg- 197 . Используемые для радионуклидной диагностики РФП по их поведению в организме разделяются условно на 3 группы: органотропные, тропные к патологическому очагу и без выраженной селективности, тропности. Тропность РФП бывает направленной, когда препарат включается в специфический обмен клеток определённого органа, в котором происходит его накопление, и косвенной, когда в органе происходит временная концентрация РФП по пути его прохождения или выведения из организма. Кроме того, выделяется и вторичная селективность, когда препарат, не обладая способностью к накоплению, вызывает в организме химические превращения, которые обусловливают возникновение новых соединений, уже накапливаемые в определённых органах или тканях. Самым распространённым РН в настоящее время является Тс 99 m , который является дочерним нуклидом радиоактивного молибдена Мо 99 . Тс 99 m , образуется в генераторе, где Мо- 99 распадается, путём бета-распада, с образованием долгоживущего Тс- 99 m . Последний при распаде испускает гамма-кванты с энергией 140 кэв (наиболее технически удобная энергия). Период полураспада Тс 99 m составляет 6 часов, что достаточно для всех радионуклидных исследований. Из крови он выводится с мочой (30 % в течении 2 час), накапливается в костях. Приготовление РФП на основе метки Тс 99 m осуществляется непосредственно в лаборатории с помощью набора специальных реагентов. Реагенты в соответствии с прилагаемой к наборам инструкцией, определённым образом перемешиваются с элюатом (раствором) технеция и в течение нескольких минут происходит образование РФП. Растворы РФП являются стерильными и апирогенными, и могут вводиться внутривенно. Многочисленные методики радионуклидной диагностики подразделяются на 2 группы в зависимости от того, вводится ли РФП в организм пациента или используется для исследования изолированных проб биосред (плазмы крови, мочи и кусочки ткани). В первом случае методики обьединяются в группу исследований in vivo, во-втором случае - in vitro. Оба способа имеют принципиальные различия в показаниях, в технике выполнения и в получаемых результатах. В клинической практике чаще всего используются комплексные исследования. Радионуклидные исследования in vitro используются для определения в сыворотке крови человека концентрации различных биологически активных соединений, количество которых в настоящее время достигает более 400 (гормоны, лекарственные вещества, ферменты, витамины). Они применяются для диагностики и оценки патологии репродуктивной, эндокринной, гемопоэтической и иммунологической систем организма. Большая часть современных наборов реагентов основана на радиоиммунологическом анализе (РИА), который был впервые предложен Р. Ялоу в 1959 г., за что автору была присуждена Нобелевская премия в 1977 г.

В последнее время наряду с РИА развивается новая методика радиорецепторного анализа (РРА). РРА также основан на принципе конкурентного равновесия меченного лиганда (меченый антиген) и исследуемого вещества сыворотки, но не с антителами, а с рецепторными связями клеточной мембраны. РРА отличается от РИА более коротким сроком постановки методики и ещё большей специфичностью.

Основными принципами радионуклидных исследований in vivo являются:

1.Изучение особенностей распределения в органах и тканях введенного РФП;

2.Определение динамики пассажирования РФП у пациента. Методики основанные на первом принципе дают характеристику анатомо-топографического состояния органа или системы и называются статическими радионуклидными исследованаями. Методики, основанные на втором принципе, позволяют оценить состояние функций исследуемого органа или системы и называются динамическами радионуклидными исследованиями.

Сушествуют несколько методик измерения радиоактивности организма или его частей после введения РФП.

Радиометрия. Эта методика измерения интенсивности потока ионизирующего излучения в единицу времени, выражающаяся в условных единицах-импульсах в секунду или минуту (имп/сек). Для измерения используют радиометрическую аппаратуру (радиометры, комплексы). Эта методика используется при исследовании накопления Р 32 в тканях кожи, при исследовании щитовидной железы, для изучения метаболизма белков, железа, витаминов в организме.

Радиография - метод непрерывной или дискретной регистрации процессов накопления, перераспределения и выведения РФП из организма или отдельных органов. Для этих целей применяют радиографы, в которых измеритель скорости счета соединен с самописцем, вычерчивающим кривую. В составе радиографа может быть один или несколько детекторов, каждый из которых ведет измерение независимо друг от друга. Если клиническая радиометрия предназначена для однократного или нескольких повторных измерений радиоактивности организма или его частей, то с помощью радиографии можно проследить динамику накопления и его выведения. Типичным примером радиографии является исследование накопления и выведения РФП из легких (ксенон), из почек, из печени. Радиографическая функция в современных аппаратах совмещена в гамма-камере с визуализацией органов.

Радионуклидная визуализация. Методика создания картины пространственного распределения в органах РФП, введенного в организм. Радионуклидная визуализация в настоящее время включает в себя следующие виды:

• а) сканирование,
• б) сцинтиграфию с использованием гамма-камеры,
• в) однофотонную и двухфотонную позитронкую эмиссионную томографию.

Сканирование-метод визуализации органов и тканей посредотвом движущегося над телом сцинтилляционного детектора. Прибор, проводящий исследование называется сканер. Главный недостаток - большая продолжительность исследования.

Сцинтиграфия-получение изображения органов и тканей посредством регистрации на гамма-камере излучений, исходяших от радионуклидов, распределённых в органах и тканях и в организме в целом. Сцинтиграфия в настоящее время является основным методом радионуклидной визуализации в клинике. Он позволяет изучить быстро протекающие процессы распределения вводимых в организм радиоактивных соединений.

Однофотонная эмисионная томография (ОФЭТ). При ОФЭТ используются такие же РФП, что и при сцинтиграфии. В этом аппарате детекторы расположены в ротационной томокамере, которая вращается вокруг пациента, давая возможность после компьютерной обработки, получить изображение распределения радионуклидов в различных слоях тела в пространстве и во времени.

Двухфотонная эмииссионная томография (ДФЭТ). Для ДФЭТ в организм человека вводят позитрон излучающий радионуклид (С 11 , N 13 , О 15 , F 18). Позитроны, испускaeмыe этими нуклидами, аннигилируют вблизи ядер атомов с электронами. При аннигиляции пара позитрон-электрон исчезает, образуя два гамма-кванта с энергией 511 кэв. Эти два кванта, разлетающиеся в строго противоположном направлении регистрируются двумя также противоположно расположенными детекторами.

Компьютерная обработка сигналов позволяет получить объемное и цветное изображение объекта исследования. Пространственное разрешение ДФЭТ хуже, чем на рентгеновских компьютерных и магнитно-резонансных томографах, но чувствительность метода фантастическая. ДФЭТ позволяет констатировать изменение расхода глюкозы, меченного С 11 в «глазном центре» головного мозга, при открывании глаз, удается выявить изменения при мыслительном процессе определить т.н. «душу», расположенную, как полагают некоторые ученые, в головном мозге. Недостатком этого метода является то, что использование его возможнно только при наличии циклотрона, радиохимической лаборатории для получения короткоживущих нуклидов, позитронного томографа и компьютера для обработки информации, что очень дорого и громоздко.

В последнее десятилетие в практику здравоохранения широким фронтом вошла ультразвуковая диагностика, основанная на использовании ультразвукового излучения.

Ультразвуковое излучение относится к невидимому спектру с длиною волны 0,77-0,08 мм и частотой колебаний свыше 20 Кгц. Звуковые колебания с частотой более 10 9 гц относятся к гиперзвуку. Ультразвук имеет определённые свойства:

• 1.В однородной среде ультразвук (УЗ) распределяется прямолинейно с одинаковой скоростью.
• 2. На границе различных сред с неодинаковой акустической плотностью часть лучей отражается, другая часть преломляется, продолжая прямолинейное распространение, третья - ослабляется.

Ослабление УЗ определяется так называемым ИМПЕДАНСОМ - ультразвуковым ослаблением. Величина его зависит от плотности среды и скорости распространения в ней УЗ волны. Чем выше градиент перепада акустической плотности пограничных сред, тем большая часть УЗ колебаний отражается. Например, на границе перехода УЗ из воздуха на кожу происходит отражение почти 100% колебаний (99,99%). Именно поэтому при ультразвуковом исследовании (УЗИ) необходимо смазывать поверхность кожи пациента водным желе, которое выполняет роль переходной среды, ограничивающей отражение излучения. УЗ почти полностью отражается от кальцинатов, давая резкое ослабление эхосигналов в виде акустической дорожки (дистальная тень). Наоборот, при исследовании кист и полостей, содержащих жидкость, возникает дорожка за счет компенсаторного усиления сигналов.

Наибольшее распространение в клинической практике нашли три метода ультразвуковой диагностики: одномерное исследование (эхография), двухмерное исследование (сканирование, сонография) и допплерография.

1. Одномерная эхография основана на отражении импульсов У3, которые фиксируются на мониторе в виде вертикальных всплесков (кривых) на прямой горизонтальной линии (линии развертки). Одномерный метод дает информацию о расстояниях между слоями тканей на пути ультразвукового импульса. Одномерная эхография до настоящего времени применяется в диагностике болезней головного мозга (эхоэнцефалография), органа зрения, сердца. В нейрохирургии эхоэнцефалография используется для определения размеров желудочков и положения срединных диэнцефальных структур. В офтальмологической практике этот метод применяется для изучения структур глазного яблока, помутнения стекловидного тела, отслойки сетчатки или сосудистой оболочки, для уточнения локализации инородного тела или опухоли в орбите. В кардиологической клинике эхография оценивает структуру сердца в виде кривой на видеомониторе называемой М-эхограммой (motion - движение).

2. Двухмерное ультразвуковое сканирование (сонография). Позволяет получить двухмерное изображение органов (В-метод, brightness - яркость). При сонографии идет перемещение датчика в направлении перпендикулярном линии распространения ультразвукового луча. Отраженные импульсы сливаются в виде светящихся точек на мониторе. Поскольку датчик находится в постоянном движении, а экран монитора имеет длительное свечение, то отраженные импульсы сливаются, формируя изображение сечения обследуемого органа. Современные аппараты имеют до 64 степеней градации цвета, именуемой «серой шкалой», обеспечивающей разницу в структурах органов и тканей. Дисплей делает изображение в двух качествах: позитивном (белый фон, черное изображение) и негативном (черный фон, белое изображение).

Визуализация в режиме реального времени отражает динамическое изображение движущихся структур. Она обеспечивается разнонаправленными датчиками, имеющих до 150 и более элементов - линейное сканирование, либо из одного, но совершающего быстрые колебательные движения - секторальное сканирование. Картина исследуемого органа при УЗИ в масштабе реального времени возникает на видеомониторе мгновенно с момента исследования. Для исследования органов прилегающих к открытым полостям (прямой кишке, влагалищу, ротовой полости, пищеводу, желудку, толстой кишке) - используют специальные интраректальные, интравагинальные и другие внутриполостные датчики.

3.Допплеровская эхолокация - метод ультразвукового диагностического исследования движущихся объектов (элементов крови), основанный на эффекте Допплера. Эффект Допплера связан с изменением частоты ультразвуковой волны, воспринимаемой датчиком, происходящее вследствие перемещения исследуемого объекта относительно датчика: частота эхосигнала, отраженного от движущегося объекта, отличается от частоты излученного сигнала. Существует две модификации допплерографии:

• а) - непрерывная, которая наиболее эффективна при измерении высоких скоростей кровотока в местах сужения сосудов, однако непрерывная допплерография имеет существенный недостаток - она даёт суммарную скорость движения объекта, а не только потока крови;
• б) - импульсная допплерография лишена этих недостатков и позволяет измерить малые скорости на большой глубине или большие скорости на малой глубине в нескольких контрольных объектах малой величины.

Допплерография используется в клинике для изучения формы контуров и просветов кровеносных сосудов (сужения, тромбоз, отдельные склеротические бляшки). Важное значение в клинике УЗ диагностики в последние годы приобретает сочетание сонографии и допплерографии (т.н. дуплексная сонография), которая и позволяет выявить изображение сосудов (анатомическая информация) и получает запись кривой кровотока в них (физиологическая информация), к тому же в современных ультразвуковых аппаратах имеется система, позволяющая раскрашивать разнонаправленные потоки крови в разные цвета (синий и красный), так называемое цветное допплеровское картирование. Дуплексная сонография, цветное картирование позволяют следить за кровенаполнением плаценты, сокращениями сердца у плода, за направлением кровотока в камерах сердца, определять обратный ток крови в системе воротной вены, вычислять степень стеноза сосудов и т.д.

В последние годы стали известны некоторые биологические эффекты у персонала при проведении УЗ исследований. Действие УЗ через воздух прежде всего сказывается на критическом объёме, каковым является уровень сахара в крови, отмечаются электролитные сдвиги, повышается утомляемость, возникает головная боль, тошнота, шум в ушах, раздражительность. Однако в большинстве случаев эти признаки носят неспецифический характер и имеют выраженную субъективную окраску. Этот вопрос требует дальнейшего изучения.

Медицинская термография - метод регистрации естественного теплового излучения тела человека в виде невидимых инфракрасных излучений. Инфракрасное излучение (ИКИ) дают все тела с температурой выше минус 237 0 С. Длина волны ИКИ от 0,76 до 1 мм. Энергия излучения меньше, чем у квантов видимого света. ИКИ поглощается и слабо рассеивается, имеет как волновое, так и квантовое свойство. 0собенности метода:

• 1. Абсолютно безвреден.
• 2. Высокая скорость исследования (1 - 4 мин.).
• 3. Достаточно точный - улавливает колебания в 0,1 0 С.
• 4. Имеет возможность одновременно оценивать функциональное состояние нескольких органов и систем.

Методики термографического исследования:

• 1. Контактная термография основана на использовании термоиндакаторных пленок на жидких кристаллах в цветном изображении. По цветному окрашиванию изображения с помощью калориметрической линейки судят о температуре поверхностных тканей.
• 2. Дистанционная инфракракрасная термография - самый распространенный метод терморгафии. Она обеспечивает получение изображения теплового рельефа поверхности тела и измерение температуры в любом участке тела человека. Дистанционный тепловизор дает возможность получать на экране аппарата отображение теплового поля человека в виде черно-белого или цветного изображения. Эти изображения можно зафиксировать на фотохимической бумаге и получить термограмму. Используя так называемые активные, стрессовые пробы: холодовые, гипертермические, гипергликемические, можно выявить начальные, даже скрытые нарушения терморегуляции поверхности тела человека.

В настоящее время термография применяется для обнаружения расстройств кровообращения, воспалительных, опухолевых и некоторых профессиональных заболеваний, особенно при диспансерном наблюдении. Считается, что этот метод, имея достаточную чувствительность, не обладает высокой специфичностью, что затрудняет его широкое применение при диагностике различных заболеваний.

Последние достижения науки и техники позволяют измерять температуру внутренних органов по собственному их излучению радиоволн в СВЧ диапазоне. Эти измерения производят с помощью микроволнового радиометра. Зa этим методом более перспективное будущее, чем за инфракрасной термографией.

Огромным событием последнего десятилетия явилось внедрение в клиническую практику поистине революционного метода диагностики ядерно-магнитной-резонансной томографии, именуемой в настоящее время магнитно-резонансной томографией (слово «ядерная» снято, чтобы не вызывать у населения радиофобии). Метод магнитно-резонансной томографии (МРТ) основан на улавливании электромагнитных колебаний от определенных атомов. Дело в том, что ядра атомов, содержащие нечётное количество протонов и нейтронов имеют собственный ядерно-магнитный спин, т.е. угловой момент вращения ядра вокруг собственной оси. К таким атомам относится водород, составная часть воды, которая в организме человека доходит до 90%. Подобный эффект дают и другие атомы, содержащие нечётное количество протонов и нейтронов (углерод, азот, натрий, калий и другие). Поэтому каждый атом подобен магниту и в обычных условиях оси углового момента располагаются хаотично. В магнитном поле диагностического диапазона при мощности порядка 0,35-1,5 Т (единица измерения магнитного поля названа в честь Тесла - сербского, югославского учeнoгo, имеющего 1000 изобретений), атомы ориентируются по направлению магнитного поля параллельно или антипараллельно. Если в этом состоянии наложить радиочастотное поле (порядка 6,6-15 Мгц), то возникает ядерно-магнитный резонанс (резонанс, как известно, возникает, когда частота возбуждения совпадает с собственной частотой системы). Этот радиочастотный сигнал улавливается детекторами и через компьютерную систему строится изображение, основанное на протонной плотности (чем больше протонов в среде, тем интенсивнее сигнал). Наиболее яркий сигнал дает жировая ткань (высокая протонная плотность). Наоборот, костная ткань из-за небольшого количества воды (протонов), дает наименьший сигнал. Для каждой ткани свой сигнал.

Магнитно-резонансная томография обладает рядом преимуществ перед остальными методами диагностической визуализации:

• 1. Отсутствие лучевой нагрузки,
• 2. Отсутствие необходимости применения контрастных веществ в большинстве случаев рутинной диагностики, так как МРТ позволяет видеть с осуды, особеннокрупные и средние без контрастирования.
• 3. Возможность получения изображения в любой плоскости, включая три ортоганальные анатомические проекции, в отличие от рентгеновской компьютерной томографии, где исследование проводится в аксиальной проекции, и в отличии от УЗИ, где изображение ограниченное (продольное, поперечное, секторальное).
• 4. Высокая разрешающая способность выявления структур мягких тканей.
• 5. Нет необходимости специальной подготовки пациента к исследованию.

За последние годы появились новые методы лучевой диагностики: получение трехмерного изображения с использованием спиральной компьютерной рентгеновской томографии, возник метод использующий принцип виртуальной реальности с трехмерным изображением, моноклоналъная радионуклидная диагностика и некоторые другие методы, находящиеся на стадии эксперимента.

Таким образом, в этой лекции дана общая характеристика методов и методик лучевой диагностики, более подробное описание их будет дано в частных разделах.

Лучевая диагностика — наука о применении излучений для изучения строения и функции нормальных и патологически измененных органов и систем человека в целях профилактики и диагностики заболеваний.

Роль лучевой диагностики

в подготовке врача и в медицинской практике в целом постоянно возрастает. Это связано с созданием диагностических центров, а также диагностических отделений, оснащенных компьютерными и магнитно-резонансными томографами.

Известно, что большая часть (около 80%) заболеваний диагностируется с помощью приборов лучевой диагностики: ультразвуковых, рентгеновских, термографических, компьютерных и магниторезонансных томографических аппаратов. Львиная доля в этом перечне принадлежит рентгеновским приборам, имеющим много разновидностей: базовые, универсальные, флюорографы, маммографы, дентальные, передвижные и др. В связи с обострением проблемы туберкулеза в последнее время особенно возросла роль профилактических флюорографических осмотров с целью диагностирования этого недуга на ранних стадиях.

Есть еще одна причина, сделавшая актуальной именно проблему рентгенодиагностики. Удельный вес последней в формировании коллективной дозы облучения населения Украины за счет искусственных источников ионизирующей радиации составляет около 75%. Для уменьшения дозы облучения пациента современные рентгенаппараты имеют в своем составе усилители рентгеновского изображения, но таких в Украине сегодня менее 10% от наличного парка. А он весьма внушителен: в лечебно-профилактических учреждениях Украины по состоянию на январь 98 г. функционировало свыше 2460 рентгеновских отделений и кабинетов, где ежегодно выполнялось 15 млн. рентгенодиагностических и 15 млн. флюорографических обследований пациентов. Есть основания утверждать, что состояние этой отрасли медицины определяет здоровье всей нации.

История становления лучевой диагностики

Лучевая диагностика за последнее столетие претерпела бурное развитие, трансформацию методик и аппаратуры, завоевала прочные позиции в диагностике и продолжает удивлять своими поистине неисчерпаемыми возможностями.
Родоначальник лучевой диагностики, рентгеновский метод появился после открытия в 1895 г. рентгеновского излучения, что дало начало развитию новой медицинской науке — рентгенологии.
Первыми объектами исследования были костная система и органы дыхания.
В 1921 году была разработана методика рентгенографии на заданной глубине — послойно, и в практику широко вошла томография, значительно обогатившая диагностику.

На глазах одного поколения в течение 20-30 лет рентгенология вышла из темных кабинетов, изображение с экранов перешло на телемониторы, а затем трансформировалось в цифровое на мониторе компьютера.
В 70-80-е годы в лучевой диагностике происходят революционные преобразования. В практику внедряются новые методы получения изображения.

Этот этап характеризуется следующими особенностями:

1. Переходом от одного вида излучения (рентгеновского), применяемого для получения изображения к другим:

• ультразвуковому излучению
• длинноволновому электромагнитному излучению инфракрасного диапазона (термография)
• излучению радиочастотного диапазона (ЯМР — ядерно-магнитный резонанс)

1. Использованием ЭВМ для обработки сигналов и построения изображения.
2. Переходом от одномоментного изображения к сканированию (последовательная регистрация сигналов от разных точек).

Ультразвуковой метод исследования пришел в медицину значительно позже рентгеновского, но развивался еще стремительнее и стал незаменимым благодаря своей простоте, отсутствию противопоказаний вследствие безвредности для пациента и большой информативности. За короткое время был пройден путь от серо-шкального сканирования до методик с цветным изображением и возможностью изучения сосудистого русла — допплерографии.

Один из методов — радионуклидная диагностика тоже получила в последнее время широкое распространение благодаря низким лучевым нагрузкам, атравматичности, неаллергичности, широкому спектру изучаемых явлений, возможности сочетания статических и динамических методик.

Виды лучевых методов диагностики

К лучевым методам диагностики относятся:

• Рентгенодиагностика
• Радионуклидное исследование
• УЗИ диагностика
• Компьютерная томография
• Термография
• Рентгенодиагностика

Является самым распространённым (но не всегда самым информативным!!!) методом исследования костей скелета и внутренних органов. Метод основан на физических законах, согласно которым человеческое тело неравномерно поглощает и рассеивает специальные лучи - рентгеновские волны. Рентгеновское излучение является одним из разновидностей гамма излучения. С помощью рентгеновского аппарата генерируется пучок, который направляется через тело человека. При прохождении рентгеновских волн через исследуемые структуры, они рассеиваются и поглощаются костями, тканями, внутренними органами и на выходе образуется своего рода скрытая анатомическая картина. Для её визуализации используются специальные экраны, рентгеновская плёнка (кассеты) или сенсорные матрицы, которые после обработки сигнала позволяют видеть модель исследуемого органа на экране ПК.

Виды рентгенодиагностики

Различают следующие виды рентгенодиагностики:

1. Рентгенография - графическая регистрация изображения на рентгеновской плёнке или цифровых носителях.
2. Рентгеноскопия - изучение органов и систем с помощью специальных флюоресцирующих экранов, на которые проецируется изображение.
3. Флюорография - уменьшенный размер рентгеновского снимка, который получают путём фотографирования флюоресцирующего экрана.
4. Ангиография - комплекс рентгенологических методик, с помощью которых изучают кровеносные сосуды. Изучение лимфатических сосудов носит название - лимфография.
5. Функциональная рентгенография - возможность исследования в динамике. Например, регистрируют фазу вдоха и выдоха при исследовании сердца, лёгких или делают два снимка (сгибание, разгибание) при диагностике заболеваний суставов.

Радионуклидное исследование

Этот метод диагностики делится на два вида:

• in vivo. Больному в организм вводят радиофармпрепарат (РФП) - изотоп, который избирательно накапливается в здоровых тканях и патологических очагах. С помощью специальной аппаратуры (гамма-камера, ПЭТ, ОФЭКТ) накопление РФП фиксируются, обрабатываются в диагностическое изображение и полученные результаты интерпретируются.
• in vitro. При этом виде исследования РФП не вводится в организме человека, а для диагностики исследуются биологические среды организма - кровь, лимфа. Этот вид диагностики имеет ряд преимуществ - отсутствие облучения пациента, высокая специфичность метода.

Диагностика in vitro позволяет проводить исследования на уровне клеточных структур, по сути являясь методом радиоиммунного анализа.

Радионуклидное исследование применяется как самостоятельный метод лучевой диагностики для постановки диагноза (метастазирование в кости скелета, сахарный диабет, болезни щитовидной железы), для определения дальнейшего плана обследования при нарушении работы органов (почки, печень) и особенностей топографии органов.

УЗИ диагностика

В основе метода лежит биологическая способность тканей отражать или поглощать ультразвуковые волны (принцип эхолокации). Используются специальные детекторы, которые одновременно являются и излучателями ультразвука, и его регистратором (детекторами). Пучок ультразвука с помощью этих детекторов направляют на исследуемый орган, который «отбивает» звук и возвращает его на датчик. С помощью электроники отражённые от объекта волны обрабатываются и визуализируются на экране.

Преимущества перед другими методами — отсутствие лучевой нагрузки на организм.

Методики УЗИ диагностики

• Эхография - «классическое» УЗИ-исследование. Применяется для диагностики внутренних органов, при наблюдении за беременностью.
• Допплерография - исследование структур, содержащих жидкости (измерение скорости движения). Чаще всего используется для диагностики кровеносной и сердечно-сосудистой систем.
• Соноэластография - исследование эхогенности тканей с одновременным измерением их эластичности (при онкопатологии и наличии воспалительного процесса).
• Виртуальная сонография - совмещает в себе УЗИ диагностику в реальном времени со сравнением изображения, сделанным с помощью томографа и записанного заранее на УЗИ аппарат.

Компьютерная томография

С помощью методик томографии можно увидеть органы и системы в двух- и трёхмерном (объёмном) изображении.

1. КТ - рентгеновская компьютерная томография . В основе лежат методы рентгенодиагностики. Пучок рентгеновских лучей проходит через большое количество отдельных срезов организма. На основании ослабления рентгеновских лучей формируется изображение отдельного среза. С помощью компьютера происходит обработка полученного результата и реконструкция (путём суммации большого количества срезов) изображения.
2. МРТ - магнитно-резонансная диагностика. Метод основан на взаимодействии протонов клетки с внешними магнитами. Некоторые элементы клетки имеют способность поглощать энергию при воздействии электромагнитного поля, с последующей отдачей специального сигнала - магнитного резонанса. Этот сигнал считывается специальными детекторами, а потом преобразовывается в изображение органов и систем на компьютере. В настоящее время считается одним из самых эффективных методов лучевой диагностики , так как позволяет исследовать любую часть тела в трёх плоскостях.

Термография

Основана на способности регистрировать специальной аппаратурой инфракрасные излучения, которые излучают кожные покровы и внутренние органы. В настоящее время в диагностических целях используется редко.

При выборе метода диагностики необходимо руководствоваться несколькими критериями:

• Точность и специфичность метода.
• Лучевая нагрузка на организм — разумное сочетание биологического действия излучения и диагностической информативности (при переломе ноги нет необходимости в радионуклидном исследовании. Достаточно сделать рентгенографию поражённого участка).
• Экономическая составляющая. Чем сложнее диагностическая аппаратура, тем дороже будет стоить обследование.

Начинать диагностику надо с простых методов, подключая в дальнейшем более сложные (если необходимо) для уточнения диагноза. Тактику обследования определяет специалист. Будьте здоровы.

2.1. РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКА

(РЕНТГЕНОЛОГИЯ)

Практически во всех медицинских учреждениях широко используются аппараты для рентгенологического исследования. Рентгеновские установки просты, надежны, экономичны. Именно эти системы по-прежнему служат основой для диагностики травм скелета, болезней легких, почек и пищеварительного канала. Кроме того, рентгеновский метод играет важную роль при выполнении различных интервенционных вмешательств (как диагностических, так и лечебных).

2.1.1. Краткая характеристика рентгеновского излучения

Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитные волны (поток квантов, фотонов), энергия которых расположе- на на энергетической шкале между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением (рис. 2-1). Фотоны рентгеновского излучения имеют энергию от 100 эВ до 250 кэВ, что соответствует излучению с частотой от 3?10 16 Гц до 6?10 19 Гц и длиной волны 0,005-10 нм. Электромагнитные спектры рентгеновского излучения и гаммаизлучения в значительной степени перекрываются между собой.

Рис. 2-1. Шкала электромагнитных излучений

Основным отличием этих двух видов излучения является способ их возникновения. Рентгеновские лучи получаются при участии электронов (например, при торможении их потока), а гамма-лучи - при радиоактивном распаде ядер некоторых элементов.

Рентгеновские лучи могут генерироваться при торможении ускоренного потока заряженных частиц (так называемое тормозное излучение) или же при возникновении высокоэнергетичных переходов в электронных оболочках атомов (характеристическое излучение). В медицинских приборах для генерации рентгеновских лучей используются рентгеновские трубки (рис. 2-2). Их основными компонентами являются катод и массивный анод. Электроны, испускаемые вследствие разности электрических потенциалов между анодом и катодом, ускоряются, достигают анода, при столкновении с материалом которого тормозятся. Вследствие этого возникает тормозное рентгеновское излучение. Во время столкновения электронов с анодом происходит и второй процесс - выбиваются электроны из электронных оболочек атомов анода. Их места занимают электроны из других оболочек атома. В ходе этого процесса генерируется второй тип рентгеновского излучения - так называемое характеристическое рентгеновское излучение, спектр которого в значительной мере зависит от материала анода. Аноды чаще всего изготавливают из молибдена или вольфрама. Существуют специальные устройства для фокусировки и фильтрации рентгеновского излучения с целью улучшения получаемых изображений.

Рис. 2-2. Схема устройства рентгеновской трубки:

1 - анод; 2 - катод; 3 - напряжение, подаваемое на трубку; 4 - рентгеновское излучение

Свойствами рентгеновских лучей, обусловливающими их использование в медицине, являются проникающая способность, флюоресцирующее и фотохимическое действия. Проникающая способность рентгеновских лучей и их поглощение тканями человеческого тела и искусственными материалами являются важнейшими свойствами, которые обусловливают их применение в лучевой диагностике. Чем короче длина волны, тем большей проникающей способностью обладает рентгеновское излучение.

Различают «мягкое» рентгеновское излучение с малой энергией и частотой излучения (соответственно с наибольшей длиной волны) и «жесткое», обладающее высокой энергией фотонов и частотой излучения, имеющее короткую длину волны. Длина волны рентгеновского излучения (соответственно его «жесткость» и проникающая способность) зависит от величины напряжения, приложенного к рентгеновской трубке. Чем выше напряжение на трубке, тем больше скорость и энергия потока электронов и меньше длина волны у рентгеновских лучей.

При взаимодействии проникающего через вещество рентгеновского излучения в нем происходят качественные и количественные изменения. Степень поглощения рентгеновских лучей тканями различна и определяется показателями плотности и атомного веса элементов, составляющих объект. Чем выше плотность и атомный вес вещества, из которого состоит исследуемый объект (орган), тем больше поглощаются рентгеновские лучи. В человеческом теле имеются ткани и органы разной плотности (легкие, кости, мягкие ткани и т.д.), это объясняет различное поглощение рентгеновских лучей. На искусственной или естественной разности в поглощении рентгеновских лучей различными органами и тканями и основана визуализация внутренних органов и структур.

Для регистрации прошедшего через тело излучения используется его способность вызывать флюоресценцию некоторых соединений и оказывать фотохимическое действие на пленку. С этой целью исполь- зуются специальные экраны для рентгеноскопии и фотопленки для рентгенографии. В современных рентгеновских аппаратах для регистрации ослабленного излучения применяют специальные системы цифровых электронных детекторов - цифровые электронные панели. В этом случае рентгеновские методы называют цифровыми.

Из-за биологического действия рентгеновских лучей необходимо прибегать к защите пациентов при исследовании. Это достигается

максимально коротким временем облучения, заменой рентгеноскопии на рентгенографию, строго обоснованным применением ионизирующих методов, защитой с помощью экранирования пациента и персонала от воздействия излучения.

2.1.2. Рентгенография и рентгеноскопия

Рентгеноскопия и рентгенография являются основными методами рентгенологического исследования. Для изучения различных органов и тканей создан целый ряд специальных аппаратов и методов (рис. 2-3). Рентгенография по-прежнему очень широко используется в клинической практике. Рентгеноскопия применяется реже из-за относительно высокой лучевой нагрузки. К рентгеноскопии вынуждены прибегать там, где рентгенография или неионизирующие методы получения информации недостаточны. В связи с развитием КТ роль классической послойной томографии снизилась. Методика послойной томографии применяется при исследовании легких, почек и костей там, где отсутствуют кабинеты КТ.

Рентгеноскопия (греч. scopeo - рассматривать, наблюдать) - исследование, при котором рентгеновское изображение проецируется на флюоресцирующий экран (или систему цифровых детекторов). Метод позволяет проводить статическое, а также динамическое, функциональное изучение органов (например, рентгеноскопия желудка, экскурсия диафрагмы) и контролировать проведение интервенционных процедур (например, ангиографии, стентирования). В настоящее время при использовании цифровых систем изображения получают на экране компьютерных мониторов.

К основным недостаткам рентгеноскопии относятся относительно высокая лучевая нагрузка и трудности в дифференциации «тонких» изменений.

Рентгенография (греч greapho - писать, изображать) - исследование, при котором получают рентгеновское изображение объекта, фиксированное на пленке (прямая рентгенография) или на специальных цифровых устройствах (цифровая рентгенография).

Различные варианты рентгенографии (обзорная рентгенография, прицельная рентгенография, контактная рентгенография, контрастная рентгенография, маммография, урография, фистулография, артрография и пр.) используются с целью улучшения качества и увеличения количества получаемой диагности-

Рис. 2-3. Современный рентгеновский аппарат

ческой информации в каждой конкретной клинической ситуации. Например, контактную рентгенографию используют при снимках зубов, а контрастную - для проведения экскреторной урографии.

Методики рентгенографии и рентгеноскопии могут применяться при вертикальном или горизонтальном положении тела пациента на стационарных или палатных установках.

Традиционная рентгенография с использованием рентгенологической пленки или цифровая рентгенография остается одной из основных и широко применяемых методик исследования. Это связано с высокой экономичностью, простотой и информативностью получаемых диагностических изображений.

При фотографировании объекта с флюоресцирующего экрана на пленку (обычно небольшого размера - фотопленка специального формата) получают рентгеновские изображения, применяющиеся обычно для массовых обследований. Эта методика называется флюорографией. В настоящее время она постепенно выходит из употребления вследствие замены ее цифровой рентгенографией.

Недостатком любого вида рентгенологического исследования является его невысокая разрешающая способность при исследовании малоконтрастных тканей. Применявшаяся для этой цели ранее классическая томография не давала желаемого результата. Именно для преодоления этого недостатка и была создана КТ.

2.2. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДИАГНОСТИКА (СОНОГРАФИЯ, УЗИ)

Ультразвуковая диагностика (сонография, УЗИ) - метод лучевой диагностики, основанный на получении изображения внутренних органов с помощью ультразвуковых волн.

УЗИ широко используется в диагностике. За последние 50 лет метод стал одним из наиболее распространенных и важных, обес- печивающих быструю, точную и безопасную диагностику многих заболеваний.

Ультразвуком называют звуковые волны с частотой свыше 20 000 Гц. Это форма механической энергии, имеющей волновую природу. Ультразвуковые волны распространяются в биологических средах. Скорость распространения ультразвуковой волны в тканях постоянна и составляет 1540 м/сек. Изображение получается при анализе отраженного от границы двух сред сигнала (эхо-сигнала). В медицине наиболее часто используются частоты в диапазоне 2-10 МГц.

Ультразвук генерируется специальным датчиком с пьезоэлектрическим кристаллом. Короткие электрические импульсы создают механические колебания кристалла, в результате чего генерируется ультразвуковое излучение. Частота ультразвука определяется резонансной частотой кристалла. Отраженные сигналы записываются, анализируются и отображаются визуально на экране прибора, создавая изображения исследуемых структур. Таким образом, датчик работает последовательно как излучатель, а затем - как приемник ультразвуковых волн. Принцип работы ультразвуковой системы представлен на рис. 2-4.

Рис. 2-4. Принцип работы ультразвуковой системы

Чем больше акустическое сопротивление, тем больше отражение ультразвука. Воздух не проводит звуковые волны, поэтому для улучшения проникновения сигнала на границе воздух/кожа на датчик наносят специальный ультразвуковой гель. Это позволяет устранить прослойку воздуха между кожей пациента и датчиком. Сильные артефакты при исследовании могут возникнуть от структур, содержащих воздух или кальций (легочные поля, петли кишки, кости и кальцинаты). Например, при исследовании сердца последнее может быть практически полностью прикрыто тканями, отражающими или не проводящими ультразвук (легкие, кости). В этом случае исследование органа возможно только через небольшие области на

поверхности тела, где исследуемый орган контактирует с мягкими тканями. Такая область называется ультразвуковым «окном». При плохом ультразвуковом «окне» исследование может быть невозможно или малоинформативно.

Современные ультразвуковые аппараты - это сложные цифровые устройства. В них используются датчики, работающие в режиме реального времени. Изображения динамичны, на них можно наблюдать такие быстрые процессы, как дыхание, сокращения сердца, пульсацию сосудов, движение клапанов, перистальтику, движения плода. Положение датчика, подключаемого к ультразвуковому прибору гибким кабелем, может изменяться в любой плоскости и под любым углом. Генерируемый в датчике аналоговый электрический сигнал оцифровывается, и создается цифровое изображение.

Очень важной при ультразвуковом исследовании является методика допплерографии. Допплер описал физический эффект, согласно которому частота звука, генерируемого движущимся объектом, изменяется при ее восприятии неподвижным приемником в зависимости от скорости, направления и характера движения. Метод допплерографии используют для измерения и визуализации скорости, направления и характера движения крови в сосудах и камерах сердца, а также движения любых других жидкостей.

При допплеровском исследовании кровеносных сосудов через исследуемую область проходит непрерывно-волновое или импульсное ультразвуковое излучение. При пересечении ультразвуковым лучом сосуда или камеры сердца ультразвук частично отражается эритроцитами. Так, например, частота отраженного эхо-сигнала от крови, движущейся в направлении датчика, будет выше, чем исходная частота волн, излучаемых датчиком. Наоборот, частота отраженного эхо-сигнала от крови, движущейся от датчика, будет ниже. Разница между частотой принятого эхо-сигнала и частотой генерируемого датчиком ультразвука называется допплеровским сдвигом. Этот частотный сдвиг пропорционален скорости кровотока. Ультразвуковой прибор автоматически преобразует допплеровский сдвиг в относительную скорость кровотока.

Исследования, объединяющие в себе двухмерное ультразвуковое исследование в масштабе реального времени и импульсную доппле- рографию, называют дуплексными. При дуплексном исследовании направление допплеровского луча накладывается на двухмерное изображение в В-режиме.

Современное развитие техники дуплексного исследования привело к появлению методики цветового допплеровского картирования кровотока. В пределах контрольного объема окрашенный кровоток накладывается на двухмерное изображение. При этом кровь отображается цветом, а неподвижные ткани - в серой шкале. При движении крови к датчику используются красно-желтые цвета, при движении от датчика - сине-голубые. Такое цветное изображение не несет дополнительной информации, но дает хорошее визуальное представление о характере движения крови.

В большинстве случаев с целью проведения УЗИ достаточно использовать датчики для чрескожного исследования. Однако в части случаев необходимо приблизить датчик к объекту. Например, у крупных пациентов для исследования сердца применяются датчики, помещенные в пищевод (чреспищеводная эхокардиография), в других случаях для получения высококачественного изображения применяют внутриректальные или внутривагинальные датчики. Во время операции прибегают к использованию операционных датчиков.

В последние годы все шире используется трехмерное УЗИ. Спектр ультразвуковых систем очень широк - есть портативные устройства, аппараты для интраоперационного УЗИ и УЗ-системы экспертного класса (рис. 2-5).

В современной клинической практике метод ультразвукового исследования (сонография) распространен исключительно широко. Это объясняется тем, что при применении метода отсутствует ионизирующее излучение, есть возможность проведения функциональных и нагрузочных тестов, метод информативен и относительно недорог, аппараты компактны и просты в использовании.

Рис. 2-5. Современный ультразвуковой аппарат

Однако метод сонографии имеет свои органичения. К ним относятся высокая частота артефактов на изображении, небольшая глубина проникновения сигнала, малое поле обзора, высокая зависимость интерпретации результатов от оператора.

С развитием ультразвукового оборудования информативность этого метода повышается.

2.3. КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ (КТ)

КТ - метод рентгеновского исследования, основанный на получении послойных изображений в поперечной плоскости и их компьютерной реконструкции.

Создание аппаратов для КТ - следующий революционный шаг в получении диагностических изображений после открытия Х-лучей. Это связано не только с универсальностью и непревзойденной разрешающей способностью метода при исследовании всего тела, но и с новыми алгоритмами построения изображений. В настоящее время во всех приборах, связанных с получением изображений, в той или иной степени используются технические приемы и математические методы, которые были положены в основу КТ.

КТ не имеет абсолютных противопоказаний к своему использованию (кроме ограничений, связанных с ионизирующей радиацией) и может применяться для неотложной диагностики, скрининга, а также как метод уточняющей диагностики.

Основной вклад в создание компьютерной томографии сделал британский ученый Годфри Хаунсфилд в конце 60-х гг. ХХ века.

На первых порах компьютерные томографы подразделялись на поколения в зависимости от того, как была устроена система «рентгеновская трубка - детекторы». Несмотря на множественные отличия в строении, все они назывались «шаговыми» томографами. Это было связано с тем, что после выполнения каждого поперечного среза томограф останавливался, стол с пациентом делал «шаг» на несколько миллиметров, а затем выполнялся следующий срез.

В 1989 г. появилась спиральная компьютерная томография (СКТ). В случае СКТ рентгеновская трубка с детекторами постоянно вращается вокруг непрерывно движущегося стола с пациен-

том. Это позволяет не только сократить время исследования, но и избежать ограничений «шаговой» методики - пропуска участ- ков при исследовании из-за разной глубины задержки дыхания пациентом. Новое программное обеспечение дополнительно позволило изменять ширину среза и алгоритм восстановления изображения после окончания исследования. Это дало возможность получать новую диагностическую информацию без повторного исследования.

С этого момента КТ стала стандартизованной и универсальной. Удалось синхронизировать введение контрастного вещества с нача- лом движения стола при СКТ, что привело к созданию КТ-ангиографии.

В 1998 г. появилась мультиспиральная КТ (МСКТ). Были созданы системы не с одним (как при СКТ), а с 4 рядами цифровых детекторов. С 2002 г. начали применяться томографы с 16 рядами цифровых элементов в детекторе, а с 2003 г. количество рядов элементов достигло 64. В 2007 г. появились МСКТ с 256 и 320 рядами детекторных элементов.

На таких томографах можно получать сотни и тысячи томограмм всего лишь за несколько секунд с толщиной каждого среза 0,5-0,6 мм. Такое техническое усовершенствование позволило выполнять исследование даже больным, подключенным к аппарату искусственного дыхания. Кроме ускорения обследования и улучшения его качества была решена такая сложная проблема, как визуализация коронарных сосудов и полостей сердца с помощью КТ. Появилась возможность при одном 5-20-секундном исследовании изучить коронарные сосуды, объем полостей и функцию сердца, перфузию миокарда.

Принципиальная схема устройства КТ показана на рис. 2-6, а внешний вид - на рис. 2-7.

К основным достоинствам современных КТ относятся: быстрота получения изображений, послойный (томографический) характер изображений, возможность получения срезов любой ориентации, высокое пространственное и временное разрешение.

Недостатками КТ являются относительно высокая (по сравнению с рентгенографией) лучевая нагрузка, возможность появления арте- фактов от плотных структур, движений, относительно невысокое мягкотканое контрастное разрешение.

Рис. 2-6. Схема устройства МСКТ

Рис. 2-7. Современный 64-спиральный компьютерный томограф

2.4. МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ

ТОМОГРАФИЯ (МРТ)

Магнитно-резонансная томография (МРТ) - метод лучевой диагностики, основанный на получении послойных и объемных изоб- ражений органов и тканей любой ориентации с помощью явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Первые работы по получению изображений с помощью ЯМР появились в 70-х гг. прошлого века. К настоящему времени этот метод медицинской визуализации неузнаваемо изменился и продолжает развиваться. Совершенствуются техническое и программное обеспечение, улучшаются методики получения изображений. Раньше область использования МРТ ограничивалась лишь изучением ЦНС. Сейчас метод с успехом применяется и в других областях медицины, включая исследования сосудов и сердца.

После включения ЯМР в число методов лучевой диагностики прилагательное «ядерный» перестали использовать, чтобы не вызывать у пациентов ассоциации с ядерным оружием или ядерной энергетикой. Поэтому в наши дни официально используется термин «магнитнорезонансная томография» (МРТ).

ЯМР - это физическое явление, основанное на свойствах некоторых атомных ядер, помещенных в магнитном поле, поглощать внешнюю энергию в радиочастотном (РЧ) диапазоне и излучать ее после прекращения воздействия радиочастотного импульса. Напряженность постоянного магнитного поля и частота радиочастотного импульса строго соответствуют друг другу.

Важными для использования при магнитно-резонансной томографии являются ядра 1H, 13С, 19F, 23Na и 31Р. Все они обладают магнитными свойствами, что отличает их от немагнитных изотопов. Протоны водорода (1H) наиболее распространены в организме. Поэтому для МРТ используется именно сигнал от ядер водорода (протонов).

Ядра водорода можно представить как маленькие магниты (диполи), имеющие два полюса. Каждый протон вращается вокруг собс- твенной оси и обладает небольшим магнитным моментом (вектором намагниченности). Вращающиеся магнитные моменты ядер называют спинами. Когда такие ядра помещают во внешнее магнитное поле, они могут поглощать электромагнитные волны определенных частот. Этот феномен зависит от типа ядер, напряженности магнитного поля, физического и химического окружения ядер. При этом поведе-

ние ядра можно сравнивать с вращающимся волчком. Под действием магнитного поля вращающееся ядро совершает сложное движение. Ядро вращается вокруг своей оси, а сама ось вращения совершает конусообразные круговые движения (прецессирует), отклоняясь от вертикального направления.

Во внешнем магнитном поле ядра могут находиться либо в стабильном энергетическом состоянии, либо в возбужденном состоянии. Разность энергий этих двух состояний настолько мала, что количество ядер на каждом из этих уровней почти идентично. Поэтому результирующий сигнал ЯМР, зависящий именно от различия населенностей этих двух уровней протонами, будет очень слабым. Чтобы обнаружить эту макроскопическую намагниченность, необходимо отклонить ее вектор от оси постоянного магнитного поля. Это достигается с помощью импульса внешнего радиочастотного (электромагнитного) излучения. При возвращении системы к равновесному состоянию излучается поглощенная энергия (МРсигнал). Этот сигнал регистрируется и используется для построения МР-изображений.

Специальные (градиентные) катушки, расположенные внутри главного магнита, создают небольшие дополнительные магнитные поля таким образом, что сила поля линейно увеличивается в одном направлении. Передавая радиочастотные импульсы с установленным заранее узким диапазоном частот, можно получать МР-сигналы только от выбранного слоя ткани. Ориентация градиентов магнитного поля и соответственно направление срезов могут быть легко заданы в любом направлении. Получаемые от каждого объемного элемента изображения (воксель) сигналы имеют свой, единственный, распознаваемый, код. Этим кодом являются частота и фаза сигнала. На основании этих данных можно строить двухили трехмерные изображения.

Для получения сигнала магнитного резонанса используются комбинации радиочастотных импульсов различной длительности и формы. Сочетая различные импульсы, формируют так называемые импульсные последовательности, которые используются для получения изображений. К специальным импульсным последовательностям относятся МР-гидрография, МР-миелография, МР-холангиография и МР-ангиография.

Ткани с большими суммарными магнитными векторами будут индуцировать сильный сигнал (выглядят яркими), а ткани с малы-

ми магнитными векторами - слабый сигнал (выглядят темными). Анатомические области с малым количеством протонов (например, воздух или компактная кость) индуцируют очень слабый МР-сигнал и, таким образом, всегда представляются на изображении темными. Вода и другие жидкости имеют сильный сигнал и на изображении выглядят яркими, причем различной интенсивности. Изображения мягких тканей также имеют различную интенсивность сигнала. Это обусловлено тем, что, помимо протонной плотности, характер интенсивности сигнала при МРТ определяется и другими параметрами. К ним относятся: время спин-решетчатой (продольной) релаксации (Т1), спин-спиновой (поперечной) релаксации (Т2), движение или диффузия исследуемой среды.

Время релаксации тканей - Т1 и Т2 - является константой. В МРТ используются понятия «Т1-взвешенное изображение», «Т2-взвешенное изображение», «протонно-взвешенное изображение», обозначающие, что различия между изображениями тканей преимущественно обусловлены преимущественным действием одного из этих факторов.

Регулируя параметры импульсных последовательностей, рентгенолаборант или врач могут влиять на контрастность изображений, не прибегая к помощи контрастных средств. Поэтому в МР-томог- рафии существует значительно больше возможностей для изменения контраста на изображениях, чем при рентгенографии, КТ или УЗИ. Однако введение специальных контрастных веществ еще более может изменить контрастность между нормальными и патологическими тканями и улучшить качество визуализации.

Принципиальная схема устройства МР-системы и внешний вид прибора показаны на рис. 2-8

и 2-9.

Обычно МР-томографы классифицируются в зависимости от напряженности магнитного поля. Сила магнитного поля измеряется в теслах (Тл) или гауссах (1Тл = 10 000 гаусс). Сила магнитного поля Земли колеблется от 0,7 гаусса на полюсе до 0,3 гаусса на экваторе. Для кли-

Рис. 2-8. Схема устройства МРТ

Рис. 2-9. Современная система МРТ с полем 1,5 тесла

нической МР-томографии используются магниты с полями от 0,2 до 3 тесла. В настоящее время для диагностики чаще всего используются МР-системы с полем 1,5 и 3 Тл. Такие системы составляют до 70% мирового парка оборудования. Линейной зависимости между силой поля и качеством изображений нет. Однако приборы с такой силой поля дают лучшее по качеству изображение и имеют большее количество программ, применяемых в клинической практике.

Основной областью применения МРТ стал головной, а затем и спинной мозг. Томограммы головного мозга позволяют получить великолепное изображение всех структур мозга, не прибегая к дополнительному введению контраста. Благодаря технической возможности метода получать изображение во всех плоскостях, МР-томография произвела революцию в исследовании спинного мозга и межпозвонковых дисков.

В настоящее время МР-томография все шире используется для исследования суставов, органов малого таза, молочных желез, сердца и сосудов. Для этих целей разработаны дополнительные специальные катушки и математические методы построения изображения.

Специальная техника позволяет записать изображения сердца в разные фазы сердечного цикла. Если исследование проводится при

синхронизации с ЭКГ, то можно получить изображения функционирующего сердца. Такое исследование называется кино-МРТ.

Магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) - это неинвазивный метод диагностики, который позволяет качественно и количес- твенно определять химический состав органов и тканей, используя ядерный магнитный резонанс и феномен химического сдвига.

МР-спектроскопия чаще всего проводится с целью получения сигналов от ядер фосфора и водорода (протонов). Однако из-за технических трудностей и длительности проведения она все еще редко применяется в клинической практике. Не следует забывать, что все более широкое применение МРТ требует особого внимания к вопросам безопасности пациентов. При обследовании с помощью МР-спектроскопии пациент не подвергается действию ионизирующего излучения, однако на него действуют электромагнитные и радиочастотные излучения. Находящиеся в теле обследуемого человека металлические предметы (пули, осколки, крупные имплантаты) и все электронно-механические устройства (например, водитель сердечного ритма) могут повредить пациенту из-за смещения или нарушения (прекращения) нормальной работы.

Многие пациенты испытывают боязнь закрытых пространств - клаустрофобию, что приводит к невозможности выполнить исследование. Таким образом, все пациенты должны быть информированы о возмож- ных нежелательных последствиях исследования и о характере процедуры, а лечащие врачи и врачи-рентгенологи перед исследованием обязаны опрашивать пациента на предмет наличия указанных выше предметов, ранений и операций. Перед исследованием пациент должен полностью переодеться в специальный костюм для исключения попадания металлических вещей из карманов одежды внутрь канала магнита.

Важно знать относительные и абсолютные противопоказания к проведению исследования.

К абсолютным противопоказаниям к исследованию относят состо - яния, при которых его проведение создает угрожающую для жизни больного ситуацию. К такой категории относятся и все пациенты с наличием электронно-механических устройств в теле (кардиостимуляторов), и пациенты с наличием металлических клипс на артериях головного мозга. К относительным противопоказаниям к исследованию относятся состояния, которые могут создавать определенные опасности и трудности при проведении МРТ, но оно в большинстве случаев все-таки возможно. Такими противопоказаниями являются

наличие кровоостанавливающих скобок, зажимов и клипс прочей локализации, декомпенсации сердечной недостаточности, первый триместр беременности, клаустрофобия и необходимость в физиологическом мониторинге. В таких случаях решение о возможности проведения МРТ решается в каждом индивидуальном случае исходя из соотношения величины возможного риска и ожидаемой пользы от выполнения исследования.

Большинство небольших металлических объектов (искусственные зубы, хирургический шовный материал, некоторые виды искус- ственных клапанов сердца, стенты) не являются противопоказанием к проведению исследования. Клаустрофобия является препятствием для проведения исследования в 1-4% случаев.

Как и другие методики лучевой диагностики, МРТ не лишена недостатков.

К существенным недостаткам МРТ относятся относительно длительное время исследования, невозможность точного выявления мелких камней и кальцинатов, сложность оборудования и его эксплуатации, специальные требования к установке приборов (защита от помех). С помощью МРТ трудно обследовать пациентов, нуждающихся в оборудовании, которое поддерживает их жизнедеятельность.

2.5. РАДИОНУКЛИДНАЯ ДИАГНОСТИКА

Радионуклидная диагностика или ядерная медицина - метод лучевой диагностики, основанный на регистрации излучения от введенных в организм искусственных радиоактивных веществ.

Для радионуклидной диагностики применяется широкий спектр меченых соединений (радиофармпрепаратов (РФП)) и способов их регистрации специальными сцинтилляционными датчиками. Энергия поглощенного ионизирующего излучения возбуждает в кристалле датчика вспышки видимого света, каждая из которых усиливается с помощью фотоумножителей и преобразуется в импульс тока.

Анализ мощности сигнала позволяет определить интенсивность и положение в пространстве каждой сцинтилляции. Эти данные используются для реконструкции двухмерного изображения распространения РФП. Изображение может быть представлено непосредственно на экране монитора, на фотоили мультиформатной пленке или записано на компьютерный носитель.

Выделяют несколько групп радиодиагностических приборов в зависимости от способа и типа регистрации излучений:

Радиометры - приборы для измерения радиоактивности всего тела;

Радиографы - приборы для регистрации динамики изменения радиоактивности;

Сканеры - системы для регистрации пространственного распределения РФП;

Гамма-камеры - приборы для статической и динамической регистрации объемного распределения радиоактивного индикатора.

В современных клиниках большинство приборов для радионуклидной диагностики составляют гамма-камеры различных типов.

Современные гамма-камеры представляют собой комплекс, состоящий из 1-2 систем детекторов большого диаметра, стола для позиционирования пациента и компьютерной системы для накопления и обработки изображений (рис. 2-10).

Следующим шагом в развитии радионуклидной диагностики стало создание ротационной гамма-камеры. С помощью этих приборов удалось применить методику послойного исследования распределения изотопов в организме - однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (ОФЭКТ).

Рис. 2-10. Схема устройства гамма-камеры

Для ОФЭКТ используются ротационные гамма-камеры с одним, двумя или тремя детекторами. Механические системы томографов позволяют вращать детекторы вокруг тела пациента по разным орбитам.

Пространственное разрешение современных ОФЭКТ составляет порядка 5-8 мм. Вторым условием выполнения радиоизотопного исследования, помимо наличия специального оборудования, является использование специальных радиоактивных индикаторов - радиофармпрепаратов (РФП), которые вводятся в организм пациента.

Радиофармпрепарат - радиоактивное химическое соединение с известными фармакологическими и фармакокинетическими харак- теристиками. К РФП, применяемым в медицинской диагностике, предъявляются достаточно строгие требования: тропность к органам и тканям, легкость приготовления, короткий период полураспада, оптимальная энергия гамма-излучения (100-300 кЭв) и низкая радиотоксичность при относительно высоких допустимых дозах. Идеальный радиофармпрепарат должен поступать только в предназначенные для исследования органы или патологические очаги.

Понимание механизмов локализации РФП служит основой адекватной интерпретации радионуклидных исследований.

Использование современных радиоактивных изотопов в медицинской диагностической практике безопасно и безвредно. Количество активного вещества (изотопа) настолько мало, что при введении в организм это не вызывает физиологических эффектов или аллергических реакций. В ядерной медицине используются РФП, испускающие гамма-лучи. Источники альфа- (ядра гелия) и бета-частиц (электроны) в настоящее время не используются в диагностике из-за высокой степени поглощения тканями и высокой лучевой нагрузки.

Наиболее применяемым в клинической практике является изотоп технеций-99т (период полураспада - 6 ч). Этот искусственный радионуклид получают непосредственно перед исследованием из специальных устройств (генераторов).

Радиодиагностическое изображение, независимо от его типа (статика или динамика, планарное или томографическое), всегда отражает специфическую функцию исследуемого органа. По сути, это отображение функционирующей ткани. Именно в функциональном аспекте заключается принципиальная отличительная особенность радионуклидной диагностики от других методов визуализации.

РФП вводят обычно внутривенно. Для исследований вентиляции легких препарат вводится ингаляционно.

Одной из новых томографических радиоизотопных методик в ядерной медицине является позитронная эмиссионная томография (ПЭТ).

Метод ПЭТ основан на свойстве некоторых короткоживущих радионуклидов при распаде испускать позитроны. Позитрон - час- тица, равная по массе электрону, но имеющая положительный заряд. Позитрон, пролетев в веществе 1-3 мм и потеряв в столкновениях с атомами полученную в момент образования кинетическую энергию, аннигилирует с образованием двух гамма-квантов (фотонов) с энергией 511 кэВ. Эти кванты разлетаются в противоположных направлениях. Таким образом, точка распада лежит на прямой - траектории двух аннигилированных фотонов. Два детектора, расположенные друг против друга, регистрируют совмещенные аннигиляционные фотоны (рис. 2-11).

ПЭТ позволяет проводить количественную оценку концентрации радионуклидов и обладает более широкими возможностями для изу- чения метаболических процессов, чем сцинтиграфия, выполняемая с помощью гамма-камер.

Для ПЭТ используются изотопы таких элементов, как углерод, кислород, азот, фтор. Меченные этими элементами РФП являются естественными метаболитами организма и включаются в обмен

Рис. 2-11. Схема устройства ПЭТ

веществ. В результате можно изучать процессы, происходящие на клеточном уровне. С этой точки зрения ПЭТ является единственной (кроме МР-спектроскопии) методикой для оценки метаболических и биохимических процессов in vivo.

Все позитронные радионуклиды, используемые в медицине, являются сверхкороткоживущими - период их полураспада исчисляется минутами или секундами. Исключение составляют фтор-18 и руби- дий-82. В этой связи наиболее часто используется меченная фтором- 18 деоксиглюкоза (фтордеоксиглюкоза - ФДГ).

Несмотря на то, что первые системы для ПЭТ появились еще в середине ХХ в., их клиническое применение тормозится из-за некоторых ограничений. Это технические сложности, возникающие при устройстве в клиниках ускорителей для производства короткоживущих изотопов, высокая их стоимость, трудность в трактовке результатов. Одно из ограничений - плохое пространственное разрешение - было преодолено совмещением ПЭТ-системы с МСКТ, что, правда, еще больше удорожает систему (рис. 2-12). В этой связи ПЭТ-исследования проводятся по строгим показаниям, когда другие методы оказываются неэффективными.

Основными достоинствами радионуклидного метода являются высокая чувствительность к различным видам патологических процессов, возможность оценки метаболизма и жизнеспособности тканей.

К общим недостаткам радиоизотопных методов относят невысокое пространственное разрешение. Использование радиоактивных препаратов в медицинской практике связано с трудностями их транспортировки, хранения, фасовки и введения пациентам.

Рис. 2-12. Современная система ПЭТ-КТ

Устройство радиоизотопных лабораторий (особенно для ПЭТ) требует специальных помещений, охраны, сигнализации и других мер предосторожности.

2.6. АНГИОГРАФИЯ

Ангиография - метод рентгеновского исследования, связанный с прямым введением контрастного вещества в сосуды с целью их изучения.

Ангиография подразделяется на артериографию, флебографию и лимфографию. Последняя, в связи с развитием методов УЗИ, КТ и МРТ, в настоящее время практически не применяется.

Ангиография проводится в специализированных рентгеновских кабинетах. Эти кабинеты отвечают всем требованиям, предъявля- емым к операционным. Для ангиографии применяются специализированные рентгеновские аппараты (ангиографические установки) (рис. 2-13).

Введение контрастного препарата в сосудистое русло осуществляется путем инъекции шприцем или (чаще) специальным автомати- ческим инжектором после пункции сосудов.

Рис. 2-13. Современная ангиографическая установка

Основным способом катетеризации сосудов является методика катетеризации сосуда по Сельдингеру. Для выполнения ангиографии в сосуд через катетер вводится определенное количество контрастно- го агента и проводится съемка прохождения препарата по сосудам.

Вариантом ангиографии является коронароангиография (КАГ) - методика исследования коронарных сосудов и камер сердца. Это сложная методика исследования, требующая особой подготовки рен- тгенолога и сложного оборудования.

В настоящее время диагностическая ангиография периферических сосудов (например, аортография, ангиопульмонография) применяется все реже. При наличии в клиниках современных УЗ-аппаратов КТ- и МРТ-диагностика патологических процессов в сосудах все чаще осуществляется с помощью малоинвазивных (КТ-ангиография) или неинвазивных (УЗИ и МРТ) методик. В свою очередь, при ангиографии все чаще выполняются малоинвазивные хирургические процедуры (реканализация сосудистого русла, баллонная ангиопластика, стентирование). Таким образом, развитие ангиографии привело к рождению интервенционной радиологии.

2.7 ИНТЕРВЕНЦИОННАЯ РАДИОЛОГИЯ

Интервенционная радиология - область медицины, основанная на применении методов лучевой диагностики и специальных инструментов для выполнения малоинвазивных вмешательств с целью диагностики и лечения заболеваний.

Интервенционные вмешательства нашли широкое распространение во многих областях медицины, так как зачастую могут заменить большие хирургические вмешательства.

Первое чрескожное лечение стеноза периферической артерии было осуществлено американским врачом Чарльзом Доттером в 1964 г. В 1977 г. швейцарский врач Андреас Грюнтциг сконструировал катетер с баллоном и выполнил процедуру дилатации (расширения) стенозированной коронарной артерии. Этот метод стал называться баллонной ангиопластикой.

Баллонная ангиопластика коронарных и периферических артерий в настоящее время является одним из основных методов лечения стенозов и окклюзий артерий. В случае рецидива стенозов такая процедура может повторяться многократно. Для предотвращения повторных стенозов в конце прошлого века стали использовать эндо-

васкулярные протезы - стенты. Стент - это трубчатая металлическая конструкция, которая устанавливается в суженное место после баллонной дилатации. Расправленный стент не дает возникнуть повторному стенозу.

Установка стента проводится после диагностической ангиографии и определения места критического сужения. Стент подбирается по длине и размеру (рис. 2-14). С помощью такой методики можно закрывать дефекты межпредсердной и межжелудочковой перегородок без больших операций или проводить баллонную пластику стенозов аортального, митрального, трехстворчатого клапанов.

Особое значение приобрела методика установки специальных фильтров в нижнюю полую вену (кава-фильтры). Это необходимо для предотвращения попадания эмболов в сосуды легких при тромбозе вен нижних конечностей. Кава-фильтр представляет собой сетчатую структуру, которая, раскрываясь в просвете нижней полой вены, улавливает восходящие тромбы.

Еще одно востребованное в клинической практике эндоваскулярное вмешательство - эмболизация (закупорка) сосудов. Эмболизацию применяют для остановки внутренних кровотечений, лечения пато- логических сосудистых соустий, аневризм или для закрытия сосудов, питающих злокачественную опухоль. В настоящее время для эмболизации используются эффективные искусственные материалы, съемные баллоны и стальные микроскопические спирали. Обычно эмболизацию выполняют селективно, чтобы не вызвать ишемии окружающих тканей.

Рис. 2-14. Схема выполнения баллонной ангиопластики и стентирования

К интервенционной радиологии относится также дренирование абсцессов и кист, контрастирование патологических полостей через свищевые ходы, восстановление проходимости мочевыводящих путей при нарушениях мочевыделения, бужирование и баллонная пластика при стриктурах (сужениях) пищевода и желчных протоков, чрескожная термоили криодеструкция злокачественных опухолей и другие вмешательства.

После выявления патологического процесса зачастую приходится прибегать к такому варианту интервенционной радиологии, как пункционная биопсия. Знание морфологического строения образования позволяет выбрать адекватную тактику лечения. Пункционная биопсия выполняется под рентгенологическим, УЗИили КТ-контролем.

В настоящее время интервенционная радиология активно развивается и во многих случаях позволяет избежать больших оператив- ных вмешательств.

2.8 КОНТРАСТНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Малая контрастность между соседними объектами или одинаковая плотность соседних тканей (например, плотность крови, сосу- дистой стенки и тромба) затрудняют интерпретацию изображений. В этих случаях в лучевой диагностике часто прибегают к искусственному контрастированию.

Примером усиления контрастности изображений изучаемых органов является применение сульфата бария для исследования органов пищеварительного канала. Впервые такое контрастирование было выполнено в 1909 г.

Труднее было создать контрастные средства для внутрисосудистого введения. Для этой цели после долгих экспериментов с ртутью и свинцом стали использовать растворимые соединения йода. Первые поколения рентгеноконтрастных веществ были несовершенными. Их применение вызывало частые и тяжелые (вплоть до смертельных) осложнения. Но уже в 20-30-х гг. ХХ в. был создан ряд более безопасных водорастворимых йодсодержащих препаратов для внутривенного введения. Широкое применение препаратов этой группы началось с 1953 г., когда был синтезирован препарат, молекула которого состояла из трех атомов йода (диатризоат).

В 1968 г. были разработаны вещества, обладавшие низкой осмолярностью (они не диссоциировали в растворе на анион и катион), - неионные контрастные средства.

Современные рентгеноконтрастные средства представляют собой трийодзамещенные соединения, содержащие три или шесть атомов йода.

Существуют препараты для внутрисосудистого, внутриполостного и субарахноидального введения. Можно также вводить контрастное вещество в полости суставов, в полостные органы и под оболочки спинного мозга. Например, введение контраста через полость тела матки в трубы (гистеросальпингография) позволяет оценить внутреннюю поверхность полости матки и проходимость маточных труб. В неврологической практике при отсутствии МРТ применяют методику миелографии - введение водорастворимого контрастного вещества под оболочки спинного мозга. Это позволяет оценить проходимость субарахноидальных пространств. Из других методик искусственного контрастирования следует упомянуть ангиографию, урографию, фистулографию, герниографию, сиалографию, артрографию.

После быстрого (болюсного) внутривенного введения контрастного средства оно достигает правых отделов сердца, затем болюс проходит сквозь сосудистое русло легких и достигает левых отделов сердца, затем аорты и ее ветвей. Происходит быстрая диффузия контрастного средства из крови в ткани. В течение первой минуты после быстрой инъекции сохраняется высокая концентрация контрастного средства в крови и кровеносных сосудах.

Внутрисосудистое и внутриполостное введение контрастных веществ, содержащих в своей молекуле йод, в редких случаях может оказывать неблагоприятное воздействие на организм. Если такие изменения проявляются клиническими симптомами или изменяют лабораторные показатели пациента, то их называют побочными реакциями. Перед исследованием пациента с применением контрастных веществ необходимо выяснить, есть ли у него аллергические реакции на йод, хроническая почечная недостаточность, бронхиаль- ная астма и другие заболевания. Пациент должен быть предупрежден о возможной реакции и о пользе такого исследования.

В случае появления реакции на введение контрастного вещества персонал кабинета обязан действовать в соответствии со специальной инструкцией по борьбе с анафилактическим шоком для пре- дотвращения тяжелых осложнений.

Контрастные средства используются и при МРТ. Их применение началось в последние десятилетия, после интенсивного внедрения метода в клинику.

Применение контрастных препаратов при МРТ направлено на изменение магнитных свойств тканей. В этом заключается их сущест- венное отличие от йодсодержащих контрастных веществ. Если рентгеновские контрастные средства значительно ослабляют проникающую радиацию, то препараты для МРТ приводят к изменениям характеристик окружающих их тканей. Они не визуализируются на томограммах, как рентгеновские контрасты, но позволяют выявлять скрытые патологические процессы за счет изменения магнитных показателей.

Механизм действия этих средств основан на изменениях времени релаксации участка ткани. Большинство из этих препаратов изготавливается на основе гадолиния. Значительно реже применяются контрастные вещества на основе оксида железа. Эти вещества поразному влияют на интенсивность сигнала.

Позитивные (укорачивающие время релаксации Т1) обычно создаются на основе гадолиния (Gd), а негативные - (укорачивающие время Т2) на основе оксида железа. Контрастные препараты на основе гадолиния считаются более безопасными соединениями, чем йодсодержащие. Имеются лишь единичные сообщения о серьезных анафилактических реакциях на эти вещества. Несмотря на это, необходимы тщательное наблюдение за пациентом после выполнения инъекции и наличие доступного реанимационного оборудования. Парамагнитные контрастные вещества распределяются во внутрисосудистом и внеклеточном пространствах организма и не проходят через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Поэтому в ЦНС в норме контрастируются только области, лишенные этого барьера, например гипофиз, воронка гипофиза, кавернозные синусы, твердая мозговая оболочка и слизистые оболочки носа и придаточных пазух. Повреждение и разрушение ГЭБ приводят к проникновению парамагнитных контрастных веществ в межклеточное пространство и локальному изменению Т1-релаксации. Это отмечается при целом ряде патологических процессов в ЦНС, таких, как опухоли, метастазы, нарушения мозгового кровообращения, инфекции.

Помимо МР-исследований ЦНС, контрастирование применяется для диагностики заболеваний костно-мышечной системы, сердца, печени, поджелудочной железы, почек, надпочечников, органов малого таза и молочных желез. Эти исследования проводятся значи-

тельно реже, чем при патологии ЦНС. Для выполнения МР-ангиографии и изучения перфузии органов требуется введение контрастного вещества специальным немагнитным инжектором.

В последние годы изучается целесообразность применения контрастных средств для ультразвуковых исследований.

Для повышения эхогенности сосудистого русла или паренхиматозного органа внутривенно вводится ультразвуковое контрастное вещество. Это могут быть взвеси твердых частиц, эмульсии капелек жидкости, а чаще всего - микропузырьки газа, помещенные в различные оболочки. Как и другие контрастные вещества, ультразвуковые контрастные средства должны обладать низкой токсичностью и быстро выводиться из организма. Препараты же первого поколения не проходили через капиллярное русло легких и разрушались в нем.

Используемые сейчас контрастные средства попадают в большой круг кровообращения, что дает возможность применять их для повышения качества изображений внутренних органов, усиления допплеровского сигнала и изучения перфузии. Окончательного мнения о целесообразности использования ультразвуковых контрастных веществ в настоящее время нет.

Побочные реакции при введении контрастных средств встречаются в 1-5% случаев. Подавляющее большинство побочных реакций - легкой степени тяжести и не требует специального лечения.

Следует уделять особое внимание предупреждению и лечению тяжелых осложнений. Частота таких осложнений составляет менее 0,1%. Самую большую опасность представляют развитие анафилак- тических реакций (идиосинкразия) при введении йодсодержащих веществ и острая почечная недостаточность.

Реакции на введение контрастных средств условно можно разделить на легкие, умеренные и тяжелые.

При легких реакциях у пациента фиксируются чувство жара или озноба, небольшая тошнота. Необходимости в проведении лечебных мероприятий нет.

При умеренных реакциях вышеописанные симптомы могут сопровождаться также снижением АД, возникновением тахикардии, рвоты, крапивницы. Необходимо оказание симптоматической лечебной помощи (обычно - введение антигистаминных препаратов, противорвотных средств, симпатомиметиков).

При тяжелых реакциях может возникнуть анафилактический шок. Необходимо срочное проведение реанимационных мероприя-

тий, направленных на поддержание деятельности жизненно важных органов.

К группе повышенного риска относятся следующие категории больных. Это пациенты:

С тяжелыми нарушениями функции почек и печени;

С отягощенным аллергологическим анамнезом, особенно имевшие побочные реакции на контрастные вещества ранее;

С тяжелой сердечной недостаточностью или легочной гипертензией;

С выраженным нарушением функции щитовидной железы;

С тяжелым сахарным диабетом, феохромоцитомой, миеломной болезнью.

К группе риска в отношении опасности развития побочных реакций также принято относить маленьких детей и лиц старческого возраста.

Врач, назначающий исследование, должен тщательно оценить отношение риск/польза при выполнении исследований с контрас- тированием и принять необходимые меры предосторожности. Врачрентгенолог, выполняющий исследование у пациента с высоким риском побочных реакций на контрастное вещество, обязан предупредить больного и лечащего врача об опасности применения контрастных средств и при необходимости заменить исследование на другое, не требующее контрастирования.

Рентгеновский кабинет должен быть оборудован всем необходимым для проведения реанимационных мероприятий и борьбы с анафилактическим шоком.