Лучевая диагностика описание снимков. Заболеваний органов дыхания. Методы лучевой диагностики

МЕТОДЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Рентгенология

МЕТОДЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ
Открытие рентгеновских лучей положило начало новой эре в медицинской диагностике – эре рентгенологии. В последующем арсенал диагностических средств пополнился методами, в основе которых - другие виды ионизирующих и неионизирующих излучений (радиоизотопные, ультразвуковые методы, магнитно-резонансная томография). Год за годом лучевые методы исследования совершенствовались. В настоящее время они играют ведущую роль в выявлении и установлении характера большинства заболеваний.
На данном этапе изучения перед Вами поставлена цель (общая): уметь интерпретировать принципы получения медицинского диагностического изображения различными лучевыми методами и предназначение этих методов.
Достижение общей цели обеспечивается конкретными целями:
уметь:
1) трактовать принципы получения информации с помощью рентгенологических, радиоизотопных, ультразвуковых методов исследования и магнитно-резонансной томографии;
2) трактовать предназначение этих методов исследования;
3) трактовать общие принципы выбора оптимального лучевого метода исследования.
Освоить вышеперечисленные цели невозможно без базисных знаний-умений, преподаваемых на кафедре медицинской и биологической физики:
1) трактовать принципы получения и физические характеристики рентгеновских лучей;
2) трактовать радиоактивность, возникающие при этом излучения и их физические характеристики;
3) трактовать принципы получения ультразвуковых волн и их физические характеристики;
5) трактовать явление магнитного резонанса;
6) интерпретировать механизм биологического действия различных видов излучений.

1. Рентгенологические методы исследования
Рентгенологическое исследование до настоящего времени играет важную роль в диагностике заболеваний человека. Оно основано на разной степени поглощения рентгеновских лучей различными тканями и органами тела человека. В большей степени лучи поглощаются в костях, в меньшей – в паренхиматозных органах, мышцах и жидких средах организма, ещё менее – в жировой клетчатке и почти не задерживаются в газах. В тех случаях, когда рядом расположенные органы одинаково поглощают рентгеновское излучение, они не различимы при рентгенологическом исследовании. В таких ситуациях прибегают к искусственному контрастированию. Следовательно, рентгенологическое исследование может проводиться в условиях естественной контрастности или искусственного контрастирования. Существует много различных методик рентгенологического исследования.
Целью (общей) изучения данного раздела является умение интерпретировать принципы получения рентгенологического изображения и предназначение различных рентгенологических методов исследования.
1) интерпретировать принципы получения изображения при рентгеноскопии, рентгенографии, томографии, флюорографии, контрастных методиках исследования, компьютерной томографии;
2) трактовать предназначение рентгеноскопии, рентгенографии, томографии, флюорографии, контрастных методик исследования, компьютерной томографии.
1.1. Рентгеноскопия
Рентгеноскопия, т.е. получение теневого изображения на просвечивающем (флюоресцентном) экране, является наиболее доступной и технически простой методикой исследования. Она позволяет судить о форме, положении и размерах органа и в некоторых случаях - его функции. Исследуя больного в различных проекциях и положениях тела, врач-рентгенолог получает объёмное представление об органах человека и определяемой патологии. Чем сильнее поглощает исследуемый орган или патологическое образование излучение, тем меньше лучей попадает на экран. Поэтому такой орган или образование отбрасывают тень на флюоресцирующий экран. И наоборот, если орган или патология менее плотные, то сквозь них проходит больше лучей, и они попадают на экран, вызывая как бы его просветление (свечение).
Флюоресцентный экран светится слабо. Поэтому это исследование проводят в затемненном помещении, а врач должен в течение 15 минут адаптироваться к темноте. Современные рентгенаппараты оснащены электронно-оптическими преобразователями, усиливающими и передающими рентгеновское изображение на монитор (телеэкран).
Однако рентгеноскопия имеет существенные недостатки. Во-первых, она обусловливает значительную лучевую нагрузку. Во-вторых, её разрешающая способность намного ниже, чем рентгенографии.
Эти недостатки менее выражены при использовании рентгентелевизионного просвечивания. На мониторе можно менять яркость, контрастность, тем самым создавая лучшие условия для просмотра. Разрешающая способность такой рентгеноскопии намного выше, а лучевая нагрузка - меньше.
Однако любое просвечивание отличается субъективностью. Все врачи должны полагаться на профессионализм врача-рентгенолога. В некоторых случаях для объективизации исследования рентгенолог выполняет во время скопии рентгенограммы. С этой же целью проводят и видеозапись исследования при рентгентелевизионном просвечивании.
1.2. Рентгенография
Рентгенография – метод рентгенологического исследования, при котором изображение получается на рентгеновской плёнке. Рентгенограмма по отношению к изображению, видимому на рентгеноскопическом экране, является негативом. Поэтому светлым участкам на экране соответствуют тёмные на плёнке (так называемые просветления), и наоборот, тёмным участкам – светлые (тени). На рентгенограммах всегда получается плоскостное изображение с суммацией всех точек, расположенных по ходу лучей. Для получения объёмного представления необходимо производить по крайней мере 2 снимка во взаимно перпендикулярных плоскостях. Главным преимуществом рентгенографии является возможность документировать определяемые изменения. Кроме того, она обладает значительно большей разрешающей способностью, чем рентгеноскопия.
В последние годы нашла применение цифровая (дигитальная) рентгенография, при которой приемником рентгеновских лучей являются специальные пластины. После экспозиции рентгеновскими лучами на них остается скрытое изображение объекта. При сканировании пластин лазерным лучом высвобождается энергия в виде свечения, интенсивность которого пропорциональна дозе поглощенного рентгеновского излучения. Это свечение регистрируется фотодетектором и переводится в цифровой формат. Полученное изображение может быть выведено на монитор, распечатано на принтере и сохранено в памяти компьютера.
1.3. Томография
Томография – рентгенологический метод послойного исследования органов и тканей. На томограммах в отличие от рентгенограмм получают изображение структур, расположенных в какой-либо одной плоскости, т.е. устраняется эффект суммации. Это достигается за счет одновременного движения рентгентрубки и пленки. Появление компьютерной томографии резко снизило применение томографии.
1.4. Флюорография
Флюорография обычно используется для проведения массовых скрининговых рентгенологических исследований, особенно для выявления патологии лёгких. Суть метода заключается в фотографировании изображения с рентгеновского экрана или экрана электронно-оптического усилителя на фотоплёнку. Размер кадра обычно 70х70 или 100х100 мм. На флюорограммах детали изображения видны лучше, чем при рентггеноскопии, но хуже, чем при рентгенографии. Доза облучения, получаемая исследуемым, также больше, чем при рентгенографии.
1.5. Методики рентгенологического исследования в условиях искусственного контрастирования
Как уже указывалось выше, ряд органов, особенно полых, поглощают рентгеновские лучи практически одинаково с окружающими их мягкими тканями. Поэтому при рентгенологическом исследовании они не определяются. Для визуализации их искусственно контрастируют, вводя контрастное вещество. Чаше всего с этой целью используются различные жидкостные йодистые соединения.
В ряде случаев важно получить изображение бронхов, особенно при бронхоэктатической болезни, врождённых пороках бронхов, наличии внутреннего бронхиального или бронхо-плеврального свища. В подобных случаях установить диагноз помогает исследование в условиях контрастирования бронхов – бронхография.
Кровеносные сосуды на обычных рентгенограммах не видны, за исключением сосудов лёгких. Для оценки их состояния проводят ангиографию – рентгенологическое исследование сосудов с применением контрастного вещества. При артериографии контрастное вещество вводят в артерии, при флебографии – в вены.
При введении контрастного вещества в артерию на снимке в норме последовательно отражаются фазы кровотока: артериальная, капиллярная и венозная.
Особое значение контрастное исследование имеет при изучении мочевывыделительной системы.
Различают выделительную (экскреторную) урографию и ретро-градную (восходящую) пиелографию. В основе выделительной урографии лежит физиологическая способность почек захватывать из крови йодированные органические соединения, концентрировать их и выделять с мочой. Перед исследованием пациент нуждается в соответствующей подготовке - очишении кишечника. Исследование проводится натощак. Обычно в локтевую вену вводят 20-40 мл одного из уротропных веществ. Затем через 3-5, 10-14 и 20-25 минут делают снимки. Если секреторная функция почек понижена производится инфузионная урография. При этом пациенту медленно капельно вводят большое количество контрастного вещества (60 –100 мл), разведенного 5% раствором глюкозы.
Экскреторная урография даёт возможность оценить не только лоханки, чашечки, мочеточники, общую форму и размеры почек, но и их функциональное состояние.
В большинстве случаев выделительная урография обеспечивает получение достаточной информации о чащечно-лоханочной системе. Но всё же в единичных случаях, когда это по какой-либо причине не удаётся (например, при значительном снижении или отсутствии функции почки), выполняется восходящая (ретроградная) пиелография. Для этого катетер вводят в мочеточник до нужного уровня, вплоть до лоханки, через него вводят контрастное вещество (7-10 мл) и делают снимки.
Для исследования желчевыводящих путей в настоящее время используют чрескожную чреспеченочную холеграфию и внутривенную холецистохолангиографию. В первом случае контрастное вещество вводится через катетер непосредственно в общий желчный проток. Во втором случае контраст, введенный внутривенно, в гепатоцитах смешивается с желчью и с ней выводится, заполняя желчные протоки и желчный пузырь.
Для оценки проходимости маточных труб применяют гистеросальпингографию (метросльпингографию), при которой контрастное вещество вводится через влагалище в полость матки с помощью специального шприца.
Контрастная рентгенметодика изучения протоков различных желёз (молочной, слюнной и др.) называется дуктографией, различных свищевых ходов – фистулографией.
Пищеварительный тракт изучают в условиях искусственного контрастирования с помощью взвеси сульфата бария, который при исследовании пищевода, желудка и тонкой кишки пациент принимает внутрь, а при исследовании толстой кишки вводят ретроградно. Оценка состояния пищеварительного тракта обязательно проводится путем рентгеноскопии с выполнением серии рентгенограмм. Исследование толстой кишки имеет особое название – ирригоскопия с ирригографией.
1.6. Компьютерная томография
Компьютерная томография (КТ) – метод послойного рентгенологического исследования, в основе которого - компьютерная обработка множественных рентгенологических изображений слоев тела человека в поперечном сечении. Вокруг человеческого тела по окружности расположены множественные ионизационные или сцинтилляционные датчики, улавливающие рентгеновское излучение, прошедшее через исследуемого.
С помощью компьютера врач может увеличивать изображение, выделять и увеличивать различные его части, определять размеры и что очень важно – оценивать плотность каждого участка в условных единицах. Информация о плотности ткани может быть представлена в виде чисел и гистограмм. Для измерения плотности используют шкалу Хаунсвильда с диапазоном свыше 4000 единиц. За нулевой уровень плотности принята плотность воды. Плотность костей колеблется от +800 до +3000 единиц H (Хаунсвильда), паренхиматозных тканей – в пределах 40-80 ед Н, воздуха и газов - около -1000 ед H.
Плотные образования на КТ видны более светлыми и называются гиперденсивными, менее плотные видны более светлыми и называются гиподенсивными.
Для усиления контрастности при КТ также используют контрастные вещества. Введенные внутривенно иодистые соединения улучшают визуализацию патологических очагов в паренхиматозных органов.
Важным преимуществом современных компьютерных томографов является возможность по серии двухмерных изображений реконструировать трехмерное изображение объекта.
2. Радионуклидные методы исследования
Возможность получения искусственных радиоактивных изотопов позволила расширить сферу применения радиоактивных индикаторов в различных отраслях науки, в том числе и в медицине. Радионуклидная визуализация основана на регистрации излучения, испускаемого находящимся внутри пациента радиоактивным веществом. Таким образом, общее между рентген- и радионуклидной диагностикой – использование ионизирующего излучения.
Радиоактивные вещества, называемые радиофармацевтическими препаратами (РФП), могут использоваться как в диагностических, так и в терапевтических целях. Все они имеют в своем составе радионуклиды – нестабильные атомы, спонтанно распадающиеся с выделением энергии. Идеальный радиофармпрепарат накапливается только в органах и структурах, предназначенных для визуализации. Накопление РФП может обусловливаться, например, метаболическими процессами (молекула-носитель может быть частью метаболической цепочки) либо локальной перфузией органа. Возможность изучения физиологических функций параллельно с определением топографо-анатомических параметров – главное преимущество радионуклидных методов диагностики.
Для визуализации используют радионуклиды, испускающие гамма-кванты, так как альфа- и бета-частицы имеют низкую проникающую способность в тканях.
В зависимости от степени накопления РФП различают «горячие» очаги (с повышенным накоплением) и «холодные» очаги (с пониженным накоплением или его отсутствием).
Существует несколько различных методов радионуклидного исследования.
Целью (общей) изучения данного раздела является умение интерпретировать принципы получения радионуклидного изображения и предназначение различных радионуклидных методов исследования.
Для этого необходимо уметь:
1) интерпретировать принципы получения изображения при сцинтиграфии, эмиссионной компьютерной томографии (однофотонной и позитронной);
2) интерпретировать принципы получения радиографических кривых;
2) трактовать предназначение сцинтиграфии, эмиссионной компьютерной томографии, радиографии.
Сцинтиграфия – самый распространенный метод радионуклидной визуализации. Исследование проводится с помощью гамма-камеры. Основным ее компонентом является дисковидный сцинтилляционный кристалл йодида натрия большого диаметра (около 60 см). Этот кристалл является детектором, улавливающим гамма-излучение, испускаемое РФП. Перед кристаллом со стороны пациента располагается специальное свинцовое защитное устройство – коллиматор, определяющий проекцию излучения на кристалл. Параллельно расположенные отверстия на коллиматоре способствуют проецированию на поверхность кристалла двухмерного отображения распределения РФП в масштабе 1:1.
Гамма-фотоны при попадании на сцинтилляционный кристалл вызывают на нем вспышки света (сцинтилляции), которые передаются на фотоумножитель, генерирующий электрические сигналы. На основании регистрации этих сигналов реконструируется двухмерное проекционное изображение распределения РФП. Окончательное изображение может быть представлено в аналоговом формате на фотопленке. Однако большинство гамма-камер позволяет создавать и цифровые изображения.
Большинство сцинтиграфических исследований выполняются после внутривенного введения РФП (исключение – вдыхание радиоактивного ксенона при ингаляционной сцинтиграфии легких).
При перфузионной сцинтиграфии легких используются меченные 99mТс макроагрегаты альбумина или микросферы, которые задерживаются в мельчайших легочных артериолах. Получают изображения в прямых (передней и задней), боковых и косых проекциях.
Сцинтиграфия скелета выполняется с помощью меченных Тс99m дифосфонатов, накапливающихся в метаболически активной костной ткани.
Для исследования печени применяют гепатобилисцинтиграфию и гепатосцинтиграфию. Первый метод изучает жёлчеобразовательную.и желчевыделительную функцию печени и состояние желчевыводящих путей – их проходимость, накопительную и сократительную способность желчного пузыря, и представляет собой динамическое сцинтиграфическое исследование. В его основе лежит способность гепатоцитов поглощать из крови и транспортировать в составе желчи некоторые органические вещества.
Гепатосцинтиграфия – статическая сцинтиграфия - позволяет оценить барьерную функцию печени и селезенки и основана на том, что звездчатые ретикулоциты печени и селезенки, очищая плазму, фагоцитируют частички коллоидного раствора РФП.
С целью исследования почек используются статическая и динамическая нефросцинтиграфия. Суть метода заключается в получении изображения почек благодаря фиксации в них нефротропных РФП.
2.2. Эмиссионная компьютерная томография
Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) особенно широко используется в кардиологической и неврологической практике. Метод основан на вращении вокруг тела пациента обычной гамма-камеры. Регистрация излучения в различных точках окружности позволяет реконструировать секционное изображение.
Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), в отличие от других радионуклидных методов обследования, основывается на использовании испускаемых радионуклидами позитронов. Позитроны, имея одинаковую массу с электронами, заряжены положительно. Испускаемый позитрон сразу же взаимодействует с ближайшим электроном (эта реакция называется аннигиляцией), что приводит к возникновению двух гамма-фотонов, распространяющихся в противоположных направлениях. Эти фотоны регистрируются специальными детекторами. Информация затем передается на компьютер и преобразуется в цифровое изображение.
ПЭТ позволяет осуществлять количественную оценку концентрации радионуклидов и тем самым изучать метаболические процессы в тканях.
2.3. Радиография
Радиография – метод оценки функции органа посредством внешней графической регистрации изменений радиоактивности над ним. В настоящее время этот метод применяется в основном для изучения состояния почек – радиоренография. Два сцинтиграфических детектора регистрируют излучение над правой и левой почками, третий – над сердцем. Проводят качественный и количественный анализ полученных ренограмм.
3. Ультразвуковые методы исследования
Под ультразвуком подразумевают звуковые волны с частотой свыше 20000 Гц, т.е. выше порога слышимости человеческого уха. Ультразвук используется в диагностике для получения секционных изображений (срезов) и измерения скорости тока крови. Наиболее часто в радиологии используются частоты в диапазоне 2-10 МГц (1 Мгц = 1 миллион Гц). Методику ультразвуковой визуализации называют сонографией. Технологию измерения скорости кровотока называют допплерографией.
Цель (общая) изучения данного раздела: научиться интерпретировать принципы получения ультразвукового изображения и предназначение различных ультразвуковых методов исследования.
Для этого необходимо уметь:
1) интерпретировать принципы получения информации при сонографии и допплерографии;
2) трактовать предназначение сонографии и допплерографии.
3.1. Сонография
Сонография осуществляется пропусканием через тело пациента узконаправленного ультразвукового луча. Ультразвук генерируется специальным датчиком, обычно помещаемым на кожу пациента над обследуемой анатомической областью. Датчик содержит один или несколько пьезоэлектрических кристаллов. Подача электрического потенциала на кристалл приводит к его механической деформации, а механическое сжатие кристалла генерирует электрический потенциал (обратный и прямой пьезоэлектрический эффект). Механические колебания кристалла генерируют ультразвук, который отражается от различных тканей и возвращается назад к датчику в виде эха, генерирует механические колебания кристалла и, следовательно, электрические сигналы той же частоты, что и эхо. В таком виде эхо записывается.
Интенсивность ультразвука постепенно уменьшается с прохождением через ткани тела пациента. Основной причиной этого является поглощение ультразвука в виде тепла.
Непоглощенная часть ультразвука может быть рассеяна или отражена тканями назад к датчику в виде эха. Легкость прохождения ультразвука через ткани частично зависит от массы частиц (которая определяет плотность ткани) и частично - от сил эластичности, притягивающих частицы друг к другу. Плотность и эластичность ткани вместе определяют ее так называемое акустическое сопротивление.
Чем больше изменение акустического сопротивления, тем больше отражение ультразвука. Большое различие в акустическом сопротивлении существует на границе мягкая ткань - газ, и почти весь ультразвук отражается от нее. Поэтому для устранения воздуха между кожей пациента и датчиком применяется специальный гель. По этой же причине сонография не позволяет визуализировать области, расположенные за кишечником (так как кишечник заполнен газом), и содержащую воздух легочную ткань. Существует также и относительно большое различие в акустическом сопротивлении между мягкими тканями и костями. Большинство костных структур, таким образом, препятствует проведению сонографии.
Простейший способ отображения записанного эха - так называемый А-режим (амплитудный режим). В данном формате эхо с различной глубины представляется в виде вертикальных пиков на горизонтальной линии, отражающей глубину. Сила эха определяет высоту или амплитуду каждого из показанных пиков. А-режимный формат дает только одномерное изображение изменения акустического сопротивления вдоль линии прохождения ультразвукового луча и крайне ограниченно используется в диагностике (в настоящее время - только для исследования глазного яблока).
Альтернативой А-режиму является М-режим (М - motion, движение). На таком изображении ось глубины на мониторе ориентируется вертикально. Различные эхосигналы отражаются в виде точек, яркость которых определяется силой эха. Эти яркие точки перемещаются поперек экрана слева направо, создавая таким образом яркие кривые, показывающие изменение положения отражающих структур с течением времени. Кривые М-режима предоставляют детальную информацию о динамике поведения расположенных вдоль ультразвукового луча отражающих структур. Данный метод используется для получения динамических одномерных изображений сердца (стенок камер и створок сердечных клапанов).
Наиболее широко в радиологии используется В-режим (В - brightness, яркость). Данный термин означает, что эхо изображается на экране в виде точек, яркость которых определяется силой эха. В-режим дает двухмерное секционное анатомическое изображение (срез) в реальном масштабе времени. На экране создаются изображения в виде прямоугольника или сектора. Изображения динамичны, на них можно наблюдать такие явления, как респираторные движения, пульсация сосудов, сердечные сокращения и движения плода. Современные аппараты для ультразвуковых исследований используют цифровые технологии. Генерируемый в датчике аналоговый электрический сигнал оцифровывается. Окончательное изображение на мониторе представлено оттенками серой шкалы. Более светлые участки при этом называются гиперэхогенными, более темные – гипо- и анэхогенными.
3.2. Допплерография
Измерение скорости кровотока с использованием ультразвука основано на физическом явлении, согласно которому частота звука, отраженного от движущегося объекта, изменяется по сравнению с частотой посланного звука при ее восприятии неподвижным приемником (допплеровский эффект).
При допплеровском исследовании кровеносных сосудов через тело пропускается генерируемый специальным допплеровским датчиком ультразвуковой луч. При пересечении этим лучом сосуда или сердечной камеры небольшая часть ультразвука отражается от эритроцитов. Частота волн эха, отраженного от этих клеток, движущихся в направлении датчика, будет выше, чем у волн, испускаемых им самим. Разница между частотой принятого эха и частотой генерируемого датчиком ультразвука называется допплеровским частотным сдвигом, или допплеровской частотой. Данный частотный сдвиг прямо пропорционален скорости кровотока. При измерении потока частотный сдвиг непрерывно измеряется прибором; большинство подобных систем автоматически преобразует изменение частоты ультразвука в относительную скорость кровотока (например, в м/с), используя которую можно вычислить истинную скорость кровотока.
Допплеровский частотный сдвиг обычно лежит в пределах различимого человеческим ухом диапазона частот. Поэтому вся допплерографическая аппаратура оборудована динамиками, позволяющими слышать допплеровский частотный сдвиг. Этот "звук кровотока" используется как для обнаружения сосудов, так и для полуколичественной оценки характера тока крови и его скорости. Однако такое звуковое отображение мало пригодно для точной оценки скорости. В связи с этим при допплеровском исследовании обеспечивается визуальное отображение скорости потока - обычно в виде графиков или в форме волн, где по оси ординат отложена скорость, а по оси абсцисс - время. В случаях, когда ток крови направлен к датчику, график допплерограммы располагается над изолинией. Если ток крови направлен от датчика, график располагается под изолинией.
Существует два принципиально различных варианта излучения и приема ультразвука при использовании допплеровского эффекта: постоянноволновой и импульсный. В постоянноволновом режиме допплеровский датчик использует два отдельных кристалла. Один кристалл непрерывно излучает ультразвук, а другой - принимает эхо, что позволяет измерять очень большие скорости. Поскольку происходит одновременное измерение скоростей на большом диапазоне глубин, невозможно выборочно измерить скорость на определенной, заранее заданной глубине.
В импульсном режиме один и тот же кристалл излучает и принимает ультразвук. Ультразвук испускается короткими импульсами, а эхо регистрируется в периоды ожидания между передачами импульсов. Интервал времени между передачей импульса и приемом эха определяет глубину, на которой измеряются скорости. Импульсный допплер позволяет измерять скорости потоков в очень малых объемах (в так называемых контрольных объемах), расположенных вдоль ультразвукового луча, но наибольшие скорости, доступные для измерения, значительно ниже тех, которые можно измерить, используя постоянноволновой допплер.
В настоящее время в радиологии используют так называемые дуплексные сканеры, которые объединяют в себе сонографию и импульсную допплерографию. При дуплексном сканировании направление допплеровского луча накладывается на изображение в В-режиме, и таким образом можно, используя электронные маркеры, выбрать размер и расположение контрольного объема вдоль направления луча. При перемещении электронного курсора параллельно направлению тока крови автоматически измеряется допплеровский сдвиг и показывается истинная скорость потока.
Цветная визуализация кровотока - дальнейшее развитие дуплексного сканирования. Цвета накладываются на изображение в В-режиме, показывая наличие перемещающейся крови. Неподвижные ткани отображаются оттенками серой шкалы, а сосуды - цветной (оттенками голубого, красного, желтого, зеленого, определяемыми относительной скоростью и направлением кровотока). Цветное изображение дает представление о наличии различных сосудов и потоков крови, но обеспечиваемая данным методом количественная информация менее точна, чем при постоянноволновом или импульсном допплеровском исследовании. Поэтому цветная визуализация кровотока всегда комбинируется с импульсной допплерографией.
4. Магнитно-резонансные методы исследования
Цель (общая) изучения данного раздела: научиться интерпретировать принципы получения информации при магнитно-резонансных методов исследования и трактовать их предназначение.
Для этого необходимо уметь:
1) интерпретировать принципы получения информации при магнитно-резонансной томографии и магнитно-резонансной спектроскопии;
2) трактовать предназначение магнитно-резонансной томографии и магнитно-резонансной спектроскопии.
4.1. Магнитно-резонансная томография
Магнитно-резонансная томография (МРТ) - самый «молодой» из радиологических методов. Магнитно-резонансные томографы позволяют создать изображения сечений любой части тела в трех плоскостях.
Основными компонентами МР-томографа являются сильный магнит, радиопередатчик, приемная радиочастотная катушка и компьютер. Внутренняя часть магнита представляет собой цилиндрической формы туннель, достаточно большой для размещения внутри него взрослого человека.
Для МР-томографии используются магнитные поля силой от 0,02 до 3 Тл (тесла). Большинство МР-томографов имеют магнитное поле, ориентированное параллельно длинной оси тела пациента.
Когда пациента помещают внутрь магнитного поля, все ядра водорода (протоны) его тела разворачиваются в направлении этого поля (подобно стрелке компаса, ориентирующейся на магнитное поле Земли). Помимо этого, магнитные оси каждого протона начинают вращаться вокруг направления внешнего магнитного поля. Это вращательное движение называют прецессией, а его частоту - резонансной частотой.
Большинство протонов ориентировано параллельно внешнему магнитному полю магнита ("параллельные протоны"). Остальные прецессируют антипараллельно внешнему магнитному полю ("антипараллельные протоны"). В результате ткани пациента намагничиваются, и их магнетизм ориентируется точно параллельно внешнему магнитному полю. Величина магнетизма определяется избытком параллельных протонов. Избыток пропорционален силе внешнего магнитного поля, но всегда он крайне мал (порядка 1-10 протонов на 1 миллион). Магнетизм также пропорционален числу протонов в единице объема ткани, т.е. плотности протонов. Огромное число (примерно 1022 в мл воды) содержащихся в большинстве тканей ядер водорода обусловливает магнетизм, достаточный для того, чтобы индуцировать электрический ток в воспринимающей катушке. Но обязательным условием индуцирования тока в катушке является изменение силы магнитного поля. Для этого необходимы радиоволны. При пропускании через тело пациента коротких электромагнитных радиочастотных импульсов магнитные моменты всех протонов разворачиваются на 90º, но только в том случае, если частота радиоволн равна резонансной частоте протонов. Это явление и называют магнитным резонансом (резонанс - синхронные колебания).
Воспринимающая катушка расположена вне пациента. Магнетизм тканей индуцирует в катушке электрический ток, и этот ток называют МР-сигналом. Ткани с большими магнитными векторами индуцируют сильные сигналы и выглядят на изображении яркими - гипертинтенсивными, а ткани с малыми магнитными векторами индуцируют слабые сигналы и на изображении выглядят темными – гипоинтенсивными.
Как было сказано ранее, контраст на МР-изображениях определяется различиями в магнитных свойствах тканей. Величина магнитного вектора, прежде всего, определяется плотностью протонов. Объекты с малым количеством протонов, например, воздух, индуцируют очень слабый МР-сигнал и представляются на изображении темными. Вода и другие жидкости должны быть яркими на МР-изображениях как имеющие очень высокую плотность протонов. Однако, в зависимости от режима, используемого для получения МР-изображения, жидкости могут давать как яркие, так и темные изображения. Причина этого в том, что контрастность изображения определяется не только плотностью протонов. Определенную роль играют и другие параметры; два наиболее важных из них - Т1 и Т2.
Для реконструкции изображения необходимо несколько МР-сигналов, т.е. через тело пациента должно быть передано несколько радиочастотных импульсов. В промежутке между подачей импульсов протоны подвергаются двум различным процессам релаксации - Т1 и Т2. Быстрое затухание индуцированного сигнала - частично результат Т2-релаксации. Релаксация - это последствие постепенного исчезновения намагниченности. Жидкости и подобные жидкостям ткани обычно имеют длительное время Т2, а твердые ткани и вещества - короткое время Т2. Чем длиннее Т2, тем ярче (светлее) выглядит ткань, т.е. дает более интенсивный сигнал. МР-изображения, в которых контрастность преимущественно определяется различиями в Т2, называют Т2-взвешенными изображениями.
T1-релаксация - более медленный по сравнению с Т2-релаксацией процесс, заключающийся в постепенном выстраивании отдельных протонов вдоль направления магнитного поля. Таким образом восстанавливается предшествующее радиочастотноному импульсу состояние. Величина Т1 в значительной мере зависит от размера молекул и их мобильности. Как правило, Т1 минимально для тканей с молекулами среднего размера и средней мобильности, например, для жировой ткани. Меньшие, более мобильные молекулы (как в жидкости) и большие, менее мобильные молекулы (как в твердых телах) имеют более высокое значение Т1.
Ткани с минимальным Т1 будут индуцировать наиболее сильные МР-сигналы (например, жировая ткань). Таким образом, эти ткани будут на изображении яркими. Ткани с максимальным Т1 будут, соответственно, индуцировать наиболее слабые сигналы и будут темными. МР-изображения, в которых контрастность преимущественно определяется различиями в Т1, называют Т1-взвешенными изображениями.
Различия в силе МР-сигналов, полученных от различных тканей сразу после воздействия радиочастотного импульса, отражают различия в плотности протонов. На изображениях, взвешенных по протонной плотности, ткани с максимальной плотностью протонов индуцируют наиболее сильный МР-сигнал и выглядят самыми яркими.
Таким образом, в МРТ существует значительно больше возможностей для изменения контрастности изображений, чем в альтернативных методиках – таких, как компьютерная томография и сонография.
Как уже упоминалось, радиочастотные импульсы индуцируют МР-сигналы только в том случае, если частота импульсов точно соответствует резонансной частоте протонов. Данный факт позволяет получать МР-сигналы из выбранного заранее тонкого слоя тканей. Специальные катушки создают небольшие дополнительные поля таким образом, что сила магнитного поля линейно увеличивается в одном направлении. Резонансная частота протонов пропорциональна силе магнитного поля, поэтому она также будет увеличиваться линейно в этом же направлении. Подавая радиочастотные импульсы с установленным заранее узким диапазоном частот, можно записывать МР-сигналы только от тонкого слоя ткани, диапазон резонансных частот которого соответствует диапазону частот радиоимпульсов.
В МР-томографии интенсивность сигнала от неподвижной крови определяется выбранной "взвешенностью" изображения (на практике неподвижная кровь в большинстве случаев визуализируется яркой). В отличие от нее циркулирующая кровь практически не генерирует МР-сигнал, являясь, таким образом, эффективным «негативным» контрастным средством. Просветы сосудов и камеры сердца отображаются темными и четко отграничиваются от окружающих их более ярких неподвижных тканей.
Существуют, однако, специальные методики МРТ, позволяющие отобразить циркулирующую кровь яркой, а неподвижные ткани - темными. Они используются в МР-ангиографии (МРА).
При МРТ широко используются контрастные средства. Все они обладают магнитными свойствами и изменяют интенсивность изображения тканей, в которых они находятся, укорачивая релаксацию (Т1 и/или Т2) окружающих их протонов. Наиболее часто используемые контрастные средства содержат парамагнитный ион металла гадолиния (Gd3+), связанный с молекулой-носителем. Эти контрастные средства вводятся внутривенно и распределяются в организме подобно водорастворимым рентгенконтрастным средствам.
4.2. Магнитно-резонансная спектроскопия
МР-установка с силой магнитного поля не менее 1,5 Тл позволяет проводить магнитно-резонансную спектроскопию (МРС) in vivo. МРС основывается на том факте, что находящиеся в магнитном поле атомные ядра и молекулы вызывают локальные изменения в силе поля. Ядра атомов одного и того же типа (например, водорода) имеют резонансные частоты, слегка варьирующие в зависимости от молекулярного расположения ядер. Индуцируемый после воздействия радиочастотного импульса МР-сигнал будет содержать эти частоты. В результате частотного анализа сложного МР-сигнала создается частотный спектр, т.е. амплитудно-частотная характеристика, показывающая имеющиеся в нем частоты и соответствующие им амплитуды. Такой частотный спектр может предоставить информацию о наличии и относительной концентрации различных молекул.
В МРС могут использоваться несколько видов ядер, но два наиболее часто исследуемых - это ядра водорода (1Н) и фосфора (31Р). Возможна комбинация МР-томографии и МР-спектроскопии. МРС in vivo позволяет получать информацию о важных метаболических процессах в тканях, но этот метод до сих пор еще далек от повседневного применения в клинической практике.

5. Общие принципы выбора оптимального лучевого метода исследования
Цель изучения данного раздела соотвествует его названию - научиться трактовать общие принципы выбора оптимального лучевого метода исследования.
Как показано в предыдущих разделах, существует четыре группы лучевых методов исследования – рентгенологические, ультразвуковые, радионуклидные и магнитно-резонансные. Для эффективного использования их в диагностике различных заболеваний врачу-лечебнику необходимо уметь выбрать из этого множества методов оптимальный для конкретной клинической ситуации. При этом следует руководствоваться такими критериями, как:
1) информативность метода;
2) биологическое действие излучений, применяемых при этом методе;
3) доступность и экономичность метода.

Информативность лучевых методов исследования, т.е. их способность обеспечить врача информацией о морфологическом и функциональном состоянии различных органов, является основным критерием выбора оптимального лучевого метода исследования и будет подробно освещена в разделах второй части нашего учебника.
Сведения о биологическом действии излучений, применяемых при том или другом лучевом методе исследования, относятся к исходному уровню знаний-умений, осваиваемых в курсе медицинской и биологической физики. Однако, учитывая важность этого критерия при назначении пациенту лучевого метода, следует подчеркнуть, что все рентгенологические и радионуклидные методы связаны с ионизирующими излучениями и соответственно вызывают ионизацию в тканях организма пациента. При правильном выполнении этих методов и соблюдении принципов радиационной безопасности они не представляют угрозы здоровью и жизни человека, т.к. все обусловленные ими изменения являются обратимыми. В то же время необоснованно частое их применение может привести к увеличению суммарной дозы облучения, полученной пациентом, возрастанию риска возникновения опухолей и развитию в его организме местных и общих лучевых реакций, о которых вы подробно узнаете из курсов лучевой терапии и радиационной гигиены.
Основным биологическим эффектом при проведении ультразвуковых исследований и магнитно-резонансной томографии является нагревание. Более выражен этот эффект при МРТ. Поэтому первые три месяца беременности некоторыми авторами расцениваются как абсолютное противопоказание для МРТ из-за риска перегревания плода. Еще одним абсолютным противопоказанием к применению этого метода является наличие ферромагнитного объекта, перемещение которого может быть опасным для пациента. Наиболее важными являются внутричерепные ферромагнитные клипсы на сосудах и внутриглазные ферромагнитные инородные тела. Наибольшая связанная с ними потенциальная опасность - кровотечение. Наличие кардиостимуляторов также является абсолютным противопоказанием для МРТ. На функционирование этих приборов может повлиять магнитное поле, и, более того, в их электродах могут индуцироваться электрические токи, способные нагреть эндокард.
Третий критерий выбора оптимального метода исследования – доступность и экономичность – явлется менее важным, чем первые два. Однако, направляя пациента на обследование, любой врач должен помнить, что начинать следует с более доступных, распространенных и менее дорогих методов. Соблюдение этого принципа, прежде всего, - в интересах пациента, которому диагноз будет установлен в более короткий срок.
Таким образом, при выборе оптимального лучевого метода исследования врач должен, главным образом, руководствоваться его информативностью, а из нескольких методов, близких по информативности, назначить более доступный и обладающий меньшим воздействием на организм пациента.

Создан 21 дек 2006

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.

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ И ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ

ОСНОВЫ И ПРИНЦИПЫ

ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Учебно-методическое пособие

УДК 616-073.916 (075.8)

А в т о р ы: канд. мед. наук, доц. А.И. Алешкевич; канд. мед. наук, доц. В.В. Рожковская; канд. мед. наук, доц. И.И. Сергеева; канд. мед. наук, доц. Т.Ф. Тихомирова; ассист. Г.А. Алесина

Р е ц е н з е н т ы: д-р мед. наук, проф. Э.Е. Малевич; канд. мед. наук, доц. Ю.Ф. Полойко

О 75 Основы и принципы лучевой диагностики: Учеб-метод. пособие / А.И. Алешкевич [и др.]. – Минск: БГМУ, 2015. – 86 с.

ISBN 985-462-202-9

В учебно-методическом пособии освещены новейшие научные данные по вопросам традиционной рентгенодиагностики, рентгеновской компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии, ультразвуковой диагностики, радионуклидной диагностики, изложены физико-технические основы методов лучевой диагностики, возможности отдельных технологий медицинской визуализации при исследовании различных органов и систем. Представлены их ограничения и недостатки. Даны основы лучевой семиотики.

Рассмотрены аспекты радиационной безопасности при применении различных методов лучевой диагностики.

Учебно-методическое пособие соответствует разделам 2.1., 2.6 типовой и 1.1., 1.6 учебной программы. Предназначено для студентов всех факультетов медицинских вузов, врачей-интернов и клинических ординаторов. Перепишите из другого УМП.

УДК 616-073.916 (075.8)

ББК 53.6 и 73

ISBN 985-462-202-9

© Оформление. Белорусский государственный медицинский университет, 2014

ТЕМА «ОСНОВЫ И ПРИНЦИПЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ»

Общее время занятий – 14 часов.

Мотивационная характеристика

Лучевая диагностика и лучевая терапия – учебная дисциплина,

которые используются в медицинской науке и практике. Методы лучевой диагностики отличаются высокой информативностью, достоверностью и занимают одно из ведущих мест в системе клинического и профилактического исследования населения.

С помощью методов лучевой диагностики ставится подавляющее большинство всех первичных диагнозов, а в значительной части заболеваний диагностика вообще немыслима без применения этих методов.

Лучевые методы исследования еще называют интраскопическими методами, т.е. дающими возможность «видеть внутри», они являются основными при диагностике большинства заболеваний у лиц разных возрастных групп в практике терапевтов, ортопедов-травматологов,

неврологов и нейрохирургов, онкологов, хирургов, акушеров-гинекологов,

отоларингологов и многих других. Роль методов лучевой диагностики еще больше возросла с внедрением цифровых методов получения изображения.

Кроме задачи выявления и уточнения природы заболевания перед лучевыми методами также ставятся задачи оценки результатов консервативного и хирургического лечения, динамического наблюдения течения патологического процесса и полноты реконвалесценции.

Лучевая терапия, наряду с хирургическим вмешательством и химиотерапией, является одним из основных методов лечения злокачественных новообразований.

Лучевая диагностика входит также в состав интервенционной радиологии, которая заключается в выполнении лечебных вмешательств на

базе лучевых диагностических методов. В настоящем учебно-методическом пособии авторы постарались осветить новейшие научные данные по вопросам традиционной рентгенодиагностики, рентгеновской компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии, ультразвуковой диагностики, радионуклидной диагностики. Изложены физико-технические основы методов, возможности отдельных технологий медицинской визуализации при исследовании различных органов и систем.

Необходимо помнить, что некоторые методы лучевой диагностики обладают негативным воздействием на живой организм, поэтому целесообразность выбора метода исследования в каждом конкретном случае должен решаться с точки зрения тезиса «ПОЛЬЗА-ВРЕД», что особенно важно при исследовании детей и беременных женщин. И в задачи врача лучевой диагностики совместно с лечащим врачом входят разработка оптимального плана обследования пациента и при необходимости – дополнение или замена одного исследования другим.

В учебно-методическом пособии отражены все основные разделы,

предусмотренные учебной программой по дисциплине «Лучевая диагностика и лучевая терапия» для студентов 3 курса лечебного, педиатрического и медико-профилактического факультетов медицинских ВУЗов РБ.

Цель: ознакомить студентов с основами и принципами методов лучевой диагностики.

Задачи: по представленным материалам первичных исследований

(рентгенограммы, линейные и компьютерные томограммы, эхограммы, МРТ-

изображения, сцинтиграммы) определять метод лучевого исследования,

показания, возможности и ограничения метода.

Требования к исходному уровню знаний.

Успешное изучение темы «Основы и принципы лучевой диагностики» осуществляется на базе приобретенных студентом знаний и умений по разделам следующих дисциплин:

Общая химия. Химические элементы и их соединения. Химические

Медицинская и биологическая физика. Характеристика ионизирующих излучений. Радиоактивность. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. Дозиметрия ионизирующих

излучений.

Медицинская биология и общая генетика. Биологические основы жизнедеятельности человека. Уровни организации жизни: молекулярно-

генетический, клеточный, организменный, популяционно-видовой,

биогеоценотический.

Анатомия человека. Строение тела человека, составляющих его систем, органов, тканей, половые и возрастные особенности организма.

Радиационная и экологическая медицина. Действие ионизирующих

излучений на живые объекты.

Нормальная физиология. Организм и его защитные системы.

Основные принципы формирования и регуляции физиологических функций.

Патологическая анатомия. Причины, механизмы и важнейшие проявления типичных патологических процессов. Определение понятия

«воспаление», «опухоль». Основные виды атипизма, характеризующие

Патологическая физиология. Этиология. Учение о патогенезе. Роль реактивности организма в патологии.

Фармакология. Принципы классификации противоопухолевых средств. Современные представления о механизме действия химиотерапевтических лекарственных препаратов.

Контрольные вопросы:

1. Какие виды электромагнитных колебаний применяются в лучевой диагностике?

2. Устройство рентгеновской трубки.

3. Основные свойства рентгеновского излучения.

4. Перечислите основные и специальные методы исследования.

5. Принципы рентгеноскопии, рентгенографии, флюорографии.

6. Цифровая (дигитальная) рентгенография.

7. Линейная томография.

8. Методы искусственного контрастирования, виды контрастных веществ.

9. Основы и принципы работы компьютерного томографа.

10.Спиральная и мультиспиральная компьютерная томография.

11.Физические основы и принципы работы магнитно-резонансного томографа.

12.Особенности изображения органов и тканей на магнитно-резонансных томограммах.

13.Основные импульсные последовательности, применяемые в МРТ.

14.Преимущества и ограничения МРТ.

15.Физические основы ультразвука и методики ультразвукового исследования.

16.Возможности допплерографии.

17.Основные термины, используемые при описании ультразвуковых исследований.

18.Ограничение метода УЗД.

19.Принципы противолучевой защиты и меры охраны труда при диагностическом использовании излучений.

ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Лучевая диагностика – наука о применении различного вида излучений, а также звуковых колебаний высокой частоты для изучения структуры и функции внутренних органов в норме и при патологии. Лучевая диагностика включает в себярентгенодиагностику или рентгенологию

(сюда относиться и рентгеновская компьютерная томография – РКТ),

интервенционную радиологию.

Рентгенодиагностика (рентгенология) основана на применении

рентгеновского излучения; в основе использования магнитно-резонансной томографии находятся электромагнитные волны радиочастотного диапазона и постоянное магнитное поле;ультразвуковая диагностика (сонография) –

в основе – использование ультразвуковых волн. К методам лучевой диагностики относится также радионуклидная диагностика , основанная на принципе регистрации излучений от введенных в организм препаратов,

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Методы рентгенодиагностики получили наибольшее распространение среди всех лучевых методов и до настоящего времени занимают лидирующие позиции по количеству исследований. Именно они по-

прежнему являются основой для диагностики травматических повреждений и заболеваний скелета, болезней легких, пищеварительного тракта и др. Это связано с относительно небольшой стоимостью рентгеновских аппаратов,

простотой, надежностью и уже давно сложившейся традиционной школой рентгенологии. Практически все специалисты в той или иной степени сталкиваются с необходимостью интерпретации рентгеновских снимков.

Ультразвуковые, магнитно-резонансные и изотопные исследования развились до уровня полезных для медицинской практики методов диагностики в 70-80 годах XX ст., в то время как рентгеновское излучение было открыто и нашло применение в медицине еще в конце XIX века.

Вильгельм Конрад Рентген и его Х-лучи

В 1894 году профессор физики Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рентген (рис. 1) приступил к экспериментальным исследованиям электрического заряда в вакуумных трубках. В этой области уже много было сделано другими исследователями (этим вопросом занимались французский физик Антуан-Филибер-Массон, английский физик Уильям Крукс и немецкий физик Филипп фон Ленард.

электровакуумной трубкой, на которую подавался ток высокого напряжения.

Чтобы облегчить наблюдения, Рентген затемнил комнату и обернул трубку плотной непрозрачной черной бумагой. К своему удивлению, он увидел на стоявшем на некотором удалении экране, покрытом платиноцианистым барием, полосу флюоресценции. Удивление его было связано с тем, что на тот момент уже было известно, что катодные лучи были короткодействующими и могли вызывать свечение вещества только вблизи трубки. В данном же случае речь шла о воздействии на расстоянии около двух метров. Рентген тщательно проанализировал и проверил возможность ошибки и убедился, что источником излучения является именно вакуумная трубка, а не часть цепи или индукционная катушка. Флюоресценция появлялась всякий раз только при включении трубки.

Тогда В.К. Рентген предположил, что свечение экрана связано не с катодными лучами, а другим видом лучей, ранее неизвестными, которые способны воздействовать на значительном расстоянии. Эти лучи он так и назвал – Х-лучи (неизвестные лучи).

Последующие семь недель Рентген не выходил из своей лаборатории,

проводя исследования с новым видом неизвестных или Х-лучей.

Широкую известность приобрела выполненная Рентгеном с помощью Х-лучей фотография кисти жены Берты Рентген, выполненная 22 декабря

1895 года (рис. 2). На ней отчетливо видны кости на фоне изображения мягких тканей (задерживающих Х-лучи в меньшей степени) и тень от кольца на пальце. Фактически это была первая рентгенограмма в истории. За очень короткий отрезок времени Рентген изучил и описал все основные свойства новых Х-лучей.

Рентген стал первым (1901 г.) лауреатом Нобелевской премии по физике «в знак признания необычайно важных заслуг перед наукой,

выразившихся в открытии замечательных лучей, названных впоследствии в его честь». Решением I Международного съезда по рентгенологии в 1906 г.

Х-лучи были названы рентгеновскими.

Основные свойства рентгеновского излучения.

Рентгеновская аппаратура

Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитные волны

(поток квантов, фотонов), которые в общеволновом спектре расположены между ультрафиолетовыми лучами и γ-лучами. Они отличаются от радиоволн, инфракрасного излучения, видимого света и ультрафиолетового излучения меньшей длиной волны (рис. 3). Длина волны рентгеновских лучей (λ) составляет от 10 нм до 0,005 нм (10-9 -10-12 м).

Рис. 3. Положение рентгеновского излучения в общем спектре электромагнитных излучений.

Поскольку рентгеновские лучи являются электромагнитными волнами,

помимо длины волны, они могут быть описаны частотой и энергией, которые несет каждый квант (фотон). Фотоны рентгеновского излучения имеют энергию от 100 эВ до 250 кэВ, что соответствует излучению с частотой от

3х1016 Гц до 6х1019 Гц. Скорость распространения рентгеновских лучей равна скорости света – 300 000 км/с.

Основными свойствами рентгеновских лучейявляются:

1) высокая проникающая способность ;

2) поглощение и рассеивание ;

3) прямолинейность распространения – рентгеновское изображение всегда точно повторяет форму исследуемого объекта;

4) способность вызывать флюоресценцию (свечение) при

прохождении через некоторые вещества – эти вещества называются

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.

Методическая разработка № 2

к практическому занятию по лучевой диагностике для студентов 3 курса лечебного факультета

Тема: Основные методы лучевой диагностики

Выполнила: интерн Пекшева М.С.

Основные методы лучевой диагностики:

1. Методы на основе рентгеновского излучения:

· Флюорография

· Традиционная рентгенография, рентгеноскопия

· Рентгеновская компьютерная томография

· Ангиография (рентгеноконтрастные исследования)

2. Методы на основе ультразвука:

· Общее ультразвуковое исследование

· Эхокардиография

· Доплерография

3. Методы, основанные на эффекте ЯМР:

· МР-спектроскопия

4. Методы, основанные на использовании радионуклидных препаратов

· Радионуклидная диагностика

· Позитронно-эмиссионная томография

· Радиоиммунологическое исследование in vitro

5. Инвазивные процедуры в лечении и диагностике, проводимые под контролем лучевых методов исследования:

· Интервенционная радиология.

Свойства рентгеновских лучей:

· Способны проникать через тела и предметы, которые поглощают или отражают (т.е. не пропускают) видимые световые лучи.

· Как и видимый свет могут создавать на светочувствительном материале (фото- или рентгеновской пленке) скрытое изображение, которое после проявления становится видимым

· Вызывают флюоресценцию (свечение) ряда химических соединений используемых в рентгеноскопических экранах

· Обладают высокой энергией и способны вызывать распад нейтральных атомов на + и – заряженные частицы (ионизирующее излучение).

Традиционная рентгенография .

Рентгенография (рентгеновская съемка) - способ рентгенологического исследования, при котором фиксированное рентгеновское изображение объекта получают на твердом носителе, в подавляющем большинстве случаев на рентгеновской пленке. В цифровых рентгеновских аппаратах это изображение может быть зафиксировано на бумаге, в магнитной или магнитно-оптической памяти, получено на экране дисплея.

Рентгеновская трубка представляет собой вакуумный стеклянный сосуд, в концы которого впаяны два электрода - катод и анод. Последний выполнен в виде тонкой вольфрамовой спирали, вокруг которой при ее нагревании образуется облако свободных электронов (термоэлектронная эмиссия). Под действием высокого напряжения, приложенного к полюсам рентгеновской трубки, они разгоняются и фокусируются на аноде. Последний вращается с огромной скоростью - до 10 тыс. оборотов в 1 мин, чтобы поток электронов не попадал в одну точку и не вызвал расплавления анода из-за его перегрева. В результате торможения электронов на аноде часть их кинетической энергии превращается в электромагнитное излучение.

В состав типового рентгенодиагностического аппарата входят питающее устройство, излучатель (рентгеновская трубка), устройство для коллимации пучка, рентгеноэкспонометр и приемники излучения.

На рентгенограммах можно получить изображение любой части тела. Некоторые органы хорошо различимы на снимках благодаря естественной контрастности (кости, сердце, легкие). Другие органы достаточно четко отображаются только после их искусственного контрастирования (бронхи, сосуды, желчные протоки, полости сердца, желудок, кишечник). В любом случае рентгенологическая картина формируется из светлых и темных участков. Почернение рентгеновской пленки, как и фотопленки, происходит вследствие восстановления металлического серебра в ее экспонированном эмульсионном слое. Для этого пленку подвергают химической и физической обработке: проявляют, фиксируют, промывают, сушат. В современных рентгеновских кабинетах весь процесс обработки пленки автоматизирован благодаря наличию проявочных машин. Следует помнить, что рентгеновский снимок является негативом по отношению к изображению, видимому на флюоресцентном экране при просвечивании, поэтому прозрачные для рентгеновских лучей участки тела на рентгенограммах получаются темными («затемнения»), а более плотные - светлыми («просветления»).

Показания к рентгенографии весьма широки, но в каждом конкретном случае должны быть обоснованы, так как рентгенологическое исследование сопряжено с лучевой нагрузкой. Относительными противопоказаниями служат крайне тяжелое состояние или сильное возбуждение больного, а также острые состояния, при которых требуется экстренная хирургическая помощь (например, кровотечение из крупного сосуда, открытый пневмоторакс).

Методу рентгенографии присущи следующие достоинства:

· метод довольно прост при выполнении и широко применяется;

· рентгеновский снимок - объективный документ, который может длительно храниться;

· сопоставление особенностей изображения на повторных снимках, выполненных в различные сроки, позволяет изучить динамику возможных изменений патологического процесса;

· относительная малая лучевая нагрузка (по сравнению с режимом просвечивания) на больного.

Недостатки рентгенографии

· сложность оценки функции органа.

· Наличие ионизирующего излучения, способного оказать вредное воздействие на исследуемый организм.

· 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 мало информативна для анализа изменений в мягких тканях.

Рентгеноскопия – метод получение рентгеновского изображения на светящемся экране.

В современных условиях применение флюоресцентного экрана не обосновано в связи с его малой светимостью, что вынуждает проводить исследования в хорошо затемненном помещении и после длительной адаптации исследователя к темноте (10-15 минут) для различения малоинтенсивного изображения. Вместо классической рентгеноскопии применяется рентгенотелевизионное просвечивание, при котором рентгеновские лучи попадают на УРИ (усилитель рентгеновского изображения), в состав последнего входит ЭОП (электронно-оптический преобразователь). Получаемое изображение выводится на экран монитора. Вывод изображения на экран монитора не требует световой адаптации исследователя, а также затемненного помещения. В дополнение, возможна дополнительная обработка изображения и его регистрация на видеопленке или памяти аппарата.

Преимущества:

· Методика рентгеноскопии проста и экономична, позволяет исследовать больного в различных проекциях и положениях (многоосевое и полипозиционное исследование), оценить анатомо-морфологические и функциональные особенности изучаемого органа.

· Главным преимуществом перед рентгенографией является факт исследования в реальном масштабе времени. Это позволяет оценить не только структуру органа, но и его смещаемость, сократимость или растяжимость, прохождение контрастного вещества, наполняемость.

· Рентгеноскопия позволяет контролировать проведение некоторых инструментальных процедур - постановка катетеров, ангиопластика (см. ангиография), фистулография.

Вместе с тем, для метода характерны определенные недостатки:

· значительная лучевая нагрузка на больного, величина которой находится в прямой зависимости от размеров изучаемого поля, продолжительности исследования и ряда других факторов; относительно низкая разрешающая способность

· необходимость специального обустройства рентген-кабинета (его расположения по отношению к другим отделениям, улице и т.д)

· необходимость использования защитных устройств (фартуки, ширмы)

Цифровые технологии в рентгеноскопии можно разделить на:

Полнокадровый метод

Этот метод характеризуется получением проекции полного участка исследуемого объекта на рентгеночувствительный приёмник (пленка или матрица) размера близкого к размеру участка. Главным недостатком метода является рассеянное рентгеновское излучение. При первичном облучении всего участка объекта (например, тело человека) часть лучей поглощается телом, а часть рассеивается в стороны, при этом дополнительно засвечивает участки, поглотившие первоначально прошедшие рентгеновские лучом. Тем самым уменьшается разрешающая способность, образуются участки с засветкой проецируемых точек. В итоге получается рентгеновское изображение с уменьшением диапазона яркостей, контрастности и разрешающей способности изображения. При полнокадровом исследовании участка тела одновременно облучается весь участок. Попытки уменьшить величину вторичного рассеянного облучения применением радиографического растра приводит к частичному поглощению рентгеновских лучей, но и увеличению интенсивности источника, увеличению дозировки облучения.[править]

Сканирующий метод

Однострочный сканирующий метод: Наиболее перспективным является сканирующий метод получения рентгеновского изображения. То есть рентгеновское изображение получают движущимся с постоянной скоростью определенным пучком рентгеновских лучей. Изображение фиксируется построчно (однострочный метод) узкой линейной рентгеночувствительной матрицей и передаётся в компьютер. При этом в сотни и более раз уменьшается дозировка облучения, изображения получаются практически без потерь диапазона яркости, контрастности и, главное, объёмной (пространственной) разрешающей способности.

Многострочный сканирующий метод: В отличие от однострочного сканирующего метода, многострочный наиболее эффективен. При однострочном методе сканирования из-за минимальной величины размера пучка рентгеновского луча (1-2мм), ширины однострочной матрицы 100мкм, наличием разного рода вибраций, люфтов аппаратуры, получаются дополнительные повторные облучения. Применив многострочную технологию сканирующего метода, удалось в сотни раз уменьшить вторичное рассеянное облучение и во столько же раз снизить интенсивность рентгеновского луча. Одновременно улучшены все прочие показатели получаемого рентгеновского изображения: диапазон яркости, контраст и разрешение.

Рентгеновская флюорография - представляет крупнокадровое фотографирование изображения с рентгеновского экрана (формат кадра 70x70 мм, 100x100 мм, 110x110 мм). Метод предназначен для проведения массовых профилактических исследований органов грудной клетки. Достаточно высокое разрешение изображения крупноформатных флюорограмм и меньшая затратность позволяют также использовать метод для исследования больных в условиях поликлиники или стационара.

Цифровая рентгенография : (МЦРУ)

основанная на прямом преобразовании энергии рентгеновских фотонов в свободные электроны. Подобная трансформация происходит при действии рентгеновского пучка, прошедшего через объект, на пластины из аморфного селена или аморфного полукристаллического силикона. По ряду соображений такой метод рентгенографии пока используют только для исследования грудной клетки. Независимо от вида цифровой рентгенографии окончательное изображение при ней сохраняется на различного рода носителях либо в виде твердой копии (воспроизводится с помощью мультиформатной камеры на специальной фотопленке), либо с помощью лазерного принтера на писчей бумаге.

К достоинствам цифровой рентгенографии относятся

· высокое качествоизображения,

· 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.

К недостаткам помимо обще-рентгенологических (обустройство и расположение кабинета), относится высокая стоимость оборудования.

Линейная томография:

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

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. Показания к томографии достаточно широки, особенно в учреждениях, в которых нет компьютерного томографа. Наиболее широкое распространение томография получила в пульмонологии. На томограммах получают изображение трахеи и крупных бронхов, не прибегая к их искусственному контрастированию. Томография легких очень ценна для выявления полостей распада на участках инфильтрации или в опухолях, а также для обнаружения гиперплазии внутригрудных лимфатических узлов. Она также дает возможность изучить структуру околоносовых пазух, гортани, получить изображение отдельных деталей такого сложного объекта, каким является позвоночник.

В основе качества изображения лежат:

· Характеристики рентгеновского излучения (mV, mA, время, доза (ЭЭД), однородность)

· Геометрия (размер фокусного пятна, фокусное расстояние, размер объекта)

· Тип устройства (экранно-пленочный аппарат, запоминающий люминофор, система детекторов)

Непосредственно определяют качество изображения:

· Динамический диапазон

· Контрастная чувствительность

· Соотношение сигнал-шум

· Пространственное разрешение

Косвенно влияют на качество изображения:

· Физиология

· Психология

· Воображение\фантазия

· Опыт\информированность

Классификация рентгеновских детекторов:

1. Экранно-пленочные

2. Цифровые

· На основе запоминающих люминофоров

· На основе УРИ

· На основе газоразрядных камер

· На основе полупроводников (матрицы)

На фосф пластинах: специальные кассеты на которые можно делать много изображений (считывание изображений с пластины на монитор, пластина хранит изображение до 6 часов)

Компьютерная томография - это послойное рентгенологическое исследование, основанное на компьютерной реконструкции изображения, получаемого при круговом сканировании объекта узким пучком рентгеновского излучения.

Узкий пучок рентгеновского излучения сканирует человеческое тело по окружности. 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 (а их количество может достигать нескольких тысяч) 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 (и, следовательно, степень поглощения излучения) в каком либо одном направлении. Вращаясь вокруг пациента, рентгеновский излучатель «просматривает» 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. При использовании стандартных программ компьютер реконструирует внутреннюю структуру объекта. В результате этого получается изображение тонкого слоя изучаемого органа, обычно порядка нескольких миллиметров, которое выводится на дисплей, и врач обрабатывает его применительно к поставленной перед ним задаче: может масштабировать изображение (увеличивать и уменьшать), выделять интересующие его области (зоны интереса), определять размеры органа, число или характер патологических образований. 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). Естественно, такой диапазон плотностей отобразить ни на дисплее, ни на фотопленке нельзя, поэтому врач выбирает ограниченный диапазон на шкале Хаунсфилда - «окно», размеры которого обычно не превышают нескольких десятков единиц Хаунсфилда. Параметры окна (ширина и расположение на всей шкале Хаунсфилда) всегда обозначают на компьютерных томограммах. После такой обработки изображение помещают в долговременную память компьютера или сбрасывают на твердый носитель - фотопленку.

Бурно развивается спиральная томография, при которой излучатель движется по спирали по отношению к телу пациента и захватывает, таким образом, за короткий промежуток времени, измеряемый несколькими секундами, определенный объем тела, который в последующем может быть представлен отдельными дискретными слоями.

Спиральная томография инициировала создание новых способов визуализации - компьютерной ангиографии, трехмерного (объемного) изображения органов и, наконец, виртуальной эндоскопии.

Поколения компьютерных томографов: от первого до четвёртого

Прогресс КТ томографов напрямую связан с увеличением количества детекторов, то есть с увеличением числа одновременно собираемых проекций.

1. Аппарат 1-го поколения появился в 1973 г. КТ аппараты первого поколения были пошаговыми. Была одна трубка, направленная на один детектор. Сканирование производилось шаг за шагом, делая по одному обороту на слой. Один слой изображения обрабатывался около 4 минут.

2. Во 2-ом поколении КТ аппаратов использовался веерный тип конструкции. На кольце вращения напротив рентгеновской трубки устанавливалось несколько детекторов. Время обработки изображения составило 20 секунд.

3. 3-е поколение компьютерных томографов ввело понятие спиральной компьютерной томографии. Трубка и детекторы за один шаг стола синхронно осуществляли полное вращение по часовой стрелке, что значительно уменьшило время исследования. Увеличилось и количество детекторов. Время обработки и реконструкций заметно уменьшилось.

4. 4-ое поколение имеет 1088 люминесцентных датчика, расположенных по всему кольцу гентри. Вращается лишь рентгеновская трубка. Благодаря этому методу время вращения сократилось до 0,7 секунд. Но существенного отличия в качестве изображений с КТ аппаратами 3-го поколения не имеет.

Спиральная компьютерная томография

Спиральная КТ используется в клинической практике с 1988 года, когда компания Siemens Medical Solutions представила первый спиральный компьютерный томограф. Спиральное сканирование заключается в одновременном выполнении двух действий: непрерывного вращения источника - рентгеновской трубки, генерирующей излучение, вокруг тела пациента, и непрерывного поступательного движения стола с пациентом вдоль продольной оси сканирования z через апертуру гентри. В этом случае траектория движения рентгеновской трубки, относительно оси z - направления движения стола с телом пациента, примет форму спирали. В отличие от последовательной КТ скорость движения стола с телом пациента может принимать произвольные значения, определяемые целями исследования. Чем выше скорость движения стола, тем больше протяженность области сканирования. Важно то, что длина пути стола за один оборот рентгеновской трубки может быть в 1,5-2 раза больше толщины томографического слоя без ухудшения пространственного разрешения изображения. Технология спирального сканирования позволила значительно сократить время, затрачиваемое на КТ-исследование и существенно уменьшить лучевую нагрузку на пациента.

Многослойная компьютерная томография (МСКТ). Многослойная («мультиспиральная») компьютерная томография с внутривенным контрастным усилением и трёхмерной реконструкцией изображения. Многослойная («мультиспиральная», «мультисрезовая» компьютерная томография - мсКТ) была впервые представлена компанией Elscint Co. в1992 году. Принципиальное отличие мсКТ томографов от спиральных томографов предыдущих поколений в том, что по окружности гантри расположены не один, а два и более ряда детекторов. Для того, чтобы рентгеновское излучение могло одновременно приниматься детекторами, расположенными на разных рядах, была разработана новая - объёмная геометрическая форма пучка. В 1992 году появились первые двухсрезовые (двухспиральные) МСКТ томографы с двумя рядами детекторов, а в 1998 году - четырёхсрезовые (четырёхспиральные), с четырьмя рядами детекторов соответственно. Кроме вышеотмеченных особенностей, было увеличено количество оборотов рентгеновской трубки с одного до двух в секунду. Таким образом, четырёхспиральные мсКТ томографы пятого поколения на сегодняшний день в восемь раз быстрее, чем обычные спиральные КТ томографы четвертого поколения. В 2004-2005 годах были представлены 32-, 64- и 128-срезовые мсКТ томографы, в том числе - с двумя рентгеновскими трубками. Сегодня же в некоторых больницах уже имеются 320-срезовые компьютерные томографы. Эти томографы, впервые представленные в 2007 году компанией Toshiba, являются новым витком эволюции рентгеновской компьютерной томографии. Они позволяют не только получать изображения, но и дают возможность наблюдать почти что «в реальном» времени физиологические процессы, происходящие в головном мозге и в сердце. Особенностью подобной системы является возможность сканирования целого органа (сердце, суставы, головной мозг и т.д.)за один оборот лучевой трубки, что значительно сокращает время обследования, а так же возможность сканировать сердце даже у пациентов, страдающих аритмиями. Несколько 320-ти срезовых сканеров уже установлены и функционируют в России.

Подготовка:

Специальной подготовки больного к КТ органов головы, шеи, грудной полости и конечностей не требуется. При исследовании аорты, нижней полой вены, печени, селезенки, почек больному рекомендуется ограничиться легким завтраком. На исследование желчного пузыря пациент должен явиться натощак. Перед КТ поджелудочной железы и печени необходимо принять меры для уменьшения метеоризма. Для более четкого дифференцирования желудка и кишечника при КТ брюшной полости их контрастируют путем дробного приема внутрь пациентом до исследования около 500 мл 2,5 % раствора водорастворимого йодистого контрастного вещества. Следует также учесть, что если накануне проведения КТ больному выполняли рентгенологическое исследование желудка или кишечника, то скопившийся в них барий будет создавать артефакты на изображении. В связи с этим не следует назначать КТ до полного опорожнения пищеварительного канала от этого контрастного вещества.

Разработана дополнительная методика выполнения КТ - усиленная КТ . Она заключается в проведении томографии после внутривенного введения больному водорастворимого контрастного вещества (перфузия). Этот прием способствует увеличению поглощения рентгеновского излучения в связи с появлением контрастного раствора в сосудистой системе и паренхиме органа. При этом, с одной стороны, повышается контрастность изображения, а с другой - выделяются сильно васкуляризованные образования, например сосудистые опухоли, метастазы некоторых опухолей. Естественно, на фоне усиленного теневого изображения паренхимы органа в ней лучше выявляются малососудистые или вовсе бессосудистые зоны (кисты, опухоли).

Некоторые модели компьютерных томографов снабжены кардиосинхронизаторами . Они включают излучатель в точно заданные моменты времени-в систолу и диастолу. Полученные в результате такого исследования поперечные срезы сердца позволяют визуально оценить состояние сердца в систолу и диастолу, провести расчет объема камер сердца и фракции выброса, проанализировать показатели общей и регионарной сократительной функции миокарда.

Компьютерная томография с двумя источниками излучения. DSCT - Dual Source Computed Tomography.

В 2005 году компанией Siemens Medical Solutions представлен первый аппарат с двумя источниками рентгеновского излучения. Теоретические предпосылки к его созданию были еще в 1979 году, но технически его реализация в тот момент была невозможна. По сути он является одним из логичных продолжений технологии МСКТ. Дело в том, что при исследовании сердца (КТ-коронарография) необходимо получение изображений объектов находящихся в постоянном и быстром движении, что требует очень короткого периода сканирования. В МСКТ это достигалось синхронизацией ЭКГ и обычного исследования при быстром вращении трубки. Но минимальный промежуток времени, требуемый для регистрации относительно неподвижного среза для МСКТ при времени обращения трубки, равном 0,33 с (≈3 оборота в секунду), равен 173 мс, то есть время полуоборота трубки. Такое временное разрешение вполне достаточно для нормальной частоты сердечных сокращений (в исследованиях показана эффективность при частотах менее 65 ударов в минуту и около 80, с промежутком малой эффективности между этими показателями и при больших значениях). Некоторое время пытались увеличить скорость вращения трубки в гентри томографа. В настоящее время достигнут предел технических возможностей для ее увеличения, так как при обороте трубки в 0,33 с ее вес возрастает в 28 раз (перегрузки 28 g). Чтобы получить временное разрешение менее 100 мс, требуется преодоление перегрузок более чем 75 g. Использование же двух рентгеновских трубок, расположенных под углом 90°, дает временное разрешение, равное четверти периода обращения трубки (83 мс при обороте за 0,33 с). Это позволило получать изображения сердца независимо от частоты сокращений. Также такой аппарат имеет еще одно значительное преимущество: каждая трубка может работать в своем режиме (при различных значениях напряжения и тока, кВ и мА соответственно). Это позволяет лучше дифференцировать на изображении близкорасположенные объекты различных плотностей. Особенно это важно при контрастировании сосудов и образований, находящихся близко от костей или металлоконструкций. Данный эффект основан на различном поглощении излучения при изменении его параметров у смеси кровь + йодсодержащее контрастное вещество при неизменности этого параметра у гидроксиапатита (основа кости) или металлов. В остальном аппараты являются обычными МСКТ аппаратами и обладают всеми их преимуществами.

Показания:

· Головная боль

· Травма головы, не сопровождающаяся потерей сознания

· Обморок

· Исключение рака легких. В случае использования компьютерной томографии для скрининга, исследование делается в плановом порядке.

· Тяжелые травмы

· Подозрение на кровоизлияние в мозг

· Подозрение на повреждение сосуда (например, расслаивающая аневризма аорты)

· Подозрение на некоторые другие острые повреждения полых и паренхиматозных органов (осложнения как основного заболевания, так и в результате проводимого лечения)

· Большинство КТ исследований делается в плановом порядке, по направлению врача, для окончательного подтверждения диагноза. Как правило, перед проведением компьютерной томографии, делаются более простые исследования - рентген, УЗИ, анализы и т. д.

· Для контроля результатов лечения.

· Для проведения лечебных и диагностических манипуляций, например пункция под контролем компьютерной томографии и др.

Преимущества:

· Наличие компьютера оператора аппарата, который заменяет собой пультовую комнату. Это улучшает контроль за ходом исследования, т.к. оператор располагается непосредственно перед смотровым просвинцованым окном, также оператор может отслеживать параметры жизнедеятельности больного непосредственно во время исследования.

· Отпала необходимость в обустройстве фотолаборатории в связи с внедрением проявочной машины. Больше нет необходимости в ручном проявлении снимков в танках с проявителем и фиксажем. Также не требуется темновой адаптации зрения для работы в фотолаборатории. В проявочную машину заблаговременно загружается запас пленки (как в обычный принтер). Соответственно улучшились характеристики циркулирующего в помещении воздуха, и повысился комфорт работы для персонала. Ускорился процесс проявки снимков и их качество.

· Значительно повысилось качество изображения, которое стало возможным подвергать компьютерной обработке, хранить в памяти. Отпала необходимость в рентгеновской пленке, архивах. Появилась возможность передачи изображения по кабельным сетям, обработка на мониторе. Появились методы объемной визуализации.

· Высокое пространственное разрешение

· Быстрота обследования

· Возможность 3-мерной и многоплоскостной реконструкции изображений

· Низкая оператор-зависимость метода

· Возможность стандартизации исследования

· Относительная доступность оборудования (по количеству аппаратов и стоимости обследования)

· Преимущества МСКТ перед обычной спиральной КТ

o улучшение временного разрешения

o улучшение пространственного разрешения вдоль продольной оси z

o увеличение скорости сканирования

o улучшение контрастного разрешения

o увеличение отношения сигнал/шум

o эффективное использование рентгеновской трубки

o большая зона анатомического покрытия

o уменьшение лучевой нагрузки на пациента

Недостатки:

· Относительный недостаток КТ - высокая стоимость исследования по сравнению с обычными рентгеновскими методами. Это ограничивает широкое применение КТ строгими показаниями.

· Наличие ионизирующего излучения и использование рентгеноконтрастных средств

Некоторые абсолютные и относительные противопоказания :

Без контраста

· Беременность

С контрастом

· Наличие аллергии на контрастный препарат

· Почечная недостаточность

· Тяжёлый сахарный диабет

· Беременность (тератогенное воздействие рентгеновского излучения)

· Тяжёлое общее состояние пациента

· Масса тела более максимальной для прибора

· Заболевания щитовидной железы

· Миеломная болезнь

Ангиографией называют рентгенологическое исследование кровеносных сосудов, производимое с применением контрастных веществ. Для искусственного контрастирования в кровяное и лимфатическое русло вводят раствор органического соединения йода, предназначенного для этой цели. В зависимости от того, какую часть сосудистой системы контрастируют, различают артериографию, венографию (флебографию) и лимфографию. Ангиографию выполняют только после общеклинического обследования и лишь в тех случаях, когда с помощью неинвазивных методов не удается диагностировать болезнь и предполагается, что на основании картины сосудов или изучения кровотока можно выявить поражение собственно сосудов или их изменения при заболеваниях других органов.

Показания:

· для исследования гемодинамики и выявления собственно сосудистой патологии,

· диагностики повреждений и пороков развития органов,

· распознавания воспалительных, дистрофических и опухолевых поражений, вызываю-

· их нарушение функции и морфологии сосудов.

· Ангиография является небходимым этапом при проведении эндоваскулярных операций.

Противопоказания:

· крайне тяжелое состояние больного,

· острые инфекционные, воспалительные и психические заболевания,

· выраженная сердечная, печеночная и почечная недостаточность,

· повышенная чувствительность к препаратам йода.

Подготовка:

· Перед исследованием врач должен разъяснить пациенту необходимость и характер процедуры и получить его согласие на ее проведение.

· Вечером накануне ангиографии назначают транквилизаторы.

· Утром отменяют завтрак.

· В области пункции выбривают волосы.

· За 30 мин до исследования выполняют премедикацию (антигистаминные препараты,

· транквилизаторы, анальгетики).

Излюбленным местом для катетеризации служит область бедренной артерии. Больного укладывают на спину. Операционное поле обрабатывают и отграничивают стерильными простынями. Прощупывают пульсирующую бедренную артерию. После местной паравазальной анестезии 0,5 % раствором новокаина делают разрез кожи длиной 0,3-0,4 см. Из него тупым путем прокладывают узкий ход к артерии. В проделанный ход с небольшим наклоном вводят специальную иглу с широким просветом. Ею прокалывают стенку артерии, после чего колющий стилет удаляют. Подтягивая иглу, локализуют ее конец в просвете артерии. В этот момент из павильона иглы появляется сильная струя крови. Через иглу в артерию вводят металлический проводник, который затем продвигают во внутреннюю и общую подвздошную артерии и аорту до избранного уровня. Иглу удаляют, а по проводнику в необходимую точку артериальной системы вводят рентгеноконтрастный катетер. За его продвижением наблюдают на дисплее. После уда- ления проводника свободный (наружный) конец катетера присоединяют к адаптеру и катетер сразу же промывают изотоническим раствором натрия хлорида с гепарином. Все манипуляции при ангиографии осуществляют под контролем рентгенотелевидения. Участники катетеризации работают в защитных фартуках, поверх которых надеты стерильные халаты. В процессе ангиографии ведут постоянное наблюдение за состоянием больного. Через катетер в исследуемую артерию автоматическим шприцем (инъектором) под давлением вводят контрастное вещество. В тот же момент начинается скоростная рентгеновская съемка. Ее программа - число и время выполнения снимков - установлена на пульте управления аппаратом. Снимки немедленно проявляют. Убедившись в успехе исследования, катетер удаляют. Место пункции прижимают на 8-10 мин для остановки кровотечения. На область пункции на сутки накладывают давящую повязку. Больному на тот же срок предписывается постельный режим. Спустя сутки повязку заменяют асептической наклейкой. За состоянием больного постоянно следит лечащий врач. Обязательны измерение температуры тела и осмотр места оперативного вмешательства.

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. Благодаря компьютерной обработке итоговая рентгенологическая картина сердца и сосудов отличается высоким качеством, но главное - на ней можно выделить изображение сосудов из общего изображения исследуемой части тела, в частности убрать мешающие тени мягких тканей и скелета и количественно оценить гемодинамику. Существенным преимуществом ДСА по сравнению с другими методиками является уменьшение необходимого количества рентгеноконтрастного вещества, поэтому можно получить изображение сосудов при большом разведении контрастного вещества. А это означает (внимание!), что можно ввести контрастное вещество внутривенно и на последующей серии снимков получить тень артерий, не прибегая к их катетеризации. В настоящее время почти повсеместно обычную ангиографию заменяют на ДСА.

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.

Радиофармацевтическим препаратом называют разрешенное для введения человеку с диагностической целью химическое соединение, в молекуле которого содержится радионуклид. радионуклид должен обладать спектром излучения определенной энергии, обусловливать минимальную лучевую нагрузку и отражать состояние исследуемого органа.

Для получения изображения органов применяют только радионуклиды, испускающие γ-лучи или характеристическое рентгеновское излучение, так как эти излучения можно регистрировать при наружной детекции. Чем больше γ-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. С этих позиций предпочтительны радионуклиды с ядерным превращением по типу изомерного перехода - Тс, In. Оптимальным диапазоном энергии квантов в радионуклидной диагностике считают 70-200 кэВ. Время, в течение которого активность введенного в организм РФП уменьшается наполовину вследствие физического распада и выведения, называют эффективным периодом полувыведения (Тм.)

Для выполнения радионуклидных исследований разработаны разнообразные диагностические приборы. Независимо от их конкретного назначения все эти приборы устроены по единому принципу: в них есть детектор, преобразующий ионизирующее излучение в электрические импульсы, блок электронной обработки и блок представления данных. Многие радиодиагностические приборы оснащены компьютерами и микропроцессорами. В качестве детектора обычно используют сцинтилляторы или, реже, газовые счетчики. Сцинтиллятор - это вещество, в котором под действием быстро заряженных частиц или фотонов возникают световые вспышки - сцинтилляции. Эти сцинтилляции улавливаются фотоэлектронными умножителями (ФЭУ), которые превращают световые вспышки в электрические сигналы. Сцинтилляционный кристалл и ФЭУ помещают в защитный металлический кожух - коллиматор, ограничивающий «поле видения» кристалла размерами органа или изучаемой части тела пациента. В коллиматоре имеется одно большое или несколько мелких отверстий, через которые радиоактивное излучение проникает в детектор.

В приборах, предназначенных для определения радиоактивности биологических проб (in vitro), применяют сцинтилляционные детекторы в виде так называемых колодезных счетчиков. Внутри кристалла имеется цилиндрический канал, в который помещают пробирку с исследуемым материалом. Такое устройство детектора значительно повышает его способность улавливать слабые излучения биологических проб. Для измерения радиоактивности биологических жидкостей, содержащих радионуклиды с мягким β-излучением, применяют жидкие сцинтилляторы.

Специальной подготовки больного не требуется.

Показания к радионуклидному исследованию определяет лечащий врач после консультации с радиологом. Как правило, его проводят после других клинических, лабораторных и неинвазивных лучевых процедур, когда становится ясна необходимость радионуклидных данных о функции и морфологии того иди иного органа.

Противопоказаний к радионуклидной диагностике нет, имеются лишь ограничения, предусмотренные инструкциями Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Термин «визуализация» образован от английского слова vision (зрение). Им обозначают получение изображения, в данном случае с помощью радиоактивных нуклидов. Радионуклидная визуализация - это создание картины пространственного распределения РФП в органах и тканях при введении его в организм пациента. Основным методом радионуклидной визуализации является гаммасцинтиграфия (или просто сцинтиграфия), которую проводят на аппарате, называемом гамма-камерой. Вариантом сцинтиграфии, выполняемой на специальной гамма-камере (с подвижным детектором), является послойная радионуклидная визуализация - однофотонная эмиссионная томография. Редко, главным образом из-за технической сложности получения ультракороткоживущих позитронизлучающих радионуклидов, проводят двухфотонную эмиссионную томографию также на специальной гамма-камере. Иногда применяют уже устаревший метод радионуклидной визуализации - сканирование; его выполняют на аппарате, называемом сканером.

Сцинтиграфия - это получение изображения органов и тканей пациента посредством регистрации на гамма-камере излучения, испускаемого инкорпорированным радионуклидом. Гамма-камера: В качестве детектора радиоактивных излучений применяют сцинтилляционный кристалл (обычно йодид натрия) больших размеров – диаметром до 50 см. Это обеспечивает регистрацию излучения одномоментно над всей исследуемой частью тела. Исходящие из органа гамма-кванты вызывают в кристалле световые вспышки. Эти вспышки регистрируются несколькими ФЭУ, которые равномерно расположены над поверхностью кристалла. Электрические импульсы из ФЭУ через усилитель и дискриминатор передаются в блок анализатора, который формирует сигнал на экране дисплея. При этом координаты светящейся на экране точки точно соответствуют координатам световой вспышки в сцинтилляторе и, следовательно, расположению радионуклида в органе. Одновременно с помощью электроники анализируется момент возникновения каждой сцинтилляции, что дает возможность определить время прохождения радионуклида по органу. Важнейшей составной частью гамма-камеры, безусловно является специализированный компьютер, который позволяет производить разнообразную компьютерную обработку изображения: выделять на нем заслуживающие внимания поля - так называемые зоны интереса - и проводить в них различные процедуры: измерение радиоактивности (общей и локальной), определение размеров органа или его частей, изучение скорости прохождения РФП в этом поле. С помощью компьютера можно улучшить качество изображения, выделить на нем интересующие детали, например питающие орган сосуды.

Сцинтиграмма - это функционально-анатомическое изображение. В этом уникальность радионуклидных изображений, отличающая их от получаемых при рентгенологическом и ультразвуковом исследованиях, магнитно-резонансной томографии. Отсюда вытекает и основ-ное условие для назначения сцинтиграфии - исследуемый орган обязательно должен быть хотя бы в ограниченной степени функционально активным. В противном случае сцинтиграфическое изображение не получится.

При анализе сцинтиграмм, в основном статических, наряду с топографией органа, его размерами и формой определяют степень однородности его изображения. Участки с повышенным накоплением РФП называют горячими очагами, или горячими узлами. Обычно им соответствуют избыточно активно функционирующие участки органа - воспалительно измененные ткани, некоторые виды опухолей, зоны гиперплазии. Если же на сиинтиграмме выявляется область пониженного накопления РФП, то, значит, речь идет о каком-то объемном образовании, заместившем нормально функционирующую паренхиму органа,- так называемые холодные узлы. Они наблюдаются при кистах, метастазах, очаговом склерозе, некоторых опухолях.

Однофотонная эмиссионная томография (ОФЭТ) постепенно вытесняет обычную статическую сцинтиграфию, так как позволяет с таким же количеством того же РФП добиться лучшего пространственного разрешения, т.е. выявлять значительно более мелкие участки поражения органа - горячие и холодные узлы. Для выполнения ОФЭТ применяют специальные гамма-камеры. От обычных они отличаются тем, что детекторы (чаще два) камеры вращаются вокруг тела больного. В процессе вращения сцинтилляционные сигналы поступают на компьютер из разных ракурсов съемки, что дает возможность построить на экране дисплея послойное изображение органа.

ОФЭТ отличается от сцинтиграфии более высоким качеством изображения. Она позволяет выявить более мелкие детали и, следовательно, распознать заболевание на более ранних стадиях и с большей достоверностью. При наличии достаточного числа поперечных «срезов», полученных за короткий период времени, с помощью компьютера можно построить на экране дисплея трех-мерное объемное изображение органа, позволяющее получить более точноепредставление о его структуре и функции.

Существует еще один вид послойной радионуклидной визуализации - позитронная двухфотонная эмиссионная томография (ПЭТ) . В качестве РФП используют радионуклиды, испускающие позитроны, в основном ультракороткоживущие нуклиды, период полураспада которых составляет несколько минут,- С (20,4 мин), N (10 мин),О (2,03 мин),F(1О мин). Испускаемые этими радионуклидами позитроны аннигилируют вблизи атомов с электронами, следствием чего является возникновение двух гамма-квантов - фотонов (отсюда и название метода), разлетающихся из точки аннигиляции в строго противоположных направлениях. Разлетающиеся кванты регистрируются несколькими детекторами гамма-камеры, располагающимися вокруг обследуемого. Основным достоинством ПЭТ является то, что используемыми при ней радионуклидами можно метить очень важные в физиологическом отношении лекарственные препараты, например глюкозу, которая, как известно, активно участвует во многих метаболических процессах. При введении в организм пациента меченой глюкозы она активно включается в тканевый обмен головного мозга и сердечной мышцы.

Распространение этого важного и весьма перспективного метода в клинике сдерживается тем обстоятельством, что ультракороткоживушие радионуклиды производят на ускорителях ядерных частиц - циклотронах.

Преимущества:

· Получение данных о функции органа

· Получение данных о наличии опухоли и метастазов с высокой достоверностью на ранних стадиях

Недостатки:

· Все медицинские исследования, связанные с использованием радионуклидов, проводят в специальных лабораториях радиоиммунной диагностики.

· Лаборатории оснащаются средствами и оборудованием, обеспечивающими защиту персонала от излучения и предотвращение загрязнения радиоактивными веществами.

· Проведение радиодиагностических процедур регламентируется нормами радиационной безопасности для пациентов при использовании радиоактивных веществ с диагностической целью.

· В соответствии с этими нормами выделены 3 группы обследуемых лиц - АД, БД и ВД. К категории АД относятся лица, которым радионуклидная диагностическая процедура назначается в связи с онкологическим заболеванием или подозрением на него, к категории БД - лица, которым диагностическая процедура проводится в связи с заболеваниями неонкологического характера, к категории ВД - лица. подлежащие обследованию, например с профилактической целью, по специальным таблицам лучевых нагрузок врач-радиолог определяет допустимость с точки зрения радиационной безопасности выполнения того и иного радионуклидного диагностического исследования.

Ультразвуковой метод - способ дистантного определения положения, формы, величины, структуры и движения органов и тканей, а также патологических очагов с помощью ультразвукового излучения.

Противопоказаний к применению нет.

Достоинства:

· относятся к числу неионизирующих излучений и в применяемом в диагностике диапазоне не вызывают выраженных биологических эффектов.

· Процедура ультразвуковой диагностики непродолжительна, безболезненна, может быть многократно повторена.

· Ультразвуковой аппарат занимает мало места и может быть использован для обследования как стационарных, так и амбулаторных больных.

· Низкая стоимость исследования и аппаратуры.

· Нет необходимости в защите доктора и пациента и специальном обустройстве кабинета.

· безопасность в плане дозовой нагрузки (обследование беременных и кормящих женщин);

· высокая разрешающая способность,

· дифференциальная диагностика солидного и полостного образования

· визуализация регионарных лимфатических узлов;

· проведение прицельных пункционных биопсий пальпируемых и непальпируемых образований под объективным визуальным контролем, многократное динамическое исследование в процессе лечения.

Недостатки:

· отсутствие визуализации органа в целом (только томографический срез);

· малая информативность при жировой инволюции (ультразвуковая контрастность между опухолевой и жировой тканями слабая);

· субъективность интерпретации полученного изображения (операторозависимый метод);

Аппарат для ультразвукового исследования представляет собой сложное и достаточно портативное устройство, выполняемое в стационарном или переносном варианте. Датчик аппарата, называемый также трансдюсером, включает в себя ультразвуковой преобразователь. основной частью которого является пьезокерамический кристалл. Короткие электрические импульсы, поступающие из электронного блока прибора, возбуждают в нем ультразвуковые колебния - обратный пьезоэлектрический эффект. Применяемые для диагностики колебания характеризуются небольшой длиной волны, что позволяет формировать из них узкий пучок, направленный на исследуемую часть тела. Отраженные волны («эхо») воспринимаются тем же пьезоэлементом и преобразуются в электрические сигналы - прямой пьезоэлектрический эффект. Последние поступают в высокочастотны усилитель, обрабатываются в электронном блоке прибора и выдаются пользователю в виде одномерного (в форме кривой) или двухмерного (в форме картинки) изображения. Первое называют эхограммой, а второе - сонограммой (синонимы: улыпрасонограмма, ультразвуковая сканограмма). В зависимости от формы получаемого изображения различают секторные, линейные и конвексные (выпуклые) датчики.

По принципу действия все ультразвуковые датчики делят на две группы: эхоимпульсные и допплеровские. Приборы первой группы служат для определения анатомических структур, их визуализации и измерения Допплеровские датчики позволяют получать кинематическую характеристику быстро протекающих процессов - кровотока в сосудах, сокращений сердца. Однако такое деление условно. Многие установки дают возможность одновременно изучать как анатомические, так и функциональные параметры.

Подготовка:

· Для исследования головного мозга, глаза, щитовидной, слюнных и молочной желез, сердца, почек, обследования беременных со сроком более 20 нед специальной подготовки не требуется.

· При изучении органов брюшной полости, особенно поджелудочной железы, следует тщательно подготовить кишечник, чтобы в нем не было скопления газа.

· Больной должен явиться в ультразвуковой кабинет натощак.

Наибольшее распространение в мимической практике нашли три метода ультразвуковой диагностики: одномерное исследование (эхография), двухмерное исследование (сонография, сканирование) и допплерография. Все они основаны на регистрации отраженных от объекта эхосигналов.

Различают два варианта одномерного ультразвукового исследования: А- и М-методы.

Принцип Α-метода : Датчик находится в фиксированном положении для регистрации эхосигнала в направлении излучения. Эхосигналы представляются в одномерном виде как амплитудные отметки на оси времени. Отсюда, кстати, и название метода (от англ. amplitude - амплитуда). Иными словами, отраженный сигнал образует на экране индикатора фигуру в виде пика на прямой линии. Количество и расположение пиков на горизонтальной прямой соответствуют расположению отражающих ультразвук элементов объекта. Следовательно, одномерный Α-метод позволяет определить расстояние между слоями тканей на пути ультразвукового импульса. Основное клиническое применение А-метода - офтальмология и неврология. Α-метод ультразвуковой биолокации по-прежнему достаточно широко применяют в клинике, так как его отличают простота, дешевизна и мобильность исследования.

М-метод (от английского motion - движение) также относится к одномерным ультразвуковым исследованиям. Он предназначен для исследования движущегося объекта - сердца. Датчик также находится в фиксированном положении.Частота посылки ультразвуковых импульсов очень высокая - около 1000 в 1 с, а продолжительность импульса очень небольшая, всего I мкс. Отраженные от движущихся стенок сердца эхосигналы записываются на диаграммную бумагу. По форме и расположению зарегистрированных кривых можно составить представление о характере сокращений сердца. Данный метод ультразвуковой биолокации получил также название «эхокардиография» и, как следует из его описания, применяется в кардиологической практике.

Ультразвуковое сканирование позволяет получать двухмерное изображении органов (сонография). Этот метод известен также под названием В-метод (от англ. bright - яркость). Сущность метода заключается в перемещении ультразвукового пучка по поверхности тела во время исследования. Этим обеспечивается регистрация сигналов одновременно или последовательно от многих объектов. Получаемая серия сигналов служит для формирования изображения. Оно возникает на дисплее и может быть зафиксировано на бумаге. Это изображение можно подвергнуть математической обработке, определяя размеры (площадь периметр, поверхность и объем) исследуемого органа. При ультразвуковом сканировании яркость каждой светящейся точки на экране индикатора находится в прямой зависимости от интенсивности эхосигнала. Сигналы разной силы обусловливают на экране участки потемнения различной степени (от белого до черного цвета). На аппаратах с такими индикаторами плотные камни выглядят ярко-белыми, а образования, содержащие жидкость,- черными.

Допплерография -основана на эффекте Допплера, эффект состоит в изменении длины волны (или частоты) при движении источника волн относительно принимающего их устройства.

Существуют два вида допплерографических исследований - непрерывный (постоянноволновой) и импульсный. При первом генерация ультразвуковых волн осуществляется непрерывно одним пьезокристаллическим элементом а регистрация отраженных волн - другим. В электронном блоке прибора производится сравнение двух частот ультразвуковых колебаний: направленных на больного и отраженных от него. По сдвигу частот этих колебаний судят о скорости движения анатомических структур. Анализ сдвига частот может производиться акустически или с помощью самописцев.

Непрерывная допплерография - простой и доступный метод исследования. Он наиболее эффективен при высоких скоростях движения крови, например в местах сужения сосудов. Однако у этого метода имеется существенный недостаток: частота отраженного сигнала изменяется не только вследствие движения крови в исследуемом сосуде, но и из-за любых других движущихся структур, которые встречаются на пути падающей ультразвуковой волны. Таким образом, при непрерывной допплерографии определяется суммарная скорость движения этих объектов.

От указанного недостатка свободна импульсная допплерография . Она позволяет измерить скорость в заданном врачом участке контрольного объема (до 10 точек)

Большое значение в клинической медицине, особенно в ангиологии, получила ультразвуковая ангиография, или цветное допплеровское картирование . Метод основан на кодировании в цвете среднего значения допплеровского сдвига излучаемой частоты. При этом кровь, движущаяся к датчику, окрашивается в красный цвет, а от датчика - в синий. Интенсивность цвета возрастает с увеличением скорости кровотока.

Дальнейшим развитием допплеровского картирования стал энергетический допплер . При этом методе в цвете кодируется не средняя величина допплеровского сдвига, как при обычном допплеровском картировании, а интеграл амплитуд всех эхосигналов допплеровского спектра. Это дает возможность получать изображение кровеносного сосуда на значительно большем протяжении, визуализировать сосуды даже очень небольшого диаметра (ультразвуковая ангиография). На ангиограммах, полученных с помощью энергетического допплера, отражается не скорость движения эритроцитов, как при обычном цветовом картировании, а плотность эритроцитов в заданном объеме.

Еще один вид допплеровского картирования - тканевый допплер . Он основан на визуализации нативных тканевых гармоник. Они возникают какдополнительные частоты при распространении волнового сигнала в материальной среде, являются составной частью этого сигнала и кратны его основной (фундаментальной) частоте. Регистрируя только тканевые гармоники (без основного сигнала), удается получить изолированное изображение сердечной мышцы без изображения содержащейся в полостях сердца крови.

МРТ основана на явлении ядерно-магнитного резонанса. Если тело,находящееся в постоянном магнитном поле, облучить внешним переменным магнитным полем, частота которого точно равна частоте перехода между энергетическими уровнями ядер атомов, то ядра начнут переходить в вышележащие по энергии квантовые состояния. Иными словами, наблюдается избирательное (резонансное) поглощение энергии электромагнитного поля. При прекращении воздействия переменного электромагнитного поля возникает резонансное выделение энергии.

Современные МР-томографы «настроены» на ядра водорода, т.е. на протоны. Протон постоянно вращается. Следовательно, вокруг него тоже образуется магнитное поле, которое имеет магнитный момент, или спин. При помещении вращающегося протона в магнитное поле возникает прецессирование протона. Прецессией называется движение оси вращения протона, при котором она описывает круговую коническую поверхность наподобие оси вращающегося волчка.Обычно дополнительное радиочастотное поле действует в виде импульса, причем в двух вариантах: более короткого, который поворачивает протон на 90°, и более продолжительного, поворачивающего протон на 180°. Когда радиочастотный импульс заканчивается, протон возвращается в исходное положение (наступает его релаксация), что сопровождается излучением порции энергии. Каждый элемент объема исследуемого объекта (т.е. каждый воксел - от англ. volume - объем, cell - клетка) за счет релаксации распределенных в нем протонов возбуждает электрический ток («МР-сигналы») в приемной катушке, находящейся вне объекта. Магнитно-резонансными характеристиками объекта служат 3 параметра: плотность протонов, время Τι и время Т2. Τ1 называют спин-решетчатой, или продольной, релаксацией, а Т2 - спин-спиновой, или поперечной. Амплитуда зарегистрированного сигнала характеризует плотность протонов или, что то же самое, концентрацию элемента в исследуемой среде.

Система для МРТ состоит из сильного магнита, создающего статическое магнитное поле. Магнит полый, в нем имеется туннель, в котором располагается пациент. Стол для пациента имеет автоматическую систему управления движением в продольном и вертикальном направлениях Для радиоволнового возбуждения ядер водорода дополнительно устанавливают высокочастотную катушку, которая одновременно служит для приема сигнала релаксации. С помощью специальных градиентных катушек накладывается дополнительное магнитное поле которое служит для кодирования МР-сигнала от пациента, в частности оно задает уровень и толщину выделяемого слоя.

При МРТ можно применять искусственное контрастирование тканей. С этой целью используют химические вещества, обладающие магнитными свойствами и содержащие ядра с нечетным числом протонов и нейтронов, например соединения фтора, или же парамагнетики, которые изменяют время релаксации воды и тем самым усиливают контрастность изображения на МР-томограммах. Одним из наиболее распространенных контрастных веществ, используемых в МРТ, является соединение гадолиния Gd-DTPA.

Недостатки:

· к размещению МР-томографа в лечебном учреждении предъявляются очень строгие требования. Необходимы отдельные помещения, тщательно экранированные от внешних магнитных и радиочастотных полей.

· процедурная комната, где находится МР-томограф, заключена в металлическую сетчатую клетку (клетка Фарадея), поверх которой нанесен отделочный материал (пола, потолка, стен).

· Трудности в визуализации полых органов и органов грудной клетки

· Большое количество времени затрачивается на исследование (по сравнению с МСКТ)

· У детей в возрасте от периода новорожденности до 5–6 лет обследование обычно может быть проведено только на фоне седации под контролем анестезиолога.

· Дополнительным ограничением может оказаться окружность талии, несовместимая с диаметром туннеля томографа(для каждого вида МР-томографа свой лимит веса пациента).

· Основными диагностическими ограничениями МРТ является невозможность достоверного выявления кальцинатов, оценки минеральной структуры костной ткани (плоские кости, кортикальная пластинка).

· Также МРТ значительно в большей степени, чем КТ, подвержена возникновению артефактов от движений.

Достоинства:

· позволяет получать изображение тонких слоев тела человека в любом сечении -фронтальном, сагиттальном, аксиальном (как известно, при рентгеновской компьютерной томографии, за исключением спиральной КТ, может быть использовано только аксиальное сечение).

· Исследование необременительно для больного, абсолютно безвредно, не вызывает осложнений.

· На МР-томограммах лучше, чем на рентгеновских компьютерных томограммах, отображаются мягкие ткани: мышцы, хрящи, жировые прослойки.

· МРТ позволяет выявлять инфильтрацию и деструкцию костной ткани, замещение костного мозга задолго до появления рентгенологических (в том числе КТ) признаков.

· При МРТ можно получать изображение сосудов, не вводя в них контрастное вещество.

· С помощью специальных алгоритмов и подбора радиочастотных импульсов современные высокопольные МР-томографы позволяют получать двухмерное и трехмерное (объемное) изображения сосудистого русла - магнитно-резонансная ангиография.

· Крупные сосуды и их разветвления среднего калибра удается достаточно четко визуализировать на МР-томограммах без дополнительного введения контрастного вещества.

· Для получения изображения мелких сосудов дополнительно вводят препараты гадолиния.

· Разработаны ультравысокоскоростные МР-томографы, позволяющие наблюдать движение сердца и крови в его полостях и сосудах и получать матрицы повышенной разрешающей способности для визуализации очень тонких слоев.

· С целью предотвращения развития у пациентов клаустрофобии освоен выпуск открытых МР-томографов. В них нет длинного магнитного туннеля, а постоянное магнитное поле создается путем размещения магнитов сбоку от больного. Подобное конструктивное решение не только позволило избавить пациента от необходимости длительное время находиться в относительно замкнутом пространстве, но и создало предпосылки для проведения инструментальных вмешательств под контролем МРТ.

Противопоказания:

· Клаустрофобия и томограф закрытого типа

· Наличие металлических (ферромагнитных) имплантов и инородных тел в полостях и тканях. В особенности внутричерепных ферромагнитных гемостатических клипс (при смещении может произойти повреждение сосуда и кровотечение), периорбитальных ферромагнитных инородных тел (при смещении может произойти повреждение глазного яблока)

· Наличие кардиостимуляторов

· Беременным в 1 триместре.

МР-спектроскопия , как и МРТ, основана на явлении ядерно-магнитного резонанса. Обычно исследуют резонанс ядер водорода, реже - углерода, фосфора и других элементов.

Сущность метода состоит в следующем. Исследуемый образец ткани или жидкости помешают в стабильное магнитное поле напряженностью около 10 Т. На образец воздействуют импульсными радиочастотными колебаниями. Изменяя напряженность магнитного поля, создают резонансные условия для разных элементов в спектре магнитного резонанса. Возникающие в образце МР- сигналы улавливаются катушкой приемника излучений, усиливаются и передаются в компьютер для анализа. Итоговая спектрограмма имеет вид кривой, для получения которой по оси абсцисс откладывают доли (обычно миллионные) напряжения приложенного магнитного поля, а по оси ординат - значения амплитуды сигналов. Интенсивность и форма ответного сигнала зависят от плотности протонов и времени релаксации. Последняя определяется местоположением и взаимоотношением ядер водорода и других элементов в макромолекулах Разным ядрам свойственны различные частоты резонанса поэтому МР-спектроскопия позволяет получить представление о химической и пространственной структуре вещества. С ее помощью можно определить структуру биополимеров, липидный состав мембран и их фазовое состояние, проницаемость мембран. По виду МР-спектра удается дифференцировать зрелые