1.3.1. Традиционная рентгенодиагностика
Для выполнения стандартного рентгенологического исследования необходимы три составляющих:
– источник рентгеновского излучения (рентгеновская трубка);
– объект исследования;
– приемник (преобразователь) излучения.
Все методики исследования отличаются друг от друга только приемником излучения, в качестве которого используются: рентгеновская пленка, флюоресцирующий экран, полупроводниковая селеновая пластина, дозиметрический детектор. На схеме 1.1 представлено многообразие возможных методик, используемых в традиционной рентгенодиагностике.
Схема 1.1. Методики традиционной рентгенодиагностики
На сегодняшний день в качестве приемника излучения основной является та или иная система детекторов. Таким образом, традиционная рентгенография целиком переходит на цифровой (дигитальный) принцип получения изображений.
Основными преимуществами традиционных методик рентгенодиагностики являются их доступность практически во всех лечебных учреждениях, высокая пропускная способность, относительная дешевизна, возможность многократных исследований, в том числе и в профилактических целях. Наибольшую практическую значимость представленные методики имеют в пульмонологии, остеологии, гастроэнтерологии.
1.3.2. Рентгеновская компьютерная томография
Прошло три десятилетия с того момента, как в клинической практике стала применяться РКТ. Вряд ли авторы этого метода, А. Кормак и Г. Хаунсфилд, получившие в 1979 г. Нобелевскую премию за его разработку, могли предположить, насколько быстрым окажется рост их научных идей и какую массу вопросов поставит это изобретение перед врачами-клиницистами.
Каждый компьютерный томограф состоит из пяти основных функциональных систем:
1) специальный штатив, называемый гентри, в котором находятся рентгеновская трубка, механизмы для формирования узкого пучка излучения, дозиметрические детекторы, а также система сбора, преобразования и передачи импульсов на электронно-вычислительную машину (ЭВМ). В центре штатива располагается отверстие, куда помещается пациент;
2) стол для пациента, который перемещает пациента внутри гентри;
3) ЭВМ-накопитель и анализатор данных;
4) пульт управления томографом;
5) дисплей для визуального контроля и анализа изображения.
Различия в конструкциях томографов обусловлены, прежде всего, выбором способа сканирования. К настоящему времени имеется пять разновидностей (поколений) рентгеновских компьютерных томографов. Сегодня основной парк данных аппаратов представлен приборами со спиральным принципом сканирования. Принцип работы рентгеновского компьютерного томографа заключается в том, что интересующий врача участок тела человека сканируется узким пучком рентгеновского излучения. Специальные детекторы измеряют степень его ослабления, сравнивая число фотонов на входе и выходе из исследуемого участка тела. Результаты измерения передаются в память ЭВМ, и по ним, в соответствии с законом абсорбции, вычисляются коэффициенты ослабления излучения для каждой проекции (их число может составлять от 180 до 360). В настоящее время для всех тканей и органов в норме, а также для ряда патологических субстратов разработаны коэффициенты абсорбции по шкале Хаунсфилда. Точкой отсчета в этой шкале является вода, коэффициент поглощения которой принят за ноль. Верхняя граница шкалы (+1000 ед. HU) соответствует поглощению рентгеновских лучей кортикальным слоем кости, а нижняя (-1000 ед. HU) – воздухом. Ниже в качестве примера приведены некоторые коэффициенты абсорбции для различных тканей организма и жидкостей.
Шкала Хаунсфилда
Получение точной количественной информации не только о размерах, пространственном расположении органов, но и о плотностных характеристиках органов и тканей – важнейшее преимущество РКТ перед традиционными методиками.
При определении показаний к применению РКТ приходится учитывать значительное число различных, порой взаимоисключающих факторов, находя компромиссное решение в каждом конкретном случае. Вот некоторые положения, определяющие показания для данного вида лучевого исследования:
– метод является дополнительным, целесообразность его применения зависит от результатов, полученных на этапе первичного клинико-рентгенологического исследования;
– целесообразность компьютерной томографии (КТ) уточняется при сравнении ее диагностических возможностей с другими, в том числе и нелучевыми, методиками исследования;
– на выбор РКТ влияет стоимость и доступность этой методики;
– следует учитывать, что применение КТ связано с лучевой нагрузкой на пациента.
Диагностические возможности КТ, несомненно, будут расширяться по мере совершенствования аппаратуры и программного обеспечения, позволяющих выполнять исследования в условиях реального времени. Возросло ее значение при рентгенохирургических вмешательствах как инструмента контроля во время операции. Построены и начинают применяться в клинике компьютерные томографы, которые можно разместить в операционной, реанимации или палате интенсивной терапии.
Мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) – методика, отличающаяся от спиральной тем, что за один оборот рентгеновской трубки получается не один, а целая серия срезов (4, 16, 32, 64, 256, 320). Диагностическими преимуществами являются возможность выполнения томографии легких на одной задержке дыхания в любую из фаз вдоха и выдоха, а следовательно, отсутствие «немых» зон при исследовании подвижных объектов; доступность построения различных плоскостных и объемных реконструкций с высоким разрешением; возможность выполнения МСКТ-ангиографии; выполнение виртуальных эндоскопических исследований (бронхографии, колоноскопии, ангиоскопии); уменьшение времени исследования; снижение лучевой нагрузки на пациента.
1.3.3. Магнитно-резонансная томография
МРТ – один из новейших методов лучевой диагностики. Он основан на явлении так называемого ядерно-магнитного резонанса, за открытие которого Ф. Блоч и Е. Персель в 1952 г. были удостоены Нобелевской премии. Суть его заключается в том, что ядра атомов (прежде всего водорода), помещенные в магнитное поле, поглощают энергию, а затем способны испускать ее во внешнюю среду в виде радиоволн. Регистрация радиоволн с последующей апостериорной обработкой информации позволяет произвести точную топическую диагностику скопления в объекте соответствующих элементов.
В медицинскую практику данная методика лучевой диагностики пришла в 1982 г., когда на Международном конгрессе рентгенорадиологов в Париже впервые были продемонстрированы МР-томограммы внутренних органов живого человека.
Основными компонентами МР-томографа являются:
– магнит, обеспечивающий достаточно высокую индукцию поля;
– радиопередатчик;
– приемная радиочастотная катушка;
– ЭВМ.
На сегодняшний день активно развиваются следующие направления МРТ:
1) МР-спектроскопия;
2) МР-ангиография;
3) использование специальных контрастных веществ (парамагнитных жидкостей).
Большинство МР-томографов настроено на регистрацию радиосигнала ядер водорода. Именно поэтому МРТ нашла наибольшее применение в распознавании заболеваний органов, которые содержат большое количество воды (головной и спинной мозг, мягкие ткани, хрящи, межпозвонковые диски, сосуды). И напротив, исследование легких и костей является менее информативным, чем, например, РКТ.
Следующей важной особенностью данного метода является возможность получения изображений тонких слоев тела человека в любом сечении (во фронтальной, сагиттальной, аксиальной и косых плоскостях).