
5 курс / Пульмонология и фтизиатрия / Респираторная_медицина_Руководство_в_3_томах_Том_1
.pdf
Раздел 5
Первичное КТ-исследование органов грудной полости должно проводиться в определенной последовательности.
I. Стандартное исследование.
II. Применение специальных методик, к числу которых относятся:
интереса включается весь поперечный срез грудной полости.
После сканирования врач анализирует полученные изображения на экране монитора с использованием различных электронных окон, из которых два — мягкотканное и легочное, являют-
○прицельная реконструкция томограмм с ся обязательными и стандартными. Первичный применением специальных алгоритмов и анализ изображений позволяет подтвердить, пред-
изменением толщины томографического слоя, в том числе высокоразрешающая КТ;
○КТ-ангиография;
○динамическая КТ;
○полипозиционные исследования;
○экспираторная КТ.
Стандартное исследование является обязательным для всех больных вне зависимости от характера выявленных или предполагаемых патологических изменений. Оно заключается в выполнении серии примыкающих томографических срезов от верхушек легких до задних отделов реберно-ди- афрагмальных синусов на высоте задержанного вдоха без применения контрастного усиления. Следует иметь в виду, что при КТ могут быть выявлены патологические изменения, невидимые на обзорных рентгенограммах и томограммах. Чаще это наблюдается у больных интерстициальными болезнями легких и эмфиземой, метастазами злокачественных опухолей в легкие, БЭ, ТЭЛА. Поэтому искусственное ограничение области исследования только зоной изменений, видимых на рентгеновских снимках, может привести к грубым диагностическим ошибкам. Уменьшение зоны исследования возможно лишь при повторных КТ-исследованиях, в которых решаются частные задачи: уточнение характера уже выявленных изменений, динамическое наблюдение, пункционная биопсия и др.
Исследование начинают с выполнения обзорной цифровой рентгенограммы (топограммы, сканограммы), которая представляет собой обзорный снимок грудной полости в прямой проекции. Оценка состояния органов грудной полости по топограмме не проводится, поскольку выдержка при ее выполнении составляет 3–5 с. Цифровая рентгенограмма предназначена для определения уровня первого поперечного среза или всей зоны (нескольких зон) предстоящего сканирования. По окончании исследования на ней отображается положение всех выполненных поперечных томограмм с указанием их порядкового номера.
После определения уровня первой поперечной томограммы выполняют серию примыкающих томографических срезов от верхушек легких до задних отделов реберно-диафрагмальных синусов. Исследование проводят в положении больного на спине с заведенными за голову руками. Сканирование проводят на высоте обычного (не форсированного) вдоха. Томограммы восстанавливают в стандартном алгоритме реконструкции, поле изображения составляет 35–40 см, в зону
положить или исключить наличие патологических изменений в грудной полости. При отсутствии изменений исследование может быть закончено уже на этом этапе.
В случае выявления на стандартных томограммах патологических изменений определяют их локализацию, проводят анатомический и денситометрический анализ. При необходимости уточнить характер патологии применяют специальные методики КТ-исследования.
Необходимо учитывать, что проведение специальных методик исследования органов дыхания требует дополнительных затрат времени, увеличивает лучевую нагрузку, нередко связано с введением КВ. Поэтому их применение должно быть обоснованным и направлено на решение конкретной клинической задачи.
Высокоразрешающая компьютерная томография
Основой технологии высокоразрешающей КТ являются уменьшение толщины томографического слоя до 1–2 мм и использование алгоритма высокого пространственного разрешения (костного алгоритма). Еще большее повышение разрешающей способности достигается с помощью прицельной реконструкции, при которой величина поля изображения адаптирована к анатомическим размерам индивидуальной грудной полости (рис. 5.29).
Обычно томограммы выполняют при минимально возможном времени оборота рентгеновской трубки, с использованием стандартной матрицы 512×512 элементов. Сила тока колеблется в пределах 200–300 мА, напряжение составляет 120–140 кВ. В последние годы широко обсуждается вопрос о целесообразности использования низкодозной высокоразрешающей КТ. Основным преимуществом такой технологии является снижение лучевой нагрузки на пациента, особенно при выполнении серии томограмм с интервалом в 1 см. Большинство авторов не нашли существенных различий при изучении выраженных изменений в легочной ткани с помощью обычной и низкодозной технологии. Тем не менее в ряде исследований показано, что уменьшение силы тока до 40–60 мА может привести к пропуску минимальных зон уплотнения легочной ткани по типу «матового стекла». Поэтому к низкодозной КТ как первичному исследованию следует относиться с осторожностью. Применение низкодозной высокоразрешающей КТ оправдано при повторных исследованиях. Обычно их выполняют для
270

Методы обследования
а |
|
б |
|
|
|
Рис. 5.29. Компьютерная томография высокого разрешения. В сравнении с обычной компьютерной томограммой (а) использование технологии высокого разрешения (б) позволяет улучшить изображение мелких анатомических структур, таких как бронхи, сосуды и листки междолевой плевры
динамического наблюдения за больными на фоне лечения или после его окончания.
Стандартное исследование проводят от верхушек до диафрагмы при шаге стола 1 см, в положении больного на спине, на животе или на спине
ина животе. Оптимальное количество томограмм
иположение больного определяются клинической ситуацией. Например, профессиональный анамнез определяет высокую вероятность развития фиброзных изменений в кортикальных отделах задних, гравитационно-зависимых зонах легких. Для разграничения их с зонами функциональной гиповентиляции необходимо заранее предусмотреть выполнение томограмм в положении больного как на спине, так и на животе.
Несмотря на отсутствие единого мнения о стандартном протоколе высокоразрешающей КТ, для пациентов с предполагаемым диффузным заболеванием легких рекомендуется выполнять полноценную серию томограмм в условиях высокого разрешения в качестве первоочередного и, как правило, единственного исследования. При этом толщина слоя составляет 1–2 мм, шаг стола — 1 см, томограммы выполняются от верхушек легких до диафрагмы. Дальнейшая тактика, в том числе выполнение стандартного сканирования, исследование в положении больного на животе, экспираторная КТ и другие методические приемы, определяется выявленными при высокоразрешающей КТ изменениями.
Контрастное усиление
Необходимость введения КВ при КТ обусловлена недостаточным контрастным разрешением метода. При любых рентгенологических процедурах, в том числе и КТ, принципиально возможно различить четыре основных составляющих: кости и обызвествления, жир, мягкие ткани и жидкость, воздух. Контрастное разрешение при КТ значи-
тельно выше, чем при обычных рентгенологических исследованиях. Поэтому применение КТ позволяет не только более точно разграничить все четыре составляющие друг от друга, но и в большинстве случаев отличить жидкость от мягкотканных структур. Наибольшие проблемы возникают при попытках разграничения отдельных мягких тканей друг от друга, например мягкотканных образований от собственных тканей паренхиматозного органа, и крови от мягкотканных структур. Несмотря на имеющиеся отличия в величинах коэффициентов линейного ослабления крови и отдельных мягких тканей, они могут быть недостаточны для визуальной или денситометрической дифференцировки. Для устранения этого недостатка применяют методики усиления изображения или контрастного усиления.
Контрастное усиление представляет собой технологию повышения естественного контраста тканей или жидкостей с помощью экзогенных или эндогенных веществ. Термин «контрастное усиление» иногда применяется и для отдельных процедур постпроцессорной обработки изображений. В рентгенологических и КТ-исследованиях обычно применяют экзогенные КВ, которые могут ослаблять рентгеновское излучение в большей или меньшей степени, чем ткани организма.
В КТ искусственное повышение контрастного разрешения достигается путем внутривенного введения йодсодержащих водорастворимых КВ. Другие виды КВ, в частности газообразные, йодсодержащие жирорастворимые, используются исключительно редко. Взвесь солей бария вообще препятствует проведению КТ-исследования из-за чрезмерной контрастности и возникающих при этом артефактов. Предпринимались отдельные попытки проводить КТ в условиях искусственного пневмомедиастинума, пневмоторакса, пневмо-
271
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Раздел 5
перитонеума, однако широкого распространения такие методики не получили.
Принципиально различают две фазы распространения йодсодержащих водорастворимых КВ при введении их в сосудистое русло: сосудистую и паренхиматозную. Сосудистая фаза связана с прохождением КВ через сосудистое русло и длится несколько секунд или десятков секунд. Паренхиматозная фаза обусловлена накоплением КВ в тканях организма. Выведение йодсодержащих КВ на 98% происходит через почки.
Основным вариантом контрастного усиления при исследовании органов дыхания является КТангиография. Это исследование предполагает быстрое внутривенное введение значительного объема водорастворимого КВ при одновременном сканировании выбранной области исследования. Технология КТ-ангиографии позволяет изучать внутренние просветы сосудов и камер сердца, отличать сосуды от прилежащих мягкотканных анатомических структур и патологических образований, а при необходимости определять степень накопления КВ в патологических образованиях. Без введения КВ не представляется возможным отличить кровь в просвете сосуда от стенки сосуда, выявить сужение внутреннего просвета за счет тромбообразования, а также утолщение, расслоение или повреждение сосудистой стенки. При нативном КТ-исследовании достаточно отчетливо видны лишь внешние контуры сосуда, причем в случае если он окружен жировой или легочной тканью (рис. 5.30).
Очевидно, что детальная оценка сосудов у больных с новообразованиями грудной полости, аневризмами аорты, сосудистыми мальформациями, тромбоэмболией ЛА, травмами груди имеет большое клиническое значение. Традиционно патологические изменения сосудов у этой категории больных оцениваются с помощью обычной ангиографии (аортографии, АПГ, верхней или нижней
кавографии и т.п.) или в последние годы МРТ. Большие потенциальные возможности УЗИ не могут быть реализованы при исследовании большинства сосудов грудной полости из-за наличия воздухосодержащей легочной ткани.
Изображение сосудов грудной полости при КТ существенно различается в зависимости от их топографии. Внутрилегочные сосуды, включая крупные артерии и вены малого круга кровообращения в корне легкого, окружены воздухосодержащей легочной тканью и поэтому в норме отчетливо видны без дополнительного контрастирования. Сосуды средостения и грудной клетки выявляются только в том случае, если они окружены жировой клетчаткой. Как правило, прослойки жира в средостении недостаточно выражены у детей, подростков, лиц астенической конституции, что существенно затрудняет оценку сосудов. Еще большие трудности возникают при наличии мягкотканных образований в средостении, корне легкого или легочной ткани.
На протяжении последних лет спиральная КТангиография стала стандартной методикой для диагностики ТЭЛА, определения стадии опухолевого процесса при злокачественных новообразованиях грудной полости, оценки разнообразных вариантов и аномалий развития сосудов малого и большого круга кровообращения.
Успех исследования сосудов грудной полости зависит от правильно подобранных параметров сканирования и параметров введения КВ, в том числе его объема, концентрации, скорости введения, времени задержки сканирования. Правильный выбор перечисленных параметров является довольно сложной задачей, которая должна решаться врачом-рентгенологом при планировании каждого ангиографического исследования. Наличие в грудной полости сосудов как малого, так и большого круга кровообращения предъявляет особые требования к проведению КТ-ангиографии этой анатомической области.
а |
|
б |
|
|
|
Рис. 5.30. КТ-ангиография. Нативное исследование (а) и болюсное усиление (б)
272

Методы обследования
В целом, КТ-ангиография как самостоятельное исследование должно соответствовать следующим требованиям:
•хорошая переносимость и отсутствие осложнений;
•воспроизводимость при последующих исследованиях;
•применимость для большинства клинических ситуаций;
•выполнение с оптимальным (минимально возможным) количеством КВ;
•повышение плотности крови в системных и легочных артериях, камерах сердца должно быть не менее 150 HU в сравнении с нативным исследованием;
•отсутствие артефактов, в том числе от КВ в верхней полой вене и брахиоцефальной вене на стороне введения.
Перед выполнением КТ-ангиографии всем больным проводят нативное исследование всей грудной клетки без введения КВ. Оно необходимо для первичного анализа патологических изменений в легочной ткани, плевре и средостении. Нативное исследование позволяет выявить обызвествления в лимфатических узлах, стенках сосудов, внутрисосудистых тромбах, а также рентгеноконтрастные инородные тела, которые могут быть пропущены после введения КВ. Наконец, бесконтрастное исследование помогает выбрать оптимальное положение и протяженность зоны сканирования.
Результативность КТ-ангиографии определяется несколькими факторами, наиболее важными из которых являются: 1) технологии сканирования выбранной области и реконструкции томограмм, 2) способ введения, объем, концентрация и скорость введения КВ.
Выбор величины коллимации осуществляется исходя из двух основных соображений. Во-пер- вых, длительность одного и единственного цикла сканирования должна соответствовать возможностям пациента задержать дыхание на необходимый временной интервал. Во-вторых, целесообразно выбирать минимально возможную величину коллимации для ограничения частичного объемного эффекта и повышения пространственного разрешения. Уменьшение величины коллимации имеет исключительно большое значение для изучения мелких, сегментарных и субсегментарных легочных артерий, диаметр которых составляет 2–3 мм.
Сканирование необходимо выполнять при полностью задержанном дыхании. Это не исключает выполнение исследования при поверхностном дыхании пациентов с тяжелой дыхательной или СН. Однако в этом случае правильная трактовка выявленных изменений возможна только на уровне крупных легочных артерий, расположенных в средостении. Кроме того, построение информативных двух- и трехмерных преобразований оказывается невозможным. Наиболее выгодной фазой
дыхательного цикла для проведения КТ-ангио- графии является глубокий вдох. Физиологические исследования показали, что в момент окончания глубокого вдоха возрастает сопротивление в мелких кровеносных сосудах легкого из-за сдавления их растянутыми воздухом альвеол. Это обстоятельство создает условия для замедления скорости прохождения болюса КВ в сосудах малого круга кровообращения.
Вторая группа параметров КТ-ангиографии определяет способ введения, объем и концентрацию КВ. Обязательным условием выполнения КТ ангиографии является наличие механического шприца инжектора, позволяющего точно определять скорость введения КВ в диапазоне 2–7 мл/с. Объем шприца должен быть не менее 100 мл, предпочтительнее 150–200 мл. Для успешного проведения ангиографического исследования необходим надежный доступ к периферической вене. В комплекте с ангиографическим шприцем обычно предлагается игла, с помощью которой может осуществляться пункция вены локтевого сгиба, кисти или голени. Однако быстрое введение КВ через иглу при ангиографических исследованиях нередко сопровождается осложнениями. При смещении пациента в момент сканирования относительно неподвижного автоматического инжектора, а также при большой скорости введения (более 3 мл/с) игла нередко выходит из вены, что приводит к экстравазальному распространению КВ. Использование вместо иглы гибкого катетера для периферических вен позволяет повысить надежность доступа в вену, а также увеличить скорость введения КВ. Катетер № 20 позволяет вводить КВ со скоростью 3–4 мл/с, при использовании более толстого катетера № 18 или 16 скорость введения можно увеличить до 5–7 мл/с.
Обычно проводят пункцию вены на внутренней поверхности локтевого сгиба. При невозможности такого доступа катетер может быть установлен в вене кисти, голени или стопы. В этом случае скорость введения КВ должна быть уменьшена до 3 мл/с. Удобным вариантом введения КВ является подключичный катетер в случае, если он установлен до начала исследования для проведения инфузионной терапии. В первые секунды введения врач должен находиться в процедурной
инаблюдать за прохождением КВ через катетер. При возникновении любых осложнений введение немедленно прекращается.
Для получения достаточной степени контрастного усиления сосудов на протяжении всего цикла спирального сканирования необходимо соблюдение следующего принципа: время сканирования
ивремя введения КВ должны быть одинаковыми
исмещены относительно друг друга по времени на величину задержки сканирования. Соблюдение этого принципа позволяет уменьшать дозу вводимого КВ до 100 мл при исследовании всех боль-
273
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Раздел 5
ных вне зависимости от характера патологических изменений.
При исследовании груди оптимальная задержка сканирования обычно составляет 10–12 с. У пациентов старше 50 лет, а также при наличии порока сердца, СН и легочной гипертензии задержка может увеличиваться до 15–18 с и даже 25 с. При введении КВ через центральный венозный катетер, в частности у больных с тяжелыми травмами и ранениями груди, отмечается значимое снижение величины задержки сканирования, в среднем на 4 с. Для определения индивидуальной величины задержки сканирования целесообразно использовать введение пробного болюса
ипредварительное изучение его циркуляции по крупным сосудам. Это имеет большое значение
идля определения индивидуальной чувствительности пациента к йодсодержащим контрастным веществам, особенно при наличии аллергических реакций в анамнезе.
Линейные артефакты, обусловленные чрезмерно высокой концентрацией КВ в венозной крови, протекающей по полой вене, возникают при значении чисел Хаунсфилда более +800…+1000 HU. Такие артефакты искажают изображение как собственно венозных сосудов, так и прилежащих к ним анатомических структур и патологических образований. Это затрудняет оценку состояния восходящей части и дуги грудной аорты при аневризматическом их расширении, ветвей ЛА при тромбоэмболии, новообразований средостения при определении распространенности опухолевого процесса.
Скорость введения КВ при КТ-ангиографии груди варьирует в пределах 3–5 мл/с. Установлено, что повышение скорости введения КВ от 3 до 5 мл/с приводит к повышению плотности контрастированной крови в ЛА в среднем на 50 HU. Установлено, в повседневной практике надежные результаты можно получить, если объем вводимого йода в процессе КТ-ангиографии составляет 500–600 мг/с.
Выбор осмолярности КВ для КТ ангиографии до настоящее времени остается предметом дискуссии. При одинаковой концентрации йода вы-
сокоосмолярные КВ (около 1500 мосм/кг Н2О) и низкоосмолярные КВ (менее 600 мосм/кг H2O) имеют одинаковые коэффициенты линейного ослабления рентгеновского излучения. Поэтому стремление снизить осмолярность КВ для более эффективного контрастирования сосудов и внутренних органов не является оправданным. Основным преимуществом низкоосмолярных КВ является лучшая их переносимость.
Ряд проспективных рандомизированных исследований двух последних десятилетий посвящен сравнению двух групп КВ. В исследовании Katayama et al. (1990), основанном на 337 647 введениях КВ, установлено возникновение тяжелых реакций у 0,22% и крайне тяжелых реакций
у 0,04% пациентов при использовании высокоосмолярных препаратов. У пациентов, получавших низкоосмолярные КВ частота реакций снизилась соответственно до 0,04 и 0,004%. По одному летальному исходу было зарегистрировано в каждой группе. Сопоставимые результаты были получены Schrott et al. (1986) и Wolf et al. (1989), но без летальных исходов. Во всех исследованиях отмечается значительное уменьшение частоты побочных реакций в виде тошноты, рвоты, головокружения, озноба и др. Еще более выраженное различие в частоте побочных реакций и осложнений на введение КВ отмечено в группах больных с аллергическими реакциями в анамнезе и с уже возникавшими ранее реакциями на введение КВ. Эти данные свидетельствуют о безусловных преимуществах низкоосмолярных КВ, которые заключаются в уменьшении частоты побочных реакций и в лучшей переносимости таких препаратов.
Магнитно-резонансная томография
Теоретические исследования в области промышленной спектроскопии в середине прошлого века и последующее изучение эффекта ядерно-магнитного резонанса в биологических объектах в 1970-х годах, проведенные Paul C. Lauterbur и Peter Mansfield, были реализованы в методе МРТ. Первый образец такого прибора был продемонстрирован в 1982 г., а в 2004 г. оба ученых стали лауреатами Нобелевской премии. В настоящее время в мире ежегодно проводится более 60 млн диагностических МР-исследований, причем ежегодный прирост количества исследований оказывается наибольшим среди всех технологий диагностической радиологии. Основными направлениями развития МРТ являются исследования так называемых мягкотканных структур, таких как головной и спинной мозг, межпозвоночные диски
икрупные суставы, паренхиматозные органы живота и таза, а также крупные сосуды.
При обследовании больных с патологией органов дыхания МРТ применяется значительно реже. Несомненными преимуществами метода в оценке состояния грудной полости являются: более высокая в сравнении с КТ контрастная (тканевая) чувствительность, возможность визуализации движущейся крови без внутривенного введения КВ, отсутствие ионизирующего излучения, многопроекционное представление результатов исследования. Многочисленные исследования показали, что результаты МРТ и КТ с болюсным внутривенным контрастированием в оценке первичной опухоли и метастазов в регионарные лимфатические узлы имеют большое сходство. Отмечены некоторые преимущества МРТ в выявлении инвазии опухолевого узла в грудную стенку, разграничении центрально расположенной опухоли
иобтурационного пневмонита, оценке лимфатических узлов средостения (рис. 5.31). Однако эти
274

Методы обследования
а |
|
б |
|
|
|
Рис. 5.31. Магнитно-резонансная томография при боко- |
|
|
вой кисте шеи с распространением на грудную стенку: |
|
|
а — КТ-реформация в сагиттальной плоскости; б — МРТ |
|
|
во фронтальной плоскости; в — МРТ в сагиттальной плос- |
в |
|
кости |
||
|
преимущества не являются общепризнанными, во многом зависят от структуры изучаемых больных и технологических характеристик используемого оборудования, а также в большинстве случаев не оказывают существенного влияния на лечеб- но-диагностический процесс.
В диагностике заболеваний органов дыхания, в том числе рака легкого, МРТ имеет ограниченное значение. Это обусловлено трудностями оценки ретикулярных и мелкоочаговых изменений в ле-
гочной ткани, невозможностью правильной интерпретации обызвествлений, сложностью проведения одномоментного исследования нескольких анатомических зон, например области груди при наличии первичной опухоли в легком и области живота для исключения метастатического поражения печени и других органов. В большинстве лечебных учреждений МРТ по-прежнему остается более длительной, дорогостоящей и труднодоступной процедурой. Появление мультидетек-
275
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Раздел 5
торной КТ позволило представлять данные КТ в любой плоскости с одинаковым разрешением, что сопоставимо с технологией МР-исследования. Использование метода ограничено для пациентов с одышкой, при тяжелом их состоянии, в послеоперационном периоде.
Внастоящее время МРТ используется как уточняющий метод при обследовании больных раком легкого, проведение которого показано после или вместо КТ при соответствующих показаниях. К ним относятся:
•непереносимость рентгеноконтрастных веществ;
•невозможность проведения спиральной КТангиографии;
•опухоли верхней борозды;
•опухоли паравертебральной локализации с высоким риском распространения в спинномозговой канал;
•кортикоплевральные опухоли при трудности оценки изменений грудной стенки по данным УЗИ и КТ;
•дифференциальная диагностика тканевых и кистозных образований в легком и средостении при невозможности дифференциальной диагностики по данным УЗИ и КТ.
Внекоторых клиниках показания к проведению МРТ расширяются за счет более частого использования метода при центральном раке легкого
ипри стадировании злокачественных новообразований. Особенно это касается ситуаций, когда технический уровень КТ не соответствует существующим стандартам диагностики и стадирования рака легкого.
Радионуклидная диагностика
ипозитронно-эмиссионная томография
Воснове радионуклидной диагностики лежит явление радиоактивности, открытое в конце XIX в. французским физиком Анри Беккерелем. За это открытие он был удостоен Нобелевской премии в 1903 г. Излучение, обнаруженное Беккерелем, стали называть сначала беккерелевыми лучами, по аналогии с рентгеновскими. Однако оказалось, что новое излучение не однородное, а складывается из трех составляющих, которые стали именовать по первым буквам греческого алфавита — α-, β- и γ-излучение.
Альфа-излучение (4α2) представляет собой поток атомов гелия, лишенных электронов. Альфачастица имеет двойной положительный заряд (два протона и два нейтрона) и массу, равную 4 атомным единицам. Пробег α-частиц в теле человека составляет несколько десятков микрон.
β-Излучение — это поток β-частиц, т.е. электронов (e–1) или позитронов (β+). Каждая частица обладает одним элементарным положительным или отрицательным электрическим зарядом. Масса электрона составляет всего около 1/1840 массы
атома водорода. Электроны, образовавшиеся при распаде радионуклидов, проникают на несколько миллиметров в ткани человека.
Гамма-излучение — электромагнитное излучение, испускаемое при радиоактивном распаде. Свойства γ-излучения определяются короткой длиной волны (λ) и высокой энергией кванта (E). Оно имеет высокую проникающую способность и оказывают выраженное биологическое действие.
Современная радионуклидная диагностика основана на регистрации γ-квантов, испускаемых непосредственно радиоактивными нуклидами при их распаде (сцинтиграфия, однофотонная эмиссионная КТ) либо образующихся при взаимодействии позитронов, испускаемых нуклидом, с электронами окружающих атомов.
Регистрация γ-квантов производится несколькими способами: подсчетом ионизаций в ионизационных камерах и газоразрядных счетчиках или фиксацией пробега γ-квантов в некоторых веществах при попадании в них ионизирующих излучений, так называемых сцинтилляторах.
Необходимым элементом любого радионуклидного исследования является радиофармпрепарат, который вводится в организм пациента в определенной дозе. Радиофармацевтическим препаратом (РФП) называется химическое соединение, содержащее в своей молекуле определенный радиоактивный нуклид, которое вводится в организм человека с диагностической или лечебной целью. Накопление РФП в исследуемом органе или тканях позволяет судить прежде всего об их функциональном состоянии и метаболической активности. Эти данные имеют большое значение в выявлении зон повышенной и сниженной перфузии легочной ткани, могут оценивать активность воспалительного процесса в легких или лимфатических узлах, выявлять повышенную метаболическую активность опухолевых тканей любой локализации.
Большинство РФП, меченных γ-излучающи- ми нуклидами, искусственно синтезированы. Эти химические соединения тем или иным образом отображают функцию органов и тканей или имитируют естественные метаболиты организма. В последние годы разработаны РФП на основе естественных химических соединений или их аналогов, которые более точно отражают течение биологических процессов при различных заболеваниях.
Основные требования, предъявляемые к РФП:
•низкая радиотоксичность, от которой зависит лучевая нагрузка на пациента и персонал;
•относительно короткий период полураспада;
•удобный для регистрации γ-излучения энергетический спектр;
•соответствующие биологические свойства, определяющие участие в метаболизме и позволяющие решать конкретные диагностические задачи;
276

Методы обследования
•соответствующая фармакодинамика, при которой РФП быстро выводится из организма.
Радионуклиды с физическим периодом полураспада в несколько недель принято считать долгоживущими, в несколько дней — среднеживущими, в несколько часов — короткоживущими, в несколько минут — ультракороткоживущими.
Время пребывания радионуклида в организме характеризуется периодом физического полураспада нуклида (Т1/2) и временем биологического полувыведения РФП из организма. Для ядерной медицины в плане радиационной безопасности оптимальны короткоживущие γ-излучающие нуклиды (99mTc, 111In, 113In, 199T1, 201T1, 123I) и ультракороткоживущие нуклиды (18F, 11C, 13N, 15O, 68Ga, 82Rb). Все РФП можно подразделить на органотропные, туморотропные, т.е. специфические для данных тканей и органов, и соединения без выраженной селективности.
Основные типы аппаратов и принципы регистрации γ-квантов
В зависимости от способа и типа регистрации излучений все радиометрические приборы разделяются на следующие типы:
•лабораторные радиометры для измерения радиоактивности отдельных образцов или проб различных биологических сред;
чения в энергию квантов света, а затем — в электрические сигналы;
•усилитель электрических импульсов, поступающих со сцинтилляционного устройства;
•амплитудный анализатор импульсов — устройство, дифференцирующее поступающие с усилителя сигналы;
•устройство регистрации и представления информации — преобразователь сигналов дифференциального дискриминатора в цифровую, графическую или визуальную информацию;
•специализированный или универсальный компьютер для управления процессом сбора и обработки данных.
Совершенствование γ-камер и разработка нового программного обеспечения привели к созданию γ-камер с функцией томографии. Методика исследования получила название однофотонной эмиссионной КТ. Основными ее преимуществами являются возможность получения томографических срезов изучаемых органов и анатомических областей при активном использовании ЭВМ для управления процессом сканирования.
Однофотонная эмиссионная КТ позволяет получить объемное представление о распределении РФП внутри исследуемого органа или области исследования. Изображения получают путем записи серии плоскостных сцинтиграмм при вращении детекторов
•дозкалибраторы для измерения величины аб- γ-камеры вокруг тела пациента. Затем с помощью солютной радиоактивности образцов или расмощных компьютеров производится построение сре-
творов радионуклидов;
•медицинские радиометры для измерения радиоактивности всего тела или отдельного органа;
•радиографы для регистрации динамики перемещения РФП в органах с представлением информации в виде кривых;
•профильные сканеры для регистрации распределения РФП в теле больного либо в исследуемом органе с представлением данных в виде изображений (сканеры) или в виде кривых распределения;
•сцинтилляционная γ-камера — для регистрации динамики перемещения РФП, а также для изучения его распределения в теле больного и исследуемом органе.
Внастоящее время все функции радиографов
исканеров совмещают в себе современные сцинтилляционные γ-камеры.
Испускаемые радионуклидами γ-кванты распространяются в теле пациента прямолинейно во всех направлениях. Они улавливаются специальными детекторами, расположенными вблизи тела пациента. Поскольку детектор имеет плоскую поверхность и находится во время исследования в одной плоскости по отношению к телу, улавливаются только γ-кванты, распространяющиеся в этой плоскости.
Вобщем виде устройство любого радиодиагностического прибора включает в себя следующие части:
•сцинтилляционное устройство (детектор), осуществляющее преобразование γ- или β-излу-
зов в различных плоскостях. Многие современные аппараты совмещают полученные томографические срезы с компьютерно-томографическими или МРизображениями и таким образом соединяют анатомическую информацию с функциональной.
Радионуклидная диагностика имеет большое значение в диагностике и оценке результатов лечения заболеваний органов дыхания. Методы и методики радионуклидной диагностики (РНД) применяются в диагностике злокачественных новообразований, тромбоэмболии ЛА, ряда ИЗЛ, обструктивных заболеваний легких и ряда других патологических состояний. Основными методиками РНД в респираторной медицине в настоящее время являются сцинтиграфия, однофотонная эмиссионная КТ, часто совмещенная с КТ и ПЭТ, также совмещенная с КТ (ПЭТ/КТ).
Наибольшее клиническое применение в респираторной медицине методы РНД находят в оценке онкологических заболеваний
Основными задачами радионуклидной диагностики при исследовании онкологических больных являются следующие:
•дифференциальная диагностика злокачественных опухолей и доброкачественных новообразований;
•определение распространенности опухолевого процесса (уточнение стадии процесса).
Для сцинтиграфической диагностики опухолевого процесса РФП разделяют на несколько групп.
277
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Раздел 5
К первой из них относят препараты, способ- |
тиреоидных гормонов. Метастазы опухоли обна- |
ные накапливаться в тканях, окружающих опухоль |
руживаются в виде участков экстратиреоидного |
(в интактных тканях и тканях, подверженных не- |
эктопического накопления. В последние годы для |
специфическим изменениям со стороны опухо- |
выполнения радиодиагностических процедур все |
ли). Они отличаются тропностью к той или иной |
чаще вместо 131I используют 123I, который имеет |
ткани организма, что позволяет выявить наличие |
ряд преимуществ. |
опухоли как область пониженного накопления |
К специфическим опухолетропным препаратам |
индикатора — «дефект накопления». К ним отно- |
относится также 123I-метайод-бензил-гуанидин, |
сятся: 99mТс-коллоид, который аккумулируется в |
который через норэпинефриновый механизм по- |
купферовских клетках печени; 99mТс-пертехнетат |
глощения превращается в катехоламины адренер- |
и изотопы йода (123I или 131I), использующиеся |
гических нервных окончаний и клеток мозгового |
для диагностики опухолей щитовидной железы. |
слоя надпочечников, позволяя тем самым визуа- |
Недостатком методик с использованием этих пре- |
лизировать надпочечники. |
паратов является невысокая специфичность, так |
Из числа неспецифических HAG этой группы |
как любое объемное поражение (например, киста) |
следует отметить галлия [67Ga] цитрат (Цитрат |
визуализируется аналогичным образом. |
галлия, 67Ga♠), который уже много лет успеш- |
Препараты, тропные к мембранам опухолевых |
но используется как туморотропный радиофарм- |
клеток (по реакции «антиген–антитело» и по |
препарат. Галлия [67Ga] цитрат (Цитрат галлия, |
механизму клеточной рецепции). В основе диа- |
67Ga♠) после внутривенного введения образует |
гностического применения РФП данной группы |
комплекс с трансферрином крови, который свя- |
лежит реакция связывания меченых моноклональ- |
зывается с рецепторами некоторых опухолевых |
ных АТ с антигенами мембран раковых клеток. |
клеток. Посредством инвагинации целлюлярной |
В радионуклидной диагностике нашли применение |
мембраны 67Gа-трансферрин попадает внутрь |
как целые АТ типа IgG, так и их фрагменты. Для |
клетки и, образовав комплекс с лактоферрином, |
диагностики колоректального рака применяется |
остается в ней [1, 7]. Галлия [67Ga] цитрат (Цитрат |
препарат на основе целых АТ — 111In-Онкосцинт, |
галлия, 67Ga♠) хорошо зарекомендовал себя в ка- |
а также фрагментов АТ — 99mTc-КЭА-Скан. |
честве РФП для радионуклидной диагностики |
Преимуществом фрагментов меченых АТ является |
лимфом и мелкоклеточного рака легких. В лите- |
более высокая онкоспецифичность. Другой груп- |
ратуре описаны случаи применения этого РФП и |
пой являются РФП, тропные к мембранам опухо- |
для выявления других злокачественных образова- |
левых клеток по механизму клеточной рецепции. |
ний. В то же время неспецифическая аккумуляция |
Из индикаторов такого типа наиболее часто ис- |
галлия [67Ga] цитрата (Цитрата галлия, 67Ga♠) в |
пользуются аналоги соматостатина — окреотид, |
печени и экскреция в желудочно-кишечный тракт |
меченный 111In, и 99mТс-депреотид. Соматостатин |
ограничивают его использование для диагностики |
представляет собой тетрадекапептид, секретируе- |
опухолей брюшной полости. Специфичность ме- |
мый гипоталамусом, который подавляет выделе- |
тода снижает также аккумуляцию галлия [67Ga] |
ние нейроэндокринных гормонов (гормон роста, |
цитрата (Цитрата галлия, 67Ga♠) в зонах инфек- |
глюкагон, инсулин и гастрин). Гиперэкспрессия |
ции и воспаления. Сцинтиграфия с этим РФП |
рецепторов соматостатина наблюдается в боль- |
особенно эффективна для динамического наблю- |
шинстве нейроэндокринных опухолей, включая |
дения за больными с верифицированными зло- |
мелкоклеточный рак легкого, а также в периту- |
качественными новообразованиями в динамике |
моральных венах некоторых опухолей человека. |
химиоили лучевой терапии. |
Меченые аналоги соматостатина нашли приме- |
Новое направление в клинической медицине |
нение для диагностики ряда нейроэндокринных |
было обозначено в начале 1990-х годов в связи |
опухолей (карциноид, феохромоцитома, параган- |
с внедрением в клиническую практику нового |
глиома, меланома), мелкоклеточного рака легких, |
метода молекулярной визуализации, названного |
новообразований центральной нервной системы |
позитронно-эмиссионной томографией. Еще в сере- |
и лимфом. |
дине прошлого века была разработана технология |
Вторую группу состовляют РФП, проникаю- |
регистрации позитронного излучения, возника- |
щие в опухолевые клетки (специфические и не- |
ющего в результате распада изотопов. В насто- |
специфические). Радиофармпрепараты указанной |
ящее время ПЭТ является наиболее эффектив- |
группы включаются в специфический метаболизм |
ным методом разграничения доброкачественных |
опухолей. К ним относятся изотопы йода 123I и |
и злокачественных тканей любой локализации, а |
131I, 123I-метайод-бензил-гуанидин и пятивалент- |
также эффективным методом оценки метаболизма |
ный 99mТс (V)-ДМСА. Йод-131 уже более 50 лет |
некоторых тканей, в частности миокарда и голов- |
успешно используется для диагностики метаста- |
ного мозга. |
зов фолликулярного и папиллярного рака щито- |
В 1931 г. Отто Ворбург обнаружил, что зло- |
видной железы, поскольку дифференцированные |
качественные опухоли отличаются повышен- |
опухоли щитовидной железы сохраняют способ- |
ным уровнем потребления глюкозы. В 1977 г. Л. |
ность захватывать йод и включать его в синтез |
Соколов предложил измерять локальный уровень |
278
|
Методы обследования |
|
метаболического потребления глюкозы в мозгу |
ми сцинтиллятора, они преобразуются в фотоны |
|
крыс с помощью дезоксиглюкозы, меченной ра- |
света. Процессы конвертации и регистрация про- |
|
диоактивным изотопом углерода. Фелпс в 1979 г. |
исходят практически мгновенно друг за другом, |
|
предложил измерять тот же параметр у людей с |
для того чтобы можно было сравнивать события |
|
помощью дезоксиглюкозы, меченной радиоактив- |
сцинтилляции с противоположных детекторов |
|
ным изотопом фтора фтордезоксиглюкоза, 18 F |
(вдоль большого количества линий совпадений). |
|
(Ftordesoxyglucose, 18 F). Эти работы и заложили |
Для исследования органов дыхания наиболее |
|
основы позитронной эмиссионной томографии. |
часто используют позитронно-излучающий РФП |
|
Позитроны (b+) — это положительно заряжен- |
фтордезоксиглюкоза, 18 F (Ftordesoxyglucose, 18 F), |
|
ные электроны. Они излучаются из ядра некото- |
что позволяет с высокой чувствительностью выявлять |
|
рых радиоизотопов, являющихся нестабильными, |
разнообразные злокачественные новообразования. |
|
так как те имеют избыточное число протонов и |
Аккумуляция этого индикатора в клетке прямо про- |
|
несут положительный заряд. Позитронная эмис- |
порциональна эффективности функционирования |
|
сия стабилизирует ядро за счет устранения поло- |
белкового переносчика глюкозы и коррелирует с |
|
жительного заряда путем превращения протона в |
активностью гексокиназы II — фермента, реализу- |
|
нейтрон. Один элемент превращается в другой, |
ющего обмен гидроксильной группы глюкозы на |
|
атомное число последнего на единицу меньше, |
фосфатный комплекс АТФ. Фосфорилированный |
|
чем у исходного. Для изотопов, использующихся |
метаболит 18F-фтордезоксиглюкозы теряет способ- |
|
при ПЭТ, элемент, образующийся в результате |
ность к транспорту через мембрану клетки и оста- |
|
позитронного распада, является стабильным (не |
ется интрацеллюлярно. Таким образом, фтордезок- |
|
радиоактивным). Все радиоизотопы, использую- |
сиглюкоза, в отличие от обычной глюкозы, попадая |
|
щиеся в ПЭТ, распадаются путем позитронной |
внутрь клетки, участвует только в начальных этапах |
|
эмиссии. Позитрон (b+), испущенный распада- |
гликолиза, поэтому не распадается, за счет чего и |
|
ющимся ядром, проходит короткое расстояние, |
происходит ее прогрессивное накопление в клетке |
|
прежде чем столкнуться с электроном близлежа- |
(феномен «метаболической ловушки»). Высокое |
|
щего атома. |
соотношение концентрации РФП «опухоль/фон» |
|
Позитрон соединяется с электроном близ- |
достигается, таким образом, за счет заметно бо- |
|
лежащего атома. При распаде атома электрон и |
лее высокой активности гексокиназы II в малиг- |
|
позитрон аннигилируют, преобразуя свою массу |
низированных клетках. Визуализация опухолей |
|
2 γ-кванта с энергией 511 КэВ, направленных |
осуществляется за счет повышенной гликолити- |
|
почти на 180° (противоположно) друг от друга. |
ческой активности клеток опухолевой ткани и по- |
|
Данные фотоны с легкостью выходят за пределы |
вышенной активности глюкозных транспортеров. |
|
тела, в котором находятся и могут регистрироваться |
Значение позитронно-эмиссионной томогра- |
|
внешними детекторами. Регистрируемые противо- |
фии постоянно повышается благодаря совер- |
|
положно направленные гамма-лучи, возникающие |
шенствованию оборудования и разработке новых |
|
в результате раздробления позитрония, называются |
радионуклидных препаратов для оценки функ- |
|
линией совпадения (каждая линия регистрирует |
ционального состояния и метаболизма различ- |
|
именно те 2 γ-кванта, которые участвовали в акте |
ных органов и систем. В настоящее время он- |
|
аннигиляции). Линии совпадения используются в |
кология наряду с кардиологией является одной |
|
схеме регистрации для формирования томографи- |
из основных точек приложения этой технологии. |
|
ческих изображений на позитронном томографе. |
Многочисленные исследования как проспектив- |
|
Эти данные реконструируются с тем, чтобы полу- |
ные, так и ретроспективные показали, что ПЭТ — |
|
чить карту интенсивности радиоактивного распада |
один из наиболее эффективных методов выявле- |
|
внутри объекта (реконструкция пространственного |
ния опухолевой ткани. Если показатели чувстви- |
|
распределения молекулярного зонда). Полученные |
тельности и специфичности КТ и МРТ в выяв- |
|
изображения анализируются специальными мето- |
лении новообразований различной локализации |
|
дами в целях выявления аномалий в интенсивности |
составляют от 60 до 90%, то аналогичные показа- |
|
радиационного поля. Области повышенной (или |
тели для ПЭТ практически во всех исследованиях |
|
пониженной) концентрации позитронного моле- |
превышают 80%. При этом минимальные размеры |
|
кулярного зонда свидетельствуют о ненормальном |
патологических образований, выявляемых с помо- |
|
функционировании органа. |
щью ПЭТ, составляют 5–7 мм. Основное значение |
|
В процессе ПЭТ-исследования позитрон-эми- |
ПЭТ имеет в дифференциальной диагностике до- |
|
тирующий радиоизотоп вводится пациенту вну- |
брокачественных и злокачественных новообразо- |
|
тривенно или путем ингаляции. После этого изо- |
ваний, выявлении первичной опухоли у больных с |
|
топ циркулирует в кровяном русле и достигает, |
метастатическим поражением различных органов |
|
например, ткани головного мозга или сердечной |
и тканей, определения распространенности пер- |
|
мышцы. Как только происходит аннигиляция, |
вичной опухоли при неизвестных метастазах в |
|
томограф регистрирует локализацию изотопа и |
регионарных лимфатических узлах и отдаленных |
|
вычисляет его концентрацию. Когда γ-лучи с |
органах. Уникальное значение приобретает техно- |
|
энергией 511 кэВ взаимодействуют с кристалла- |
логия ПЭТ в оценке эффективности проведенного |
|
|
279 |
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/