Ангиография, КТ,МРТ

Лекция

«Ангиография, компьютерная и магнитно-резонансная томография»

Ангиография - это рентгенологический метод исследования различных сосудов и органов, кровоснабжаемых этими сосудами, путем введения в них контрастных веществ и регистрацией всех фаз кровотока.

Этапы ангиографического исследования

∙Определение показаний и противопоказаний

∙Подготовка больного (бритье области пункции, анальгетики за 30 минут до исследования)

∙Пункция и катетеризация сосуда

∙Введение контрастного вещества и регистрация изображения

∙Удаление катетера

∙Послеманипуляционный гемостаз

∙Послеоперационное наблюдение

Подготовка для ангиографии

∙Определение показаний для ангиографии

∙Информированное согласие пациента

∙Определение противопоказаний (например, аллергия)

∙Лабораторные данные (коагулограмма, тромбоциты, функция почек)

∙Внутривенный катетер для гидратации

∙Исследование натощак

∙Бритье области пункции сосуда

Показания для ангиографии

∙Заболевания сосудистой системы (сужение, окклюзия, аневризма)

∙Артерио-венозные мальформации (АВМ)

∙Артерио-венозные фистулы (АВФ)

∙Опухоли различных органов (злокачественные и доброкачественные)

∙Кровотечение из различных органов

∙Тромбоэмболия легких (ТЭЛА)

Противопоказания для ангиографии

∙Абсолютные – нестабильное состояние пациента

∙Относительные:

1.Недавний ИМ, выраженная аритмия

2.Выраженная реакция на контрастное вещество в анамнезе

3.Нарушение функции почек

4.Коагулопатия

5.Невозможность находится в горизонтальном положение (например, хроническая сердечная недостаточность)

6.Беременность

Проведение ангиографии

∙Процедура ангиографии проводится в специализированных кабинетах. Эти кабинеты отвечают всем требованиям операционной по условиям соблюдения правил асептики и антисептики.

∙Для проведения ангиографии используется специализированный рентгеновский аппарат с горизонтальным столом и одной, реже, двумя

рентгеновскими трубками, соединенными с электронно-оптическим усилителем изображения (ЭОП). Получение динамических изображений ведется с помощью скоростной рентгенографии или флюорографии, а их регистрация – съемкой на пленку, видеозаписью или цифровой записью.

∙Для проведения ангиографии необходимы автоматический инжектор (шприц) для дозированного введения контрастного препарата, набор специальных инструментов для пункции сосуда, проводники, катетеры разных диаметров и конструкции, а также ряд медикаментов.

∙Ангиографию начинают с пункции сосуда и его катетеризации, проводимой по специальному проводнику. Для введения проводника используют крупный сосуд, через который можно осуществить доступ в исследуемый сосуд.

∙Для артериографии используют бедренную, лучевую, плечевую, подмышечную артерии. Чаще всего используется доступ через правую бедренную артерию в паховой области. При непроходимости периферических артерий иногда приходится выполнять пункцию и катетеризацию брюшной аорты – транслюмбальная ангиография.

∙Для выполнения флебографии используют бедренную, кубитальную, яремную или подключичную вены.

Методика Сельдингера

∙Основным способом катетеризации сосуда является методика, предложенная шведским ученым S.I. Seldinger (1921-1998) в 1953 году.

∙Процедура включает в себя несколько этапов. Пункцию сосуда осуществляют специальной иглой, состоящей из канюли и колющего стилета. После пункции стилет убирают и через канюлю в просвете сосуда продвигают металлический проводник с атравматичным кончиком, а затем - катетер - до интересующего врача сосуда. Контроль за продвижением катетера осуществляется периодическим включением рентгенотелевидения (флюороскопически). При этом для визуализации сосуда и определения места нахождения кончика катетера, автоматическим инжектором или вручную периодически вводят небольшое количество контрастного вещества.

∙Во время всей процедуры ведется мониторинг состояния пациента (контроль ЭКГ, АД, дыхания).

Методы регистрации ангиографического изображения

1.Дигитальная субтракционная ангиография (ДСА)

2.Дигитальная ангиография

3.Видеозапись

4.Рентгенокинематография (коронарография)*

5.Флюороангиография*

6.Крупноформатная пленочная ангиография (35,6x35,6 см)*

Принцип компьютерной томографии

∙Компьютерная томография (КТ) была изобретена английским ученым Г.

Хаунсфилдом в 1972 г.

∙Главным преимуществом данного метода является контрастное разрешение, которое превышает характеристики проекционных рентгеновских технологий и обусловлено, главным образом, различиями в тканевых коэффициентах поглощения.

∙КТ фундаментально отличается от традиционной томографии. При компьютерной томографии излучение направляется только на тонкий слой тканей. Вследствие этого отсутствует наложение или размывание структур, расположенных вне выбранных срезов. Традиционное томографическое изображение, напротив, содержит размытую информацию обо всех тканях, расположенных вне изображенной плоскости.

История развития компьютерной томографии

•1972 G. Hounsfild создал первый КТ (EMI).

•1976 Первый в мире КТ для всего тела

•1977 Первый КТ для головного мозга (НИИ неврологии)

•1978 Первый КТ в СССР, ЦКБ, радиологический корпус

•1979 G. Hounsfild и A. McCormac - Нобелевская премия.

•1984 D.Boyd – создание электронно-лучевого томографа.

•1989 Создание спиральных КТ (Toshiba, Siemens).

•1993 Первый в России спиральный КТ, ЦКБ.

• 1998 Создание мультиспирального КТ – 4 среза.

•2002 Создание МСКТ – 16 срезов.

•2005 Создание МСКТ – 64 среза.

Спиральная КТ

∙ В течение многих лет технические разработки в области КТ менялись, и существует уже несколько поколений компьютерных томографов. В основном технологические изменения были связаны с типом конструкции системы "трубка-детектор".

∙В конце 80-х гг. была разработана новая модификация томографирования, названная спиральной КТ, при которой в процессе исследования с одновременным постоянным вращением системы “ трубка - детекторы" постоянно и линейно движется стол, т.е. имеется спиралевидное движение веерообразного луча через тело пациента.

∙Спиральная КТ дает возможность исследовать анатомическую область за один период задержки дыхания, а толщина реконструируемого среза не связана с первично заданной шириной томограммы. Получение тонких соприкасающихся срезов (плотно расположенных по спирали) позволяет создавать трехмерные реконструкции. В комбинации с внутривенным болюсным контрастированием и субтракционной обработкой данных можно создавать КТ-ангиограммы, воспроизводящие изображения крупных сосудов.

Мультиспиральная КТ

В последние годы стала использоваться мультиспиральная (мультисрезовая) КТ, в основу которой положены принципы получения изображений как при спиральной КТ, но за счет многорядных детекторов за полный оборот системы "трубка-детекторы" можно воспроизводить более одного среза (в настоящий

момент от 2 до 64 изображений), что значительно увеличивает скорость исследования. В связи с этим возможно проведение исследований сердца, обследование большой анатомической области, например легких, тонкими срезами на одной задержке дыхания, существенное улучшение качества мультипланарных и трехмерных реконструкций.

КТ обследование

∙Исследование проводится следующим образом:

∙Вначале для планирования томографирования выполняется продольное проекционное изображение ("топограмма", "scout-view") анатомической области. Топограмму получают путем перемещения стола с находящимся на нем пациентом через пучок лучей без вращения трубки или детекторов.

∙Далее выполняется томографирование. При этом трубка испускает тонкий веерообразный пучок рентгеновских лучей, а стол с пациентом остается неподвижным. Толщина томограмм (срезов) зависит от степени коллимации рентгеновского пучка, например от 1 до 10 мм. После сбора информации стол передвигается на заданное расстояние и выполняется следующая томограмма (шаговый режим КТ). При спиральном режиме сканирования стол (ложемент) двигается через апертуру гентрии при одновременном постоянном вращении рентгеновской трубки.

Шкала Хаунсфилда

∙При томографировании тела пациента создается карта рентгеновских коэффициентов поглощения, которые выражаются в единицах Houndsfield (HU), названных так по имени изобретателя метода, где 0 HU соответствует уровню поглощения дистиллированной ВОДЫ, а минус 1000 HU - сухого воздуха. Коэффициент поглощения костной ткани - плюс 800-1000 HU. Эти коэффициенты называются денситометрическими показателями, с помощью которых определяют плотность тканей в любой точке измеряемого слоя.

∙Денситометрические показатели вычисляются как результат общего поглощения рентгеновских лучей в объемном элементе (вокселе) среза КТ и являются суммой всех содержащихся в нем коэффициентов поглощения различных тканей в области измерения. Измерение плотностных показателей влияет на диагностику заболеваний.

Внутривенное контрастирование

В связи с тем, что контрастность при КТ обусловлена, главным образом, различиями в тканевых коэффициентах поглощения, для увеличения градиента денситометрических показателей в диагностических целях применяют методику внутривенного усиления. Для этого используются водорастворимые йодосодержащие контрастные препараты, которые вводятся внутривенно струйно шприцем или болюсно (с высокой скоростью и практически одномоментно) с помощью автоматического инъектора. Методика внутривенного усиления позволяет с большей точностью определять и дифференцировать объемные образования.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) является одним из современных методов лучевой диагностики, позволяющим неинвазивно получать изображения внутренних структур тела человека.

∙Важнейшим преимуществом МРТ по сравнению с другими методами лучевой диагностики является отсутствие ионизирующего излучения и, как следствие, эффектов канцеро- и мутагенеза, с риском возникновения которых сопряжено воздействие рентгеновского излучения.

∙Устаревшее название метода «ядерно-магнитно резонансная томография» (ЯМРТ) в настоящее время не используется, чтобы избежать неправильных ассоциаций с ионизирующим излучением.

∙МРТ является единственным методом неинвазивной диагностики, обладающим высокой чувствительностью и специфичностью при выявлении отека и инфильтрации костной ткани.

∙Развитие МР-спектроскопии и диффузионной МРТ, а также создание новых органотропных контрастных препаратов является основой развития «молекулярной визуализации» и позволяет проводить гистохимические исследовании in vivo.

Достоинства МРТ

∙Неинвазивность

∙Отсутствие ионизирующего излучения

∙Трехмерный характер получения изображений

∙Высокий мягкотканый контраст

∙Естественный контраст от движущейся крови

∙Высокая диагностическая эффективность

Воснове МРТ лежит феномен ядерно-магнитного резонанса, открытый в 1946 году физиками Ф.Блохом и Э.Перселлом (Нобелевская премия по физике, 1952 г.). Суть феномена ядерно-магнитного резонанса состоит в способности ядер некоторых элементов [H,C,O,P], находясь под воздействием статического магнитного поля B0, принимать энергию радиочастотного импульса и переходить

на более высокий энергетический уровень. При переходе на нижний энергетический уровень ядра выделяют полученную энергию – МР-сигнал.

Принцип МРТ

1. Помещение пациента в статическое магнитное поле

-протоны ориентируются вдоль магнитного поля

1.Добавление переменного поля для выбора среза в теле пациента

2.Передача РЧ импульса

-энергия импульса передается протонам

1. Протоны отдают полученную энергию

-в приемных катушках индуцируется электрический ток

1.МР сигнал преобразуется компьютером и используется для построения изображений

Проведение обследования

∙Обследование одной анатомической области методом МРТ включает в себя выполнение нескольких так называемых импульсных последовательностей.

Различные импульсные последовательности позволяют получить специфические характеристики тканей человека, оценить относительное содержание жидкости, жира, белковых структур или парамагнитных элементов (железо, медь, марганец и др.).

∙Стандартные протоколы МРТ включают Т1-взвешенные изображения (чувствительные к наличию жира или крови) и Т2-взвешенные изображения (чувствительные к отеку и инфильтрации) в трех плоскостях (аксиальной, сагиттальной и фронтальной).

∙Структуры, практически не содержащие протонов (кортикальная кость, кальцификаты, фиброзно-хрящевая ткань), а также артериальный кровоток имеют низкую интенсивность сигнала и на Т1-, и на Т2-взвешенных изображениях.

∙Обычно обследование пациента основывается на стандартном протоколе, дополняемом специализированными импульсными последовательностями и плоскостями (в т.ч. ориентированными под углом по ходу анатомических структур) в зависимости от конкретной клинической ситуации и предварительного диагноза.

∙Время проведения исследования обычно составляет от 20 до 40 минут в зависимости от анатомической области и клинической ситуации. Длительность МР-томографии является одним из серьезных ограничений метода, препятствующих адекватному обследованию пациентов, находящихся в тяжелом состоянии.

МР-контрастные препараты

∙Несмотря на то, что МРТ обладает высокой мягко-тканной контрастностью точность диагностики и характеризации гиперваскулярных процессов (опухоли, воспаление, сосудистые мальформации) может быть существенно повышена при использовании внутривенного контрастного усиления. Более того, многие патологические процессы, вовлекающие ткани головного мозга, не выявляются без внутривенного контрастирования.

∙Основой для создания МР-контрастных препаратов стал редкоземельный металл гадолиний. В чистом виде данный металл обладает высокой токсичностью, однако в форме хелата становится практически безопасным (в т.ч. отсутствует нефротоксичность). Побочные реакции возникают крайне редко (менее 1% случаев) и обычно имеют легкую степень выраженности (тошнота, головная боль, жжение в месте инъекции, парестезии, головокружение, сыпь). При почечной недостаточности частота побочных эффектов не увеличивается. Введение МР-контрастных препаратов при беременности не рекомендуется, т.к. неизвестна скорость клиренса из амниотической жидкости.

Современные методики МР-обследования головного мозга

∙Перфузионная МРТ - позволяет получить информацию о кровотоке на капиллярном уровне

∙Диффузионная МРТ – позволяет количественно оценить движение молекул воды через мембраны клеток

∙МР-спектроскопия – позволяет определить концентрацию метаболитов, таких как N-ацетиласпартат, лактат, холин, мио-инозитол, в веществе мозга или измерить pH ткани мозга

∙МР-трактография – позволяет визуализировать ход проводящих путей головного мозга, например, кортикоспинального тракта

∙Функциональная МРТ – позволяет картировать функциональные зоны коры головного мозга, например, двигательную или речевую кору

МРТ в травматологии и ортопедии

∙Визуализации мягко-тканных структур (внутрисуставных связок, менисков, синовиальных складок)

∙Патологические процессы, связанные с увеличением содержания жидкости (отек, инфильтрация, разрывы, контузии), представляются яркими (гиперинтенсивными) на Т2-взвешенных изображениях на фоне исходно низкой интенсивности сигнала от связок, менисков и сухожилий (структур с низким содержанием протонов).

∙С появлением МРТ практически отпала необходимость в выполнении контрастной артрографии, а в отличие от ультразвукового исследования МРТ позволяет выполнить комплексную оценку как мягких тканей, так и губчатой кости при меньшей степени оператор-зависимости метода. Использование импульсных последовательностей с подавлением сигнала от жира (в т.ч. входящего в состав желтого костного мозга) позволяет выявлять зоны контузии (посттравматического отека) в губчатой кости.

∙МРТ позволяет выявлять инфильтрацию и деструкцию костной ткани, замещение костного мозга задолго до появления рентгенологических (в т.ч. КТ) признаков. По этой причине МРТ является методом выбора для ранней диагностики аваскулярного некроза головок бедренных костей, стрессовых и рентгенологически-скрытых переломов.

∙Чувствительность и специфичность МРТ в выявлении скелетных метастазов превзошли возможности остеосцинтиграфии, в особенности с момента появления томографов с возможностью одномоментного исследования всего тела.

МРТ органов брюшной полости

∙МРТ органов брюшной полости может проводиться только на высокопольных томографах, причем наилучшее качество томограмм достигается при томографии с задержкой дыхания (обычно около 20 секунд на 1 импульсную последовательность).

∙МРТ является методом выбора для дифференциальной диагностики образований паренхиматозных органов брюшной полости и забрюшинного

пространства при невозможности выполнения КТ с внутривенным введением йод-содержащих контрастных препаратов.

Применение МРТ в урологии существенно расширило возможности предоперационной дифференциации атипичных кист и кистозных опухолей почек,

определения стадии рака почки, выявления инвазии почечной вены. Применение эндокавитарных датчиков (в т.ч. эндоректальных) впервые позволило визуализировать капсулу предстательной железы, целостность которой является одним из основных критериев операбельности пациента с раком предстательной железы.

Возможности МРТ в акушерстве и гинекологии пока еще недооценены в России представителями соответствующих клинических специальностей, в первую очередь в силу высокой информативности и распространенности УЗИ. Вместе с тем, уже доказано, что МРТ должна использоваться для определения стадии рака эндометрия и шейки матки (эндоректальные датчики), дифференциации миомы и аденомиоза, предоперационной оценки миом матки, уточнения характера врожденных аномалий матки. У пациенток в третьем триместре беременности с подозрением на клинически узкий таз МР-пельвиометрия является безопасной и информативной альтернативой продолжающей широко применяться рентгеновской пельвиометрии.

Недостатки МРТ

∙Высокая стоимость оборудования и его эксплуатации

∙Невозможность надежного выявления камней, кальцификатов, патологии костей

∙Артефакты (в т.ч. от металлических объектов)

∙Длительное время получения изображений

∙Ограничения при обследовании тяжелых больных

Ограничения МРТ

∙Длительность исследования и спокойное, неподвижное состояние пациента для получения качественных изображений, что определяет необходимость седации у беспокойных пациентов или применения анальгетиков у пациентов с выраженным болевым синдромом. Данная проблема усугубляется необходимостью пребывания пациента в неудобном нефизиологичном положении при некоторых специальных укладках (например, при исследовании плечевого сустава у крупных пациентов).

∙Боязнь замкнутого пространства (клаустрофобия), в особенности у пациентов со склонностью к развитию истероидных реакций. Однако, во многих случаях эту проблему можно решить с помощью объяснения необходимости и важности диагностики, подробного разъяснения характера исследования, демонстрации устройства МР-томографа, легкой седации. Также для пациентов с клаустрофобией существенной психологической поддержкой является нахождение рядом врача или родственника на протяжении исследования. Вместе с тем, выраженная клаустрофобия является абсолютным противопоказанием для обследования методом МРТ.