20. Принципы работы компьютерной томографии.

• первые компьютерные томографы,

• спиральная компьютерная томография,

• многосрезовая (мультиспиральная) компьютерная томография.

Компьютерный томограф – сложнейшее устройство с самыми прогрессивными компьютерными, электронными и механическими технологиями. Получение компьютерной томограммы можно схематически разбить на несколько этапов:

1. Сканирование. Узкий пучок излучения сканирует тело, двигаясь вокруг него по окружности. На противоположной стороне установлена круговая система датчиков излучения, преобразующих излучение в электрические сигналы.

2. Усиление запись сигнала. Сигнал от датчиков усиливается и преобразуется в цифровой код, поступающий в память компьютера. Процесс этот дискретен, т.е. после снятия одной элементарной томограммы компьютер дает сигнал сканирующему устройству повернуться на заданный угол и снять следующую томограмму. К концу вращения излучателя в памяти компьютера оказываются зафиксированными сигналы от всех датчиков. Время сканирования всего слоя – не более 3 секунд.

3. Синтез и анализ изображения. Компьютер воссоздает внутреннюю структуру объекта. Используя цифровые компьютерные технологии можно легко масштабировать полученную картинку, что помогает детальнее рассмотреть интересующий нас участок слоя, определить размеры органа, число, размеры и характер патологических образований.

Отечественные компьютерные томографы прошлого века уже позволяли сканировать до 16 слоев, выделять в каждом слое область размером 240 на 240 элементарных информационных ячеек и давать дозовую нагрузку около 0,04 Гр (0,04 Зв) на слой. Современные модели дают большую информативность, а дозовые нагрузки при исследовании уменьшены в десятки и даже сотни раз, стали сравнимы по нагрузке с обычным снимком грудной клетки (около 0,001 Гр) при большей информативности исследования.

Для лучшего отображения информации применяют искусственное цветное контрастирование, что не столько красиво, сколько информативно. В компьютерной томографии принято определять плотность ткани по шкале Хаунсфильда, где за 0 принимается плотность воды, +1000 – костной ткани, -1000 – воздуха. Такой широкий диапазон нужен не всегда. Чаще всего врач проводит исследование слоя в строго определенном диапазоне значений, чтобы изображение изучаемого объекта было наиболее отчетливым.

Компьютерная томография в 40-50 раз чувствительнее классической рентгенографии, т.к. она лучше видит разницу в плотности объекта, а значит, во столько же раз информативнее своего предка. В компьютерной томографии (ее название часто сокращают до аббревиатуры КТ) редко ограничиваются получением изображения одного «среза» толщиной в несколько миллиметров. Как правило, современные томографы делают не менее 10 срезов толщиной около 1 мм и выполняются они с различным шагом (обычно в несколько миллиметров). Для ориентации в расположении полученных слоев относительно тела человека сразу же делается обзорный цифровой снимок всей изучаемой области (рентгенотопограмма.), на которой и отображаются различные слои.

Если при КТ используются контрастные вещества, то это называется «усиленной КТ». Она позволяет повысить контрастность изображения, выделить сосудистые образования, безсосудистые кисты, опухоли и их метастазы и т.д.

В кардиологии при КТ иногда используют кардиосинхронизаторы, которые позволяют делать снимки в определенную фазу работы сердца. Это позволяет оценить размеры предсердий и желудочков, а также работу сердца по многим функциональным параметрам.

Кроме обычной КТ существует спиральная томография. Как можно догадаться, тело при этом виртуально «нарезается» не ломтиками, а «серпантином». Т.е. излучатель движется вокруг пациента по спирали. При этом за несколько секунд можно получить информацию о послойной структуре определенного участка тела. На основе данной методики появилась компьютерная ангиография, позволяющая эффективно выявлять патологию сосудов, 3D-рентгенография (объемная рентгенография) и даже виртуальная эндоскопия. При дальнейшем улучшении качества детекторов рентгеновского излучения и совершенствования компьютерной техники не исключена возможность появления в ближайшем будущем виртуальной биопсии, ведь с помощью рентгеновского излучения можно определять структуру вещества даже на молекулярном уровне.

В отличие от обычного томографа, спиральный томограф вращается непрерывно, не делая пауз. Время исследования при этом намного сокращается. Например, КТ легких проводится за 20-30 секунд. Спиральный томограф также обладает лучшей разрешающей способностью и позволяет диагностировать многие заболевания на ранних стадиях, например, обнаруживать опухоли небольших размеров, когда они еще поддаются лечению. Также появилась возможность "видеть" артерии и вены.

Новые мультиспиральные сканеры поволяют одновременно получать 4 изображения («среза») со скоростью до 120 оборотов в минуту - см. рисунок. Томограмма получается за несколько секунд