Трубка испускает тонкий коллимированный веерообразный пучок рентгеновских лучей, проходящий перпендикулярно длинной оси тела. Этот пучок может быть широким и охватывать весь диаметр тела. Толщина выбранного среза может быть различной, что достигается регулировкой коллимации с изменением толщины пучка от 1 до 10 мм.
Фиксирование рентгеновского пучка после его прохождения сквозь ткани осуществляется не пленкой, а системой специальных детекторов (их число около 700). В качестве детекторов используются кристаллы некоторых химических соединений (например, йодид натрия) или полые камеры, наполненные сжатым ксеноном. Под влиянием фотонов рентгеновского излучения в детекторах генерируются электрические сигналы, сила которых зависит от интенсивности первичного луча, попавшего на детектор.
КТ-исследование начинается с получения проекционного изображения исследуемой области, предназначенного для выбора места расположения томографических срезов, что достигается перемещением стола с находящимся на нем пациентом без вращения трубки и детекторов.
Исследуемый срез ткани можно представить как набор равных по объему элементов, так называемых вокселов. Для расчета поглощения рентгеновских лучей каждым вокселом измеряется регистрируемое каждым детектором ослабление сигнала в нескольких проекциях. С этой целью в процессе экспозиции происходит одновременное вращение рентгеновской трубки и массива детекторов вокруг пациента. На полученной КТ-томограмме каждый воксел представляется плоскостным элементом – пикселем. Результирующее двухмерное изображение выводится на монитор, где каждый пиксель имеет определенный оттенок серой шкалы в зависимости от степени ослабления в соответствующем вокселе (при большем ослаблении пиксели имеют более светлую окраску, и наоборот, слабо поглощающие вокселы выглядят более темными).
Ослаблению присваивается числовое значение, которое называется числом ослабления, или КТ-числом. Единицу измерения КТ-ослабления называют единицей Хаунсфилда (HU). В современных компьютерных томографах используется условная линейная шкала с диапазоном от -1000 до +3000.
Величины ослабления для костных структур располагаются в диапазоне от 800 HU (нормальная кортикальная кость) до 3000 HU (пирамида височной кости); их значения для большинства паренхиматозных тканей составляют 40–80 HU, а для жировых тканей примерно 100 Ни. Вместе с тем давать диагностическую оценку полученным значениям плотности в условных единицах необходимо с осторожностью, учитывая влияние на эти показатели различных артефактов и технических погрешностей исследования.
Хотя компьютерные томограммы имеют значительное разрешение по контрастности, их пространственное разрешение ниже, чем у традиционных рентгенограмм. Пространственное разрешение при КТ зависит от величины воксела, т. е. размера пикселя и толщины среза. Чем меньше эти показатели, тем выше пространственное разрешение. При выборе толщины среза следует учитывать, что тонкие срезы, хотя и имеют преимущество по пространственному разрешению, требуют более интенсивного рентгеновского облучения для сохранения качества изображения, делают необходимым применение большого числа срезов, что увеличивает продолжительность исследования и лучевую нагрузку на пациента. Обычная толщина КТ-срезов составляет 5-10 мм, в редких случаях используются срезы в 1 мм.
Чувствительность КТ при определении различий между тканями по их способности к ослаблению рентгеновского луча в клинической практике зачастую оказывается недостаточной, при проведении большинства КТ-исследований необходимо контрастирование.
При компьютерной томографии используются те же внутривенные контрастные вещества, что и при других рентгенологических исследованиях (ангиографии, урографии), представляющие собой диссоциируемые (ионные) или недиссоциируемые (неионные) органические соединения йода. Атомы йода обладают более высоким атомным числом по сравнению с атомами мягких тканей (водородом, углеродом, азотом, кислородом), поэтому в составе контрастных средств ослабляют рентгеновские лучи в 50-1000 раз сильнее, чем мягкие ткани человека. После быстрого внутривенного болюсного введения контрастное средство смешивается с кровью, а затем диффундирует через стенку капилляра в межклеточное пространство, так как обладает малой связывающей способностью с белками плазмы и плохо проникает в клетки. Изменение васкуля-ризации опухоли или воспалительно измененной ткани приводит к повышенному или, напротив, пониженному накоплению в ней контраста и соответственно повышает или понижает их контрастность по сравнению с окружающими здоровыми тканями.
Преимущества метода КТ заключаются в высокой информативности (примерно на три порядка большей, чем традиционной рентгенографии) и точности исследования (способность дифференцирования тканей, отличающихся друг от друга по плотности всего на 0,5 %), что связано со значительной разрешающей способностью метода по контрастности и с получением тонких срезов в поперечной плоскости. К очевидным достоинствам метода относится также возможность быстрого исследования больших анатомических областей.
К относительным недостаткам метода КТ относятся возможность получения изображений лишь в поперечной плоскости, лучевая нагрузка на пациента, а также необходимость использования в большинстве случаев дополнительного контрастирования.
Метод КТ нашел широкое применение и при диагностике различных эндокринных заболеваний. КТ является методом выбора при локализации опухолей гипоталамо-гипофизарной области, часто используется при диагностике новообразований надпочечников и островковоклеточных опухолей поджелудочной железы. КТ также применяется для выявления эктопически расположенных аденом паращитовидных желез, для выявления (в неясных случаях) новообразований мужских и женских половых желез и оценки распространенности опухолевого процесса в случаях их злокачественности.
Компьютерная томография позволяет получить изображение (послойный срез) любой части тела человека, в том числе и молочной железы. Она ценна у больных с неясными данными при обычной маммографии и плотных молочных железах.
Компьютерная томомаммография дифференцирует мягкотка-ные структуры лучше, чем стандартная рентгеномаммография. Главными ограничениями компьютерной томомаммографии являются достаточно высокая доза лучевой нагрузки, намного превышающая допустимую (1 рад), а также отсутствие гарантий необлучения всей грудной клетки. Ограничивающим фактором является также толщина поперечных срезов (5 мм), что не позволяет выявить мелкие опухоли. Другие неудобства: длительность процедуры, необходимость внутривенного введения контрастного препарата (йода), высокие стоимость и частота ложноположи-тельных находок (около 50 %).
Радионуклидные исследования
В отличие от рентгенологических методов визуализации, когда получение изображения основано на фиксировании излучения, пропущенного через тело больного, радионуклидная диагностика производится путем регистрации излучения, испускаемого находящимися внутри пациента радиоизотопами.
Принцип метода. Наиболее распространенной методикой ра-дионуклидного исследования является радиоизотопное сканирование, которое заключается в детекции с помощью гамма-камеры излучения над исследуемой анатомической областью или телом пациента после внутривенного (в редких случаях – после ингаляции) введения ему радиофармацевтических препаратов (РФП). В состав РФП входят радионуклид (нестабильный атом, спонтанно распадающийся с выделением энергии) и молекула-носитель, которая определяет распространение препарата в теле пациента.
С целью визуализации используются радионуклиды, испускающие гамма-фотоны, так как альфа– и бета-частицы обладают низкой способностью к прохождению через ткани. Энергия фотонов радиофармпрепарата должна быть около 150 кэВ, что, с одной стороны, обеспечивает хорошую проникающую способность, а с другой – полное поглощение фотонов детекторами.