20

Основи рентгенологічної та уз семіотики патології різних органів та систем.

I. РЕНТГЕНІВСЬКА КОМП'ЮТЕРНА ТОМОГРАФІЯ

1.

Комп'ютерна томографія — принципово новий і універсальний метод рентгенологічного дослідження. З її допомогою можна вивчати всі частини тіла, всі органи, судити про положення, форму, величину, стані поверхні і структурі органа, визначати ряд функцій, у тому числі кровоток в органі.

Комп'ютерна томографія — метод дослідження тонких шарів тканин, що дозволяє вимірювати щільність будь-якої ділянки цих тканин.

Ідея комп'ютерної томографії (у радянській літературі скорочено позначається КТ, у закордонної — ST) народилася в далекої Південно-Африканській Республіці у фізика А. Кормака. У Кейптаунскій лікарні Хроте Схюр його вразило недосконалість технології дослідження головного мозку. Він розрахував взаємодію вузько спрямованого пучка рентгенівського випромінювання з речовиною мозку й у 1963 р. опублікував статті про можливість комп'ютерної реконструкції зображення мозку. Спустя 7 років цим зайнялася група інженерів англійської фірми електромузикальних інструментів на чолі з Г. Хаунсфилдом. Час сканування першого об'єкта (мозок, консервований у формаліні) на створеній ними експериментальній установці склало 9 ч. Як боязкі і далекі були перші результати від нинішніх блискучих успіхів КТ! Але ми не випадково розповідаємо про історію створення нового методу. Для млодих дослідників вона повчальна і зухвалим задумом перших дослідників, і не меншою сміливістю фірми, що надали засоби для створення приладу, дуже далекого від основної продукції підприємства. Вже в 1972 р. була зроблена перша томограма жінці з пухлинною поразкою мозку. 19 квітня 1972 р. на конгресі Британського радіологічного інституту Г. Хаунсфилд і лікар Дж. Амброус виступили із сенсаційним повідомленням «Рентгенологія проникає в мозок». А в 1979 р. А. Кормак і Г. Хаунсфилд були визнані гідними Нобелівської премії.

2.

Комп'ютерна рентгенівська томографія — метод пошарового рентгенологічного дослідження органів і тканин. Вона заснована на комп'ютерній обробці множинних рентгенівських зображень поперечного шару, виконаних під різними кутами.

Схема одержання комп'ютерних томограм.

Вузкоколімірований (обмежений) рентгенівський пучок сканує («переглядає») людське тіло по окружності. Проходячи через тканини, випромінювання послабляється відповідно щільності й атомному складу цих тканин. По іншу сторону від пацієнта і трубки встановлена кругова система датчиків рентгенівського випромінювання, кожний з який (а їхня кількість може досягати 1000 і більш) перетворить енергію випромінювання в електричні сигнали. Після посилення ці сигнали трансформуються в цифровий код, що зберігається в пам'яті комп'ютера. Зафіксований сигнал відбиває ступінь ослаблення пучка (і, отже, ступінь поглинання випромінювання) у якому-небудь одному напрямку. Обертаючи навколо пацієнта, рентгенівський випромінювач «переглядає» його тіло під різними ракурсами, у цілому під кутом у 360°. До кінця обертання випромінювача в пам'яті комп'ютера виявляються зафіксованими всі сигнали від усіх датчиків.

По стандартних програмах комп'ютер переробляє отриману інформацію і розраховує внутрішню структуру об'єкта. Дані розрахунку, що свідчать про поглинання випромінювання в тонкому шарі органа, виводяться на дисплей. Процесор комп'ютера обробляє цифрову інформацію, створюючи на екрані дисплея реконструйоване зображення. Воно складається з декількох десятків тисяч світних крапок, яскравість яких пропорційна щільності тканин, через які пройшов пучок випромінювання. Великим значенням щільності відповідає більш світле зображення. Через велике число крапок лікар сприймає зображення як єдине ціле. Користаючись клавіатурою дисплея, лікар може збільшувати це зображення, виділяти і збільшувати окремі його частини, вимірювати розміри органа, визначати щільність кожної ділянки тканини в умовних одиницях. По серії двомірних зображень за допомогою математичних методів обробки можна відновити об'ємне зображення об'єкта.

КТ істотно відрізняється від традиційної (конвенційній) рентгенівської томографії. При звичайній томографії рентгенівський пучок, пройшовши через об'єкт, сприймається плівкою і відразу утворить на ній сховане зображення, що стає видимим після фотообробки плівки. При КТ зображення одержують у результаті первісної трансформації рентгенівського випромінювання в набір електричних сигналів, що потім обробляються в комп'ютері. КТ — це один з варіантів дигитальної (цифрової) рентгенографії. Звідси випливають важливі достоїнства КТ. При ній зображення досліджуваного шару вільно від тіні всіх утворень, що знаходяться в сусідніх шарах. Комп'ютер розраховує величину поглинання рентгенівського випромінювання в окремому малому обсязі скануючи слоя. Інформація про щільність тканини в будь-яких ділянках може бути представлена у виді цифр, чи графіків у виді крапок у координатній сітці в чорно-білому чи кольоровому варіанті. За нульову величину щільності прийнята щільність води. Щільність кісти прирівняна до +1000 умовних одиниць, а повітря— до —1000 умовних одиниць, що позначаються буквою Н по імені Хаунсфилда. Таким чином, відповідно до цієї шкали (шкала Хаунсфилда), весь діапазон плотностей тіла людини складається з 2000 від —1000 до +1000. Додамо, що комп'ютерний томограф здатний зафіксувати різницю в щільності тканини усього в 0,5%, тоді як звичайна тільки в 15—20%.

3.

Спеціальної підготовки хворого до КТ органів голови, шиї, грудей і кінцівок не потрібно. При дослідженні аорти, нижньої порожньої вени, печінки, селезінки, нірок хворому рекомендується обмежитися легким сніданком. Для дослідження жовчного міхура пацієнт повинний з'явитися натще. Перед КТ підшлункової залози, а також при необхідності вивчення переднього краю печінки необхідно прийняти міри для зменшення метеоризму. Якщо на томограммах не досягається гарного зображення підшлункової залози, то пацієнту пропонують випити 20 мл трийодированого контрастної речовини в 500 мл води. І ще одне попередження: скупчення сульфату барію в чи шлунку кишечнику обумовлюють артефакти в зображенні, тому не слід призначати КТ до спорожнювання травного каналу від барію.

4.

Конструктивно комп'ютерний томограф являє собою складне і, на жаль, дорогий технічний пристрій. Його штатив містить у собі кругову раму, у якій встановлені обертова по колу рентгенівська трубка і розташовані кільцем детектори (сцинтиляційні чи лічильники газорозрядні камери). У штативі мається отвір, у яке міститься стіл для укладання пацієнта. З пульта керування цей стіл можна пересувати щодо системи трубка — детектори і тим самим вибирати досліджувані шари. Сучасні томографи дозволяють одержувати зображення дуже тонких шарів — товщиною від 1 до 5 мм.

Неодмінною частиною комп'ютерного томографа є пристрій для обробки інформації і синтезу зображення. У цей пристрій входять міні-ЕВМ із різного виду пам'яттю, нагромаджувачі інформації й інші атрибути обчислювальної техніки. Томограф постачений пакетом програм, що забезпечують всебічний аналіз інформації: одержання гістограм, виділення зони інтересу, проведення вимірів рентгенівського зображення, побудова на основі серії поперечних «зрізів» реконструйованих зображень у прямої і бічний проекціях і т.д. Нарешті, до складу комп'ютерного томографа включений пристрій для візуального представлення й аналізу рентгенівських зображень. Зображення може бути видане на екран дисплея, отримано на чи плівці видруковано на фотопапері «Поляроид» і записано на магнітні носії.

Комп'ютерні томографи четвертого покоління забезпечують короткий час сканування — всього 1—2 с. Цього досить, щоб одержати чітке зображення будь-якого органа. Променеве навантаження за типове дослідження порівняно невелика — 0,01—0,02 Гр.

Розроблено додаткову методику проведення КТ — методику «посилення». Вона полягає в томографії в умовах внутрішньовенного уведення хворому трийодированого контрастної речовини. Цей прийом підвищує поглинання рентгенівського випромінювання в зв'язку з появою контрастного розчину в судинній системі органа. При цьому, з одного боку, зростає контрастність зображення, а з іншого боку — виділяються сильно васкулярізовані утворення (наприклад, судинні пухлини, метастази деяких пухлин), а також безсудинні чи малосудинні ділянки (кісти, пухлини). При достатній швидкості і швидкості зйомки можна домогтися відображення на томограммах кровоносних судин органа (комп’ютерно-томографічна ангіографія).

Деякі моделі комп'ютерних томографів постачені кардіосинхронізаторами. Вони включають рентгенівський випромінювач у точно задані моменти серцевого циклу — у чи систолу діастолу. Отримані в результаті такого дослідження поперечні зрізи серця дозволяють візуально оцінювати стан серця в систолу і діастолу, проводити розрахунок обсягів камер серця і фракції викиду, аналізувати показники загальної і регіонарної скорочувальної функції міокарда.

При аналізі томограм враховують «ширину вікна», обрану при КТ. Справа в тім, що одержати рівноцінне зображення на екрані монітора всіх досліджуваних деталей неможливо, якщо вони по щільності займають усю шкалу Хаунсфилда. Такий діапазон плотностей не може передати електронно-променева трубка і не може сприйняти наш зоровий аналізатор. Тому лікар, приступаючи до аналізу томограм, «вирізує» із всього образа, що зберігається в пам'яті комп'ютера, тільки ділянки визначеної щільності, наприклад від +100 до +130 Н, і досліджує їх на моніторі. Ця ділянка і називають вікном.

Значення КТ не обмежується її використанням у діагностиці захворювань. Під контролем КТ роблять пункції і прицільну біопсію різних органів і патологічних вогнищ. КТ відіграє важливу роль у контролі за консервативним і хірургічним лікуванням хворих. КТ є коштовним засобом точної локалізації пухлинних утворень і наведення джерела випромінювання на вогнище при плануванні променевого лікування злоякісних новотворів.

5.

Сімейство томографів економкласу:

SeleCT SP компактний спіральний комп'ютерний томограф для всього тіла

> площа кімнати для Сканера до 17 кв. м

> висококонтрастний просторовий дозвіл 12 пар ліній/см

> час сканування 1,8; 3,6; 5,4 і 7,2 сек

> товщина слоя 1,5; 3; 5; 10 мм

> теплоємність анода рентгенівської трубки 1,5 МТЕ (Опція 3,5 МТЕ)

> висока напруга 120 кв і 140 кв

> безупинне спіральне сканування до 60 сек з максимальною довжиною 64 см

> мультипланарна реконструкція, багатотканева 3D реконструкція і МИП/КТ Ангіографія

SeleCT компактний комп'ютерний томограф для всього тіла

• Відрізняється від моделі SeleCT SP відсутністю режиму спірального сканування і скороченим набором програм постобробки.

Сімейство томографів високого класу:

HeliCAT flash спіральний комп'ютерний томограф високого класу для всього тіла

> висококонтрастний просторовий дозвіл від 11 до 18 пар ліній/см

> час сканування 0,6 (203°); 1; 2; 2х1; 2х2; 4х1 сек

> товщина слоя 1; 2,5; 5; 8; 10 мм

> теплоємність анода рентгенівської трубки 3,5 МТЕ (Опція 5 МТЕ)

> висока напруга 90 кв, 120 кв і 140 кв

> безупинне спіральне сканування 60 см/32 сек (Опція 120 см/62 сек) мультипланарна реконструкція, багатотканева 3D реконструкція, МИП/КТ ангіографія, стереотактика, аналіз мінерального складу кісти

HeliCAT II спіральний комп'ютерний томограф високого класу для всього тіла відрізняється від моделі HeliCAT flash наступними параметрами:

> теплоємність анода рентгенівської трубки 2 МТЕ (Опція 3,5 МТЕ)

> висока напруга 90 кв, 120 кв і 130 кв

> безупинне спіральне сканування 60 см/32 сек (Опція 100 см/52 сек)

> матриця реконструкції 340х340 ; 512х512; (Опція 768х768 ; 1024х1024)

> час реконструкції 4,2-9,4 сек

Сімейство томографів вищого класу:

Сімейство містить у собі СТ Twin, CT Twin flash і СТ Twin RTS

> одночасне сканування двох суміжних шарів

> техніка Flexi Scan™ забезпечує одержання з набору спіральних даних томограм під будь-яким кутом перетину (у тому числі подовжніх)

> висококонтрастний просторовий дозвіл від 11 до 20 пар ліній/см

> низькоконтрастний дозвіл 3 мм при контрасті 0,25% і дозі 25 мгрей

> кут Гентри +20°/- 30°

> час сканування 0,6 (203°); 1; 2; 2х1; 2х2; 4х1 сек

> висока напруга 90 кв, 120 кв і 140 кв

> ємність твердого диска 2 Гбайта (близько 10.000 зображень)

> мультипланарна реконструкція, багатотканева 3D реконструкція, МИП/КТ ангіографія, стереотактика, аналіз мінерального складу кісти

	СТ Twin	CT Twin flash	CT Twin RTS
Теплоємність анода рентгенівської трубки	3,5/5,0* МТЕ	3,5/5,0* МТЕ	5,0/7,0* МТЕ
Безупинне спіральне сканування	60 см/32 сек (100 см/62 сек)*	60 см/32 сек (140 см/62 сек)*	140см/62сек (100 сек)*
Товщина слоя, мм	0,5*;1;2+;2,5; 5; 8; 10	0,5*;1;2+;2,5; 5; 8; 10	0,5;1;2+;2,5; 5; 8; 10
Продуктивність комп'ютера, MIPS	106	424	530
Обсяг ОЗУ, МБайт	256	512	512
Матриця реконструкції	(7б82,10242)*	3402,5122 , 7682,10242	3402,5122, 7682,10242