Тема: Основные методы лучевой диагностики. Общие вопросы лучевой диагностики. Что такое лучевая диагностика. История становления лучевой диагностики Виды аппаратов используемых в лучевой диагностике
ГУ «Уфимский НИИ глазных болезней» АН РБ, г. Уфа
Открытие рентгеновских лучей положило начало новой эре в медицинской диагностике — эре рентгенологии. Современные методы лучевой диагностики подразделяются на рентгенологический, радионуклидный, магнитно-резонансный, ультразвуковой.
Рентгенологический метод — это способ изучения строения и функции различных органов и систем, основанный на качественном и количественном анализе пучка рентгеновского излучения, прошедшего через тело человека. Рентгенологическое исследование может проводиться в условиях естественной контрастности или искусственного контрастирования.
Простой и необременительной для пациента является рентгенография. Рентгенограмма является документом, который можно хранить продолжительное время, использовать для сопоставления с повторными рентгенограммами и предъявлять для обсуждения неограниченному числу специалистов. Показания к рентгенографии должны быть обоснованы, так как рентгеновское излучение сопряжено с лучевой нагрузкой.
Компьютерная томография (КТ) — это послойное рентгенологическое исследование, основанное на компьютерной реконструкции изображения, получаемого при круговом сканировании объекта узким пучком рентгеновского излучения. Компьютерный томограф способен различать ткани, отличающиеся друг от друга по плотности всего на половину процента. Поэтому компьютерный томограф дает примерно в 1000 раз больше информации, чем обычный рентгеновский снимок. При спиральной КТ излучатель движется по спирали по отношению к телу пациента и захватывает за несколько секунд определенный объем тела, который в последующем может быть представлен отдельными дискретными слоями. Спиральная КТ инициировала создание новых перспективных способов визуализации — компьютерной ангиографии, трехмерного (объемного) изображения органов, и, наконец, так называемой виртуальной эндоскопии, которая стала венцом современной медицинской визуализации.
Радионуклидный метод — это способ исследования функционального и морфологического состояния органов и систем с помощью радионуклидов и меченных ими индикаторов. Индикаторы — радиофармацевтические препараты (РФП) — вводят в организм больного, а затем с помощью приборов определяют скорость и характер перемещения, фиксации и выведения их из органов и тканей. Современными методами радионуклидной диагностики являются сцинтиграфия, однофотонная эмиссионная томография (ОФЭТ) и позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), радиография и радиометрия. В основе методов лежит введение РФП, которые испускают позитроны или фотоны. Эти вещества, введенные в человеческий организм, скапливаются в областях увеличенного метаболизма и повышенных кровяных потоков.
Ультразвуковой метод — способ дистантного определения положения, формы, величины, структуры и движения органов и тканей, а также патологических очагов с помощью ультразвукового излучения. Он может зарегистрировать даже незначительные изменения плотности биологических сред. Благодаря этому ультразвуковой метод стал одним из наиболее популярных и доступных исследований в клинической медицине. Наибольшее распространение нашли три метода: одномерное исследование (эхография), двухмерное исследование (сонография, сканирование) и допплерография. Все они основаны на регистрации отраженных от объекта эхосигналов. При одномерном А-методе отраженный сигнал образует на экране индикатора фигуру в виде пика на прямой линии. Количество и расположение пиков на горизонтальной прямой соответствует расположению отражающих ультразвук элементов объекта. Ультразвуковое сканирование (В-метод) позволяет получать двухмерное изображение органов. Сущность метода заключается в перемещении ультразвукового пучка по поверхности тела во время исследования. Получаемая серия сигналов служит для формирования изображения. Оно возникает на дисплее и может быть зафиксировано на бумаге. Это изображение можно подвергнуть математической обработке, определяя размеры (площадь, периметр, поверхность и объем) исследуемого органа. Допплерография позволяет неинвазивно, безболезненно и информативно регистрировать и оценивать кровоток органа. Доказана высокая информативность цветного допплеровского картирования, которое используют в клинике для изучения формы, контуров и просвета кровеносных сосудов.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — исключительно ценный метод исследования. Вместо ионизирующего излучения используется магнитное поле и радиочастотные импульсы. Принцип действия основан на феномене ядерно-магнитного резонанса. Манипулируя градиентными катушками, создающими небольшие дополнительные поля, можно записывать сигналы от тонкого слоя тканей (до 1 мм) и легко изменять направление среза — поперечный, фронтальный и сагиттальный, получая трехмерное изображение. К основным достоинствам метода МРТ относятся: отсутствие лучевой нагрузки, возможность получать изображение в любой плоскости и выполнять трехмерные (пространственные) реконструкции, отсутствие артефактов от костных структур, высокая разрешающая способность визуализации различных тканей, практически полная безопасность метода. Противопоказанием к проведению МРТ является наличие в организме металлических инородных тел, клаустрофобия, судорожный синдром, тяжелое состояние пациента, беременность и лактация.
Развитие лучевой диагностики играет большую роль и в практической офтальмологии. Можно утверждать, что орган зрения — идеальный объект для КТ ввиду выраженных различий в поглощении излучения в тканях глаза, мышцах, нервах, сосудах и ретробульбарной жировой клетчатке. КТ позволяет лучшим образом изучить костные стенки глазниц, выявить патологические изменения в них. КТ применяют при подозрении на опухоль глазницы, при экзофтальме неясного генеза, травмах, инородных телах глазницы. МРТ дает возможность исследовать глазницу в разных проекциях, позволяет лучше разобраться в структуре новообразований внутри глазницы. Но эта методика противопоказана при попадании металлических инородных тел в глаз.
Основными показаниями к проведению УЗИ являются: повреждения глазного яблока, резкое снижение прозрачности светопроводящих структур, отслойка сосудистой оболочки и сетчатки, наличие инородных внутриглазных тел, опухоли, повреждения зрительного нерва, наличие участков обызвествлений в оболочках глаза и области зрительного нерва, динамическое наблюдение за проводимым лечением, изучение характеристик кровотока в сосудах орбиты, исследования перед МРТ или КТ.
Рентгенографию используют как скрининговый метод при травмах глазницы и поражениях ее костных стенок для выявления плотных инородных тел и определения их локализации, проводят диагностику заболеваний слезных путей. Большое значение имеет метод рентгенологического исследования смежных с глазницей придаточных пазух носа.
Так, в Уфимском научно-исследовательском институте глазных болезней за 2010 год проведено 3116 рентгеновских исследований, в т. ч. пациентам из поликлиники — 935 (34 %), из стационара — 1059 (30 %), из кабинета неотложной помощи — 1122 (36 %). Сделано 699 (22,4 %) специальных исследований, к которым относятся исследование слезоотводящих путей с контрастированием (321), бесскелетная рентгенография (334), выявление локализации инородных тел в орбите (39). Рентгенография органов грудной клетки при воспалительных заболеваниях орбиты и глазного яблока составила 18,3 % (213), а придаточных пазух носа — 36,3 % (1132).
Выводы . Лучевая диагностика является необходимой составной частью клинического обследования больных в офтальмологических клиниках. Многие достижения традиционного рентгенологического исследования все больше отступают перед совершенствующимися возможностями КТ, УЗИ, МРТ.
Лучевая диагностика в последние три десятилетия достигла значительных успехов в первую очередь за счет внедрения компьютерной томографии (КТ), ультразвукового исследования (УЗИ) и магнитнорезонансной томографии (МРТ). Однако первичное обследование пациента базируется все же на традиционных методах визуализации: рентгенографии, флюорографии, рентгеноскопии.Традиционные лучевые методы исследования основаны на использованииХ-лучей,открытыхВильгельмомКонрадомРентгеном в 1895 г. Он не считал возможным извлекать материальную выгоду из результатов научных поисков, так как «…его открытия и изобретенияпринадлежат человечеству, и. им не должны ни в коей мере мешать патенты, лицензии, контракты или контроль какой-либо группы людей». Традиционные рентгенологические методы исследования называют проекционными методами визуализации, которые, в свою очередь, можно разделить на три основные группы: прямые аналоговые методы; непрямые аналоговые методы; цифровые методы.В прямых аналоговых методах изображение формируется непосредственно в воспринимающей излучение среде (рентгеновская пленка, флюоресцирующий экран), реакция которой на излучение не дискретна, а постоянна. Основными аналоговыми методами исследования являются прямая рентгенография и прямая рентгеноскопия.Прямая рентгенография – базисный метод лучевой диагностики. Он заключается в том, что рентгеновские лучи, прошедшие через тело пациента, создают изображение непосредственно на пленке. Рентгеновская пленка покрыта фотографической эмульсией с кристаллами бромида серебра, которые ионизируются энергией фотонов (чем выше доза излучения, тем больше образуется ионов серебра). Это так называемое скрытое изображение. В процессе проявления металлическое серебро формирует участки потемнения на пленке, а в процессе фиксирования кристаллы бромида серебра вымываются, на пленке появляются прозрачные участки.Прямая рентгенография позволяет получать статические изображения с наилучшим из всех возможных методов пространственным разрешением. Этот метод используется для получения рентгенограмм органов грудной клетки. В настоящее время редко прямая рентгенография используется также для получения серии полноформатных изображений при кардиоангиографических исследованиях.Прямая рентгеноскопия (просвечивание) заключается в том, что прошедшее через тело пациента излучение, попадая на флюоресцирующий экран, создает динамическое проекционное изображение. В настоящее время этот метод практически не используется из-за малой яркости изображения и высокой дозы облучения пациента.Непрямая рентгеноскопия практически полностью вытеснила просвечивание. Флюоресцирующий экран является частью элек-тронно-оптического преобразователя, который усиливает яркость изображения более чем в 5000 раз. Рентгенолог получил возможность работать при дневном освещении. Результирующее изображение воспроизводится монитором и может быть записано на кинопленку, видеомагнитофон, магнитный или оптический диск.Непрямая рентгеноскопия применяется для изучения динамических процессов, таких как сократительная деятельность сердца, кровоток по сосудам
МЕТОДЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ
РентгенологияМЕТОДЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ
Открытие рентгеновских лучей положило начало новой эре в медицинской диагностике – эре рентгенологии. В последующем арсенал диагностических средств пополнился методами, в основе которых - другие виды ионизирующих и неионизирующих излучений (радиоизотопные, ультразвуковые методы, магнитно-резонансная томография). Год за годом лучевые методы исследования совершенствовались. В настоящее время они играют ведущую роль в выявлении и установлении характера большинства заболеваний.
На данном этапе изучения перед Вами поставлена цель (общая): уметь интерпретировать принципы получения медицинского диагностического изображения различными лучевыми методами и предназначение этих методов.
Достижение общей цели обеспечивается конкретными целями:
уметь:
1) трактовать принципы получения информации с помощью рентгенологических, радиоизотопных, ультразвуковых методов исследования и магнитно-резонансной томографии;
2) трактовать предназначение этих методов исследования;
3) трактовать общие принципы выбора оптимального лучевого метода исследования.
Освоить вышеперечисленные цели невозможно без базисных знаний-умений, преподаваемых на кафедре медицинской и биологической физики:
1) трактовать принципы получения и физические характеристики рентгеновских лучей;
2) трактовать радиоактивность, возникающие при этом излучения и их физические характеристики;
3) трактовать принципы получения ультразвуковых волн и их физические характеристики;
5) трактовать явление магнитного резонанса;
6) интерпретировать механизм биологического действия различных видов излучений.
1. Рентгенологические методы исследования
Рентгенологическое исследование до настоящего времени играет важную роль в диагностике заболеваний человека. Оно основано на разной степени поглощения рентгеновских лучей различными тканями и органами тела человека. В большей степени лучи поглощаются в костях, в меньшей – в паренхиматозных органах, мышцах и жидких средах организма, ещё менее – в жировой клетчатке и почти не задерживаются в газах. В тех случаях, когда рядом расположенные органы одинаково поглощают рентгеновское излучение, они не различимы при рентгенологическом исследовании. В таких ситуациях прибегают к искусственному контрастированию. Следовательно, рентгенологическое исследование может проводиться в условиях естественной контрастности или искусственного контрастирования. Существует много различных методик рентгенологического исследования.
Целью (общей) изучения данного раздела является умение интерпретировать принципы получения рентгенологического изображения и предназначение различных рентгенологических методов исследования.
1) интерпретировать принципы получения изображения при рентгеноскопии, рентгенографии, томографии, флюорографии, контрастных методиках исследования, компьютерной томографии;
2) трактовать предназначение рентгеноскопии, рентгенографии, томографии, флюорографии, контрастных методик исследования, компьютерной томографии.
1.1. Рентгеноскопия
Рентгеноскопия, т.е. получение теневого изображения на просвечивающем (флюоресцентном) экране, является наиболее доступной и технически простой методикой исследования. Она позволяет судить о форме, положении и размерах органа и в некоторых случаях - его функции. Исследуя больного в различных проекциях и положениях тела, врач-рентгенолог получает объёмное представление об органах человека и определяемой патологии. Чем сильнее поглощает исследуемый орган или патологическое образование излучение, тем меньше лучей попадает на экран. Поэтому такой орган или образование отбрасывают тень на флюоресцирующий экран. И наоборот, если орган или патология менее плотные, то сквозь них проходит больше лучей, и они попадают на экран, вызывая как бы его просветление (свечение).
Флюоресцентный экран светится слабо. Поэтому это исследование проводят в затемненном помещении, а врач должен в течение 15 минут адаптироваться к темноте. Современные рентгенаппараты оснащены электронно-оптическими преобразователями, усиливающими и передающими рентгеновское изображение на монитор (телеэкран).
Однако рентгеноскопия имеет существенные недостатки. Во-первых, она обусловливает значительную лучевую нагрузку. Во-вторых, её разрешающая способность намного ниже, чем рентгенографии.
Эти недостатки менее выражены при использовании рентгентелевизионного просвечивания. На мониторе можно менять яркость, контрастность, тем самым создавая лучшие условия для просмотра. Разрешающая способность такой рентгеноскопии намного выше, а лучевая нагрузка - меньше.
Однако любое просвечивание отличается субъективностью. Все врачи должны полагаться на профессионализм врача-рентгенолога. В некоторых случаях для объективизации исследования рентгенолог выполняет во время скопии рентгенограммы. С этой же целью проводят и видеозапись исследования при рентгентелевизионном просвечивании.
1.2. Рентгенография
Рентгенография – метод рентгенологического исследования, при котором изображение получается на рентгеновской плёнке. Рентгенограмма по отношению к изображению, видимому на рентгеноскопическом экране, является негативом. Поэтому светлым участкам на экране соответствуют тёмные на плёнке (так называемые просветления), и наоборот, тёмным участкам – светлые (тени). На рентгенограммах всегда получается плоскостное изображение с суммацией всех точек, расположенных по ходу лучей. Для получения объёмного представления необходимо производить по крайней мере 2 снимка во взаимно перпендикулярных плоскостях. Главным преимуществом рентгенографии является возможность документировать определяемые изменения. Кроме того, она обладает значительно большей разрешающей способностью, чем рентгеноскопия.
В последние годы нашла применение цифровая (дигитальная) рентгенография, при которой приемником рентгеновских лучей являются специальные пластины. После экспозиции рентгеновскими лучами на них остается скрытое изображение объекта. При сканировании пластин лазерным лучом высвобождается энергия в виде свечения, интенсивность которого пропорциональна дозе поглощенного рентгеновского излучения. Это свечение регистрируется фотодетектором и переводится в цифровой формат. Полученное изображение может быть выведено на монитор, распечатано на принтере и сохранено в памяти компьютера.
1.3. Томография
Томография – рентгенологический метод послойного исследования органов и тканей. На томограммах в отличие от рентгенограмм получают изображение структур, расположенных в какой-либо одной плоскости, т.е. устраняется эффект суммации. Это достигается за счет одновременного движения рентгентрубки и пленки. Появление компьютерной томографии резко снизило применение томографии.
1.4. Флюорография
Флюорография обычно используется для проведения массовых скрининговых рентгенологических исследований, особенно для выявления патологии лёгких. Суть метода заключается в фотографировании изображения с рентгеновского экрана или экрана электронно-оптического усилителя на фотоплёнку. Размер кадра обычно 70х70 или 100х100 мм. На флюорограммах детали изображения видны лучше, чем при рентггеноскопии, но хуже, чем при рентгенографии. Доза облучения, получаемая исследуемым, также больше, чем при рентгенографии.
1.5. Методики рентгенологического исследования в условиях искусственного контрастирования
Как уже указывалось выше, ряд органов, особенно полых, поглощают рентгеновские лучи практически одинаково с окружающими их мягкими тканями. Поэтому при рентгенологическом исследовании они не определяются. Для визуализации их искусственно контрастируют, вводя контрастное вещество. Чаше всего с этой целью используются различные жидкостные йодистые соединения.
В ряде случаев важно получить изображение бронхов, особенно при бронхоэктатической болезни, врождённых пороках бронхов, наличии внутреннего бронхиального или бронхо-плеврального свища. В подобных случаях установить диагноз помогает исследование в условиях контрастирования бронхов – бронхография.
Кровеносные сосуды на обычных рентгенограммах не видны, за исключением сосудов лёгких. Для оценки их состояния проводят ангиографию – рентгенологическое исследование сосудов с применением контрастного вещества. При артериографии контрастное вещество вводят в артерии, при флебографии – в вены.
При введении контрастного вещества в артерию на снимке в норме последовательно отражаются фазы кровотока: артериальная, капиллярная и венозная.
Особое значение контрастное исследование имеет при изучении мочевывыделительной системы.
Различают выделительную (экскреторную) урографию и ретро-градную (восходящую) пиелографию. В основе выделительной урографии лежит физиологическая способность почек захватывать из крови йодированные органические соединения, концентрировать их и выделять с мочой. Перед исследованием пациент нуждается в соответствующей подготовке - очишении кишечника. Исследование проводится натощак. Обычно в локтевую вену вводят 20-40 мл одного из уротропных веществ. Затем через 3-5, 10-14 и 20-25 минут делают снимки. Если секреторная функция почек понижена производится инфузионная урография. При этом пациенту медленно капельно вводят большое количество контрастного вещества (60 –100 мл), разведенного 5% раствором глюкозы.
Экскреторная урография даёт возможность оценить не только лоханки, чашечки, мочеточники, общую форму и размеры почек, но и их функциональное состояние.
В большинстве случаев выделительная урография обеспечивает получение достаточной информации о чащечно-лоханочной системе. Но всё же в единичных случаях, когда это по какой-либо причине не удаётся (например, при значительном снижении или отсутствии функции почки), выполняется восходящая (ретроградная) пиелография. Для этого катетер вводят в мочеточник до нужного уровня, вплоть до лоханки, через него вводят контрастное вещество (7-10 мл) и делают снимки.
Для исследования желчевыводящих путей в настоящее время используют чрескожную чреспеченочную холеграфию и внутривенную холецистохолангиографию. В первом случае контрастное вещество вводится через катетер непосредственно в общий желчный проток. Во втором случае контраст, введенный внутривенно, в гепатоцитах смешивается с желчью и с ней выводится, заполняя желчные протоки и желчный пузырь.
Для оценки проходимости маточных труб применяют гистеросальпингографию (метросльпингографию), при которой контрастное вещество вводится через влагалище в полость матки с помощью специального шприца.
Контрастная рентгенметодика изучения протоков различных желёз (молочной, слюнной и др.) называется дуктографией, различных свищевых ходов – фистулографией.
Пищеварительный тракт изучают в условиях искусственного контрастирования с помощью взвеси сульфата бария, который при исследовании пищевода, желудка и тонкой кишки пациент принимает внутрь, а при исследовании толстой кишки вводят ретроградно. Оценка состояния пищеварительного тракта обязательно проводится путем рентгеноскопии с выполнением серии рентгенограмм. Исследование толстой кишки имеет особое название – ирригоскопия с ирригографией.
1.6. Компьютерная томография
Компьютерная томография (КТ) – метод послойного рентгенологического исследования, в основе которого - компьютерная обработка множественных рентгенологических изображений слоев тела человека в поперечном сечении. Вокруг человеческого тела по окружности расположены множественные ионизационные или сцинтилляционные датчики, улавливающие рентгеновское излучение, прошедшее через исследуемого.
С помощью компьютера врач может увеличивать изображение, выделять и увеличивать различные его части, определять размеры и что очень важно – оценивать плотность каждого участка в условных единицах. Информация о плотности ткани может быть представлена в виде чисел и гистограмм. Для измерения плотности используют шкалу Хаунсвильда с диапазоном свыше 4000 единиц. За нулевой уровень плотности принята плотность воды. Плотность костей колеблется от +800 до +3000 единиц H (Хаунсвильда), паренхиматозных тканей – в пределах 40-80 ед Н, воздуха и газов - около -1000 ед H.
Плотные образования на КТ видны более светлыми и называются гиперденсивными, менее плотные видны более светлыми и называются гиподенсивными.
Для усиления контрастности при КТ также используют контрастные вещества. Введенные внутривенно иодистые соединения улучшают визуализацию патологических очагов в паренхиматозных органов.
Важным преимуществом современных компьютерных томографов является возможность по серии двухмерных изображений реконструировать трехмерное изображение объекта.
2. Радионуклидные методы исследования
Возможность получения искусственных радиоактивных изотопов позволила расширить сферу применения радиоактивных индикаторов в различных отраслях науки, в том числе и в медицине. Радионуклидная визуализация основана на регистрации излучения, испускаемого находящимся внутри пациента радиоактивным веществом. Таким образом, общее между рентген- и радионуклидной диагностикой – использование ионизирующего излучения.
Радиоактивные вещества, называемые радиофармацевтическими препаратами (РФП), могут использоваться как в диагностических, так и в терапевтических целях. Все они имеют в своем составе радионуклиды – нестабильные атомы, спонтанно распадающиеся с выделением энергии. Идеальный радиофармпрепарат накапливается только в органах и структурах, предназначенных для визуализации. Накопление РФП может обусловливаться, например, метаболическими процессами (молекула-носитель может быть частью метаболической цепочки) либо локальной перфузией органа. Возможность изучения физиологических функций параллельно с определением топографо-анатомических параметров – главное преимущество радионуклидных методов диагностики.
Для визуализации используют радионуклиды, испускающие гамма-кванты, так как альфа- и бета-частицы имеют низкую проникающую способность в тканях.
В зависимости от степени накопления РФП различают «горячие» очаги (с повышенным накоплением) и «холодные» очаги (с пониженным накоплением или его отсутствием).
Существует несколько различных методов радионуклидного исследования.
Целью (общей) изучения данного раздела является умение интерпретировать принципы получения радионуклидного изображения и предназначение различных радионуклидных методов исследования.
Для этого необходимо уметь:
1) интерпретировать принципы получения изображения при сцинтиграфии, эмиссионной компьютерной томографии (однофотонной и позитронной);
2) интерпретировать принципы получения радиографических кривых;
2) трактовать предназначение сцинтиграфии, эмиссионной компьютерной томографии, радиографии.
Сцинтиграфия – самый распространенный метод радионуклидной визуализации. Исследование проводится с помощью гамма-камеры. Основным ее компонентом является дисковидный сцинтилляционный кристалл йодида натрия большого диаметра (около 60 см). Этот кристалл является детектором, улавливающим гамма-излучение, испускаемое РФП. Перед кристаллом со стороны пациента располагается специальное свинцовое защитное устройство – коллиматор, определяющий проекцию излучения на кристалл. Параллельно расположенные отверстия на коллиматоре способствуют проецированию на поверхность кристалла двухмерного отображения распределения РФП в масштабе 1:1.
Гамма-фотоны при попадании на сцинтилляционный кристалл вызывают на нем вспышки света (сцинтилляции), которые передаются на фотоумножитель, генерирующий электрические сигналы. На основании регистрации этих сигналов реконструируется двухмерное проекционное изображение распределения РФП. Окончательное изображение может быть представлено в аналоговом формате на фотопленке. Однако большинство гамма-камер позволяет создавать и цифровые изображения.
Большинство сцинтиграфических исследований выполняются после внутривенного введения РФП (исключение – вдыхание радиоактивного ксенона при ингаляционной сцинтиграфии легких).
При перфузионной сцинтиграфии легких используются меченные 99mТс макроагрегаты альбумина или микросферы, которые задерживаются в мельчайших легочных артериолах. Получают изображения в прямых (передней и задней), боковых и косых проекциях.
Сцинтиграфия скелета выполняется с помощью меченных Тс99m дифосфонатов, накапливающихся в метаболически активной костной ткани.
Для исследования печени применяют гепатобилисцинтиграфию и гепатосцинтиграфию. Первый метод изучает жёлчеобразовательную.и желчевыделительную функцию печени и состояние желчевыводящих путей – их проходимость, накопительную и сократительную способность желчного пузыря, и представляет собой динамическое сцинтиграфическое исследование. В его основе лежит способность гепатоцитов поглощать из крови и транспортировать в составе желчи некоторые органические вещества.
Гепатосцинтиграфия – статическая сцинтиграфия - позволяет оценить барьерную функцию печени и селезенки и основана на том, что звездчатые ретикулоциты печени и селезенки, очищая плазму, фагоцитируют частички коллоидного раствора РФП.
С целью исследования почек используются статическая и динамическая нефросцинтиграфия. Суть метода заключается в получении изображения почек благодаря фиксации в них нефротропных РФП.
2.2. Эмиссионная компьютерная томография
Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) особенно широко используется в кардиологической и неврологической практике. Метод основан на вращении вокруг тела пациента обычной гамма-камеры. Регистрация излучения в различных точках окружности позволяет реконструировать секционное изображение.
Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), в отличие от других радионуклидных методов обследования, основывается на использовании испускаемых радионуклидами позитронов. Позитроны, имея одинаковую массу с электронами, заряжены положительно. Испускаемый позитрон сразу же взаимодействует с ближайшим электроном (эта реакция называется аннигиляцией), что приводит к возникновению двух гамма-фотонов, распространяющихся в противоположных направлениях. Эти фотоны регистрируются специальными детекторами. Информация затем передается на компьютер и преобразуется в цифровое изображение.
ПЭТ позволяет осуществлять количественную оценку концентрации радионуклидов и тем самым изучать метаболические процессы в тканях.
2.3. Радиография
Радиография – метод оценки функции органа посредством внешней графической регистрации изменений радиоактивности над ним. В настоящее время этот метод применяется в основном для изучения состояния почек – радиоренография. Два сцинтиграфических детектора регистрируют излучение над правой и левой почками, третий – над сердцем. Проводят качественный и количественный анализ полученных ренограмм.
3. Ультразвуковые методы исследования
Под ультразвуком подразумевают звуковые волны с частотой свыше 20000 Гц, т.е. выше порога слышимости человеческого уха. Ультразвук используется в диагностике для получения секционных изображений (срезов) и измерения скорости тока крови. Наиболее часто в радиологии используются частоты в диапазоне 2-10 МГц (1 Мгц = 1 миллион Гц). Методику ультразвуковой визуализации называют сонографией. Технологию измерения скорости кровотока называют допплерографией.
Цель (общая) изучения данного раздела: научиться интерпретировать принципы получения ультразвукового изображения и предназначение различных ультразвуковых методов исследования.
Для этого необходимо уметь:
1) интерпретировать принципы получения информации при сонографии и допплерографии;
2) трактовать предназначение сонографии и допплерографии.
3.1. Сонография
Сонография осуществляется пропусканием через тело пациента узконаправленного ультразвукового луча. Ультразвук генерируется специальным датчиком, обычно помещаемым на кожу пациента над обследуемой анатомической областью. Датчик содержит один или несколько пьезоэлектрических кристаллов. Подача электрического потенциала на кристалл приводит к его механической деформации, а механическое сжатие кристалла генерирует электрический потенциал (обратный и прямой пьезоэлектрический эффект). Механические колебания кристалла генерируют ультразвук, который отражается от различных тканей и возвращается назад к датчику в виде эха, генерирует механические колебания кристалла и, следовательно, электрические сигналы той же частоты, что и эхо. В таком виде эхо записывается.
Интенсивность ультразвука постепенно уменьшается с прохождением через ткани тела пациента. Основной причиной этого является поглощение ультразвука в виде тепла.
Непоглощенная часть ультразвука может быть рассеяна или отражена тканями назад к датчику в виде эха. Легкость прохождения ультразвука через ткани частично зависит от массы частиц (которая определяет плотность ткани) и частично - от сил эластичности, притягивающих частицы друг к другу. Плотность и эластичность ткани вместе определяют ее так называемое акустическое сопротивление.
Чем больше изменение акустического сопротивления, тем больше отражение ультразвука. Большое различие в акустическом сопротивлении существует на границе мягкая ткань - газ, и почти весь ультразвук отражается от нее. Поэтому для устранения воздуха между кожей пациента и датчиком применяется специальный гель. По этой же причине сонография не позволяет визуализировать области, расположенные за кишечником (так как кишечник заполнен газом), и содержащую воздух легочную ткань. Существует также и относительно большое различие в акустическом сопротивлении между мягкими тканями и костями. Большинство костных структур, таким образом, препятствует проведению сонографии.
Простейший способ отображения записанного эха - так называемый А-режим (амплитудный режим). В данном формате эхо с различной глубины представляется в виде вертикальных пиков на горизонтальной линии, отражающей глубину. Сила эха определяет высоту или амплитуду каждого из показанных пиков. А-режимный формат дает только одномерное изображение изменения акустического сопротивления вдоль линии прохождения ультразвукового луча и крайне ограниченно используется в диагностике (в настоящее время - только для исследования глазного яблока).
Альтернативой А-режиму является М-режим (М - motion, движение). На таком изображении ось глубины на мониторе ориентируется вертикально. Различные эхосигналы отражаются в виде точек, яркость которых определяется силой эха. Эти яркие точки перемещаются поперек экрана слева направо, создавая таким образом яркие кривые, показывающие изменение положения отражающих структур с течением времени. Кривые М-режима предоставляют детальную информацию о динамике поведения расположенных вдоль ультразвукового луча отражающих структур. Данный метод используется для получения динамических одномерных изображений сердца (стенок камер и створок сердечных клапанов).
Наиболее широко в радиологии используется В-режим (В - brightness, яркость). Данный термин означает, что эхо изображается на экране в виде точек, яркость которых определяется силой эха. В-режим дает двухмерное секционное анатомическое изображение (срез) в реальном масштабе времени. На экране создаются изображения в виде прямоугольника или сектора. Изображения динамичны, на них можно наблюдать такие явления, как респираторные движения, пульсация сосудов, сердечные сокращения и движения плода. Современные аппараты для ультразвуковых исследований используют цифровые технологии. Генерируемый в датчике аналоговый электрический сигнал оцифровывается. Окончательное изображение на мониторе представлено оттенками серой шкалы. Более светлые участки при этом называются гиперэхогенными, более темные – гипо- и анэхогенными.
3.2. Допплерография
Измерение скорости кровотока с использованием ультразвука основано на физическом явлении, согласно которому частота звука, отраженного от движущегося объекта, изменяется по сравнению с частотой посланного звука при ее восприятии неподвижным приемником (допплеровский эффект).
При допплеровском исследовании кровеносных сосудов через тело пропускается генерируемый специальным допплеровским датчиком ультразвуковой луч. При пересечении этим лучом сосуда или сердечной камеры небольшая часть ультразвука отражается от эритроцитов. Частота волн эха, отраженного от этих клеток, движущихся в направлении датчика, будет выше, чем у волн, испускаемых им самим. Разница между частотой принятого эха и частотой генерируемого датчиком ультразвука называется допплеровским частотным сдвигом, или допплеровской частотой. Данный частотный сдвиг прямо пропорционален скорости кровотока. При измерении потока частотный сдвиг непрерывно измеряется прибором; большинство подобных систем автоматически преобразует изменение частоты ультразвука в относительную скорость кровотока (например, в м/с), используя которую можно вычислить истинную скорость кровотока.
Допплеровский частотный сдвиг обычно лежит в пределах различимого человеческим ухом диапазона частот. Поэтому вся допплерографическая аппаратура оборудована динамиками, позволяющими слышать допплеровский частотный сдвиг. Этот "звук кровотока" используется как для обнаружения сосудов, так и для полуколичественной оценки характера тока крови и его скорости. Однако такое звуковое отображение мало пригодно для точной оценки скорости. В связи с этим при допплеровском исследовании обеспечивается визуальное отображение скорости потока - обычно в виде графиков или в форме волн, где по оси ординат отложена скорость, а по оси абсцисс - время. В случаях, когда ток крови направлен к датчику, график допплерограммы располагается над изолинией. Если ток крови направлен от датчика, график располагается под изолинией.
Существует два принципиально различных варианта излучения и приема ультразвука при использовании допплеровского эффекта: постоянноволновой и импульсный. В постоянноволновом режиме допплеровский датчик использует два отдельных кристалла. Один кристалл непрерывно излучает ультразвук, а другой - принимает эхо, что позволяет измерять очень большие скорости. Поскольку происходит одновременное измерение скоростей на большом диапазоне глубин, невозможно выборочно измерить скорость на определенной, заранее заданной глубине.
В импульсном режиме один и тот же кристалл излучает и принимает ультразвук. Ультразвук испускается короткими импульсами, а эхо регистрируется в периоды ожидания между передачами импульсов. Интервал времени между передачей импульса и приемом эха определяет глубину, на которой измеряются скорости. Импульсный допплер позволяет измерять скорости потоков в очень малых объемах (в так называемых контрольных объемах), расположенных вдоль ультразвукового луча, но наибольшие скорости, доступные для измерения, значительно ниже тех, которые можно измерить, используя постоянноволновой допплер.
В настоящее время в радиологии используют так называемые дуплексные сканеры, которые объединяют в себе сонографию и импульсную допплерографию. При дуплексном сканировании направление допплеровского луча накладывается на изображение в В-режиме, и таким образом можно, используя электронные маркеры, выбрать размер и расположение контрольного объема вдоль направления луча. При перемещении электронного курсора параллельно направлению тока крови автоматически измеряется допплеровский сдвиг и показывается истинная скорость потока.
Цветная визуализация кровотока - дальнейшее развитие дуплексного сканирования. Цвета накладываются на изображение в В-режиме, показывая наличие перемещающейся крови. Неподвижные ткани отображаются оттенками серой шкалы, а сосуды - цветной (оттенками голубого, красного, желтого, зеленого, определяемыми относительной скоростью и направлением кровотока). Цветное изображение дает представление о наличии различных сосудов и потоков крови, но обеспечиваемая данным методом количественная информация менее точна, чем при постоянноволновом или импульсном допплеровском исследовании. Поэтому цветная визуализация кровотока всегда комбинируется с импульсной допплерографией.
4. Магнитно-резонансные методы исследования
Цель (общая) изучения данного раздела: научиться интерпретировать принципы получения информации при магнитно-резонансных методов исследования и трактовать их предназначение.
Для этого необходимо уметь:
1) интерпретировать принципы получения информации при магнитно-резонансной томографии и магнитно-резонансной спектроскопии;
2) трактовать предназначение магнитно-резонансной томографии и магнитно-резонансной спектроскопии.
4.1. Магнитно-резонансная томография
Магнитно-резонансная томография (МРТ) - самый «молодой» из радиологических методов. Магнитно-резонансные томографы позволяют создать изображения сечений любой части тела в трех плоскостях.
Основными компонентами МР-томографа являются сильный магнит, радиопередатчик, приемная радиочастотная катушка и компьютер. Внутренняя часть магнита представляет собой цилиндрической формы туннель, достаточно большой для размещения внутри него взрослого человека.
Для МР-томографии используются магнитные поля силой от 0,02 до 3 Тл (тесла). Большинство МР-томографов имеют магнитное поле, ориентированное параллельно длинной оси тела пациента.
Когда пациента помещают внутрь магнитного поля, все ядра водорода (протоны) его тела разворачиваются в направлении этого поля (подобно стрелке компаса, ориентирующейся на магнитное поле Земли). Помимо этого, магнитные оси каждого протона начинают вращаться вокруг направления внешнего магнитного поля. Это вращательное движение называют прецессией, а его частоту - резонансной частотой.
Большинство протонов ориентировано параллельно внешнему магнитному полю магнита ("параллельные протоны"). Остальные прецессируют антипараллельно внешнему магнитному полю ("антипараллельные протоны"). В результате ткани пациента намагничиваются, и их магнетизм ориентируется точно параллельно внешнему магнитному полю. Величина магнетизма определяется избытком параллельных протонов. Избыток пропорционален силе внешнего магнитного поля, но всегда он крайне мал (порядка 1-10 протонов на 1 миллион). Магнетизм также пропорционален числу протонов в единице объема ткани, т.е. плотности протонов. Огромное число (примерно 1022 в мл воды) содержащихся в большинстве тканей ядер водорода обусловливает магнетизм, достаточный для того, чтобы индуцировать электрический ток в воспринимающей катушке. Но обязательным условием индуцирования тока в катушке является изменение силы магнитного поля. Для этого необходимы радиоволны. При пропускании через тело пациента коротких электромагнитных радиочастотных импульсов магнитные моменты всех протонов разворачиваются на 90º, но только в том случае, если частота радиоволн равна резонансной частоте протонов. Это явление и называют магнитным резонансом (резонанс - синхронные колебания).
Воспринимающая катушка расположена вне пациента. Магнетизм тканей индуцирует в катушке электрический ток, и этот ток называют МР-сигналом. Ткани с большими магнитными векторами индуцируют сильные сигналы и выглядят на изображении яркими - гипертинтенсивными, а ткани с малыми магнитными векторами индуцируют слабые сигналы и на изображении выглядят темными – гипоинтенсивными.
Как было сказано ранее, контраст на МР-изображениях определяется различиями в магнитных свойствах тканей. Величина магнитного вектора, прежде всего, определяется плотностью протонов. Объекты с малым количеством протонов, например, воздух, индуцируют очень слабый МР-сигнал и представляются на изображении темными. Вода и другие жидкости должны быть яркими на МР-изображениях как имеющие очень высокую плотность протонов. Однако, в зависимости от режима, используемого для получения МР-изображения, жидкости могут давать как яркие, так и темные изображения. Причина этого в том, что контрастность изображения определяется не только плотностью протонов. Определенную роль играют и другие параметры; два наиболее важных из них - Т1 и Т2.
Для реконструкции изображения необходимо несколько МР-сигналов, т.е. через тело пациента должно быть передано несколько радиочастотных импульсов. В промежутке между подачей импульсов протоны подвергаются двум различным процессам релаксации - Т1 и Т2. Быстрое затухание индуцированного сигнала - частично результат Т2-релаксации. Релаксация - это последствие постепенного исчезновения намагниченности. Жидкости и подобные жидкостям ткани обычно имеют длительное время Т2, а твердые ткани и вещества - короткое время Т2. Чем длиннее Т2, тем ярче (светлее) выглядит ткань, т.е. дает более интенсивный сигнал. МР-изображения, в которых контрастность преимущественно определяется различиями в Т2, называют Т2-взвешенными изображениями.
T1-релаксация - более медленный по сравнению с Т2-релаксацией процесс, заключающийся в постепенном выстраивании отдельных протонов вдоль направления магнитного поля. Таким образом восстанавливается предшествующее радиочастотноному импульсу состояние. Величина Т1 в значительной мере зависит от размера молекул и их мобильности. Как правило, Т1 минимально для тканей с молекулами среднего размера и средней мобильности, например, для жировой ткани. Меньшие, более мобильные молекулы (как в жидкости) и большие, менее мобильные молекулы (как в твердых телах) имеют более высокое значение Т1.
Ткани с минимальным Т1 будут индуцировать наиболее сильные МР-сигналы (например, жировая ткань). Таким образом, эти ткани будут на изображении яркими. Ткани с максимальным Т1 будут, соответственно, индуцировать наиболее слабые сигналы и будут темными. МР-изображения, в которых контрастность преимущественно определяется различиями в Т1, называют Т1-взвешенными изображениями.
Различия в силе МР-сигналов, полученных от различных тканей сразу после воздействия радиочастотного импульса, отражают различия в плотности протонов. На изображениях, взвешенных по протонной плотности, ткани с максимальной плотностью протонов индуцируют наиболее сильный МР-сигнал и выглядят самыми яркими.
Таким образом, в МРТ существует значительно больше возможностей для изменения контрастности изображений, чем в альтернативных методиках – таких, как компьютерная томография и сонография.
Как уже упоминалось, радиочастотные импульсы индуцируют МР-сигналы только в том случае, если частота импульсов точно соответствует резонансной частоте протонов. Данный факт позволяет получать МР-сигналы из выбранного заранее тонкого слоя тканей. Специальные катушки создают небольшие дополнительные поля таким образом, что сила магнитного поля линейно увеличивается в одном направлении. Резонансная частота протонов пропорциональна силе магнитного поля, поэтому она также будет увеличиваться линейно в этом же направлении. Подавая радиочастотные импульсы с установленным заранее узким диапазоном частот, можно записывать МР-сигналы только от тонкого слоя ткани, диапазон резонансных частот которого соответствует диапазону частот радиоимпульсов.
В МР-томографии интенсивность сигнала от неподвижной крови определяется выбранной "взвешенностью" изображения (на практике неподвижная кровь в большинстве случаев визуализируется яркой). В отличие от нее циркулирующая кровь практически не генерирует МР-сигнал, являясь, таким образом, эффективным «негативным» контрастным средством. Просветы сосудов и камеры сердца отображаются темными и четко отграничиваются от окружающих их более ярких неподвижных тканей.
Существуют, однако, специальные методики МРТ, позволяющие отобразить циркулирующую кровь яркой, а неподвижные ткани - темными. Они используются в МР-ангиографии (МРА).
При МРТ широко используются контрастные средства. Все они обладают магнитными свойствами и изменяют интенсивность изображения тканей, в которых они находятся, укорачивая релаксацию (Т1 и/или Т2) окружающих их протонов. Наиболее часто используемые контрастные средства содержат парамагнитный ион металла гадолиния (Gd3+), связанный с молекулой-носителем. Эти контрастные средства вводятся внутривенно и распределяются в организме подобно водорастворимым рентгенконтрастным средствам.
4.2. Магнитно-резонансная спектроскопия
МР-установка с силой магнитного поля не менее 1,5 Тл позволяет проводить магнитно-резонансную спектроскопию (МРС) in vivo. МРС основывается на том факте, что находящиеся в магнитном поле атомные ядра и молекулы вызывают локальные изменения в силе поля. Ядра атомов одного и того же типа (например, водорода) имеют резонансные частоты, слегка варьирующие в зависимости от молекулярного расположения ядер. Индуцируемый после воздействия радиочастотного импульса МР-сигнал будет содержать эти частоты. В результате частотного анализа сложного МР-сигнала создается частотный спектр, т.е. амплитудно-частотная характеристика, показывающая имеющиеся в нем частоты и соответствующие им амплитуды. Такой частотный спектр может предоставить информацию о наличии и относительной концентрации различных молекул.
В МРС могут использоваться несколько видов ядер, но два наиболее часто исследуемых - это ядра водорода (1Н) и фосфора (31Р). Возможна комбинация МР-томографии и МР-спектроскопии. МРС in vivo позволяет получать информацию о важных метаболических процессах в тканях, но этот метод до сих пор еще далек от повседневного применения в клинической практике.
5. Общие принципы выбора оптимального лучевого метода исследования
Цель изучения данного раздела соотвествует его названию - научиться трактовать общие принципы выбора оптимального лучевого метода исследования.
Как показано в предыдущих разделах, существует четыре группы лучевых методов исследования – рентгенологические, ультразвуковые, радионуклидные и магнитно-резонансные. Для эффективного использования их в диагностике различных заболеваний врачу-лечебнику необходимо уметь выбрать из этого множества методов оптимальный для конкретной клинической ситуации. При этом следует руководствоваться такими критериями, как:
1) информативность метода;
2) биологическое действие излучений, применяемых при этом методе;
3) доступность и экономичность метода.
Информативность лучевых методов исследования, т.е. их способность обеспечить врача информацией о морфологическом и функциональном состоянии различных органов, является основным критерием выбора оптимального лучевого метода исследования и будет подробно освещена в разделах второй части нашего учебника.
Сведения о биологическом действии излучений, применяемых при том или другом лучевом методе исследования, относятся к исходному уровню знаний-умений, осваиваемых в курсе медицинской и биологической физики. Однако, учитывая важность этого критерия при назначении пациенту лучевого метода, следует подчеркнуть, что все рентгенологические и радионуклидные методы связаны с ионизирующими излучениями и соответственно вызывают ионизацию в тканях организма пациента. При правильном выполнении этих методов и соблюдении принципов радиационной безопасности они не представляют угрозы здоровью и жизни человека, т.к. все обусловленные ими изменения являются обратимыми. В то же время необоснованно частое их применение может привести к увеличению суммарной дозы облучения, полученной пациентом, возрастанию риска возникновения опухолей и развитию в его организме местных и общих лучевых реакций, о которых вы подробно узнаете из курсов лучевой терапии и радиационной гигиены.
Основным биологическим эффектом при проведении ультразвуковых исследований и магнитно-резонансной томографии является нагревание. Более выражен этот эффект при МРТ. Поэтому первые три месяца беременности некоторыми авторами расцениваются как абсолютное противопоказание для МРТ из-за риска перегревания плода. Еще одним абсолютным противопоказанием к применению этого метода является наличие ферромагнитного объекта, перемещение которого может быть опасным для пациента. Наиболее важными являются внутричерепные ферромагнитные клипсы на сосудах и внутриглазные ферромагнитные инородные тела. Наибольшая связанная с ними потенциальная опасность - кровотечение. Наличие кардиостимуляторов также является абсолютным противопоказанием для МРТ. На функционирование этих приборов может повлиять магнитное поле, и, более того, в их электродах могут индуцироваться электрические токи, способные нагреть эндокард.
Третий критерий выбора оптимального метода исследования – доступность и экономичность – явлется менее важным, чем первые два. Однако, направляя пациента на обследование, любой врач должен помнить, что начинать следует с более доступных, распространенных и менее дорогих методов. Соблюдение этого принципа, прежде всего, - в интересах пациента, которому диагноз будет установлен в более короткий срок.
Таким образом, при выборе оптимального лучевого метода исследования врач должен, главным образом, руководствоваться его информативностью, а из нескольких методов, близких по информативности, назначить более доступный и обладающий меньшим воздействием на организм пациента.
| Создан 21 дек 2006 | |||||||||
*Профилактическое обследование (флюорография выполняется 1 раз в год для исключения наиболее опасной патологии легких) *Показания к применению
*Метаболические и эндокринные болезни (остеопороз, подагра, сахарный диабет, гипертиреоз и т. д.) *Показания к применению
*Болезни почек (пиелонефрит, МКБ и т. д.), при этом рентгенография выполняется с контрастом Правосторонний острый пиелонефрит *Показания к применению
*Заболевания желудочно-кишечного тракта (дивертикулез кишечника, опухоли, стриктуры, грыжа пищеводного отверстия диафрагмы и т. д.). *Показания к применению
*Беременность – существует вероятность негативного влияния излучения на развитие плода. *Кровотечение, открытые раны. За счет того, что сосуды и клетки красного костного мозга очень чувствительны к излучению у пациента может произойти нарушения кровотока в организме. *Общее тяжелое состояние пациента, чтобы не усугубить состояние больного. *Противопоказания к применению
*Возраст. Детям до 14 лет не рекомендуется делать рентген, так как до периода полового созревания человеческий организм слишком подвержен воздействию рентгеновских лучей. *Ожирение. Не является противопоказанием, но избыточный вес затрудняем процесс диагностики. *Противопоказания к применению
* В 1880 году французские физики, братья Пьер и Поль Кюри, заметили, что при сжатии и растяжении кристалла кварца с двух сторон на его гранях, перпендикулярных направлению сжатия, появляются электрические заряды. Это явление было названо пьезоэлектричеством. Ланжевен попробовал зарядить грани кварцевого кристалла электричеством от генератора переменного тока высокой частоты. При этом он заметил, что кристалл колеблется в такт изменению напряжения. Чтобы усилить эти колебания, ученый вложил между стальными листами-электродами не одну, а несколько пластинок и добился возникновения резонанса – резкого увеличения амплитуды колебаний. Эти исследования Ланжевена позволили создавать ультразвуковые излучатели различной частоты. Позже появились излучатели на основе титаната бария, а также других кристаллов и керамики, которые могут быть любой формы и размеров.
* УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИССЕДОВАНИЕ В настоящее время ультразвуковая диагностика получила широкое распространение. В основном при распознавании патологических изменений органов и тканей используют ультразвук частотой от 500 к. Гц до 15 МГц. Звуковые волны такой частоты обладают способностью проходить через ткани организма, отражаясь от всех поверхностей, лежащих на границе тканей разного состава и плотности. Принятый сигнал обрабатывается электронным устройством, результат выдается в виде кривой (эхограмма) или двухмерного изображения (т. н. сонограмма – ультразвуковая сканограмма).
* Вопросы безопасности ультразвуковых исследований изучаются на уровне международной ассоциации ультразвуковой диагностики в акушерстве и гинекологии. На сегодняшний день принято считать, что никаких отрицательных воздействий ультразвук не оказывает. * Применение ультразвукового метода диагностики безболезненно и практически безвредно, так как не вызывает реакций тканей. Поэтому противопоказаний для ультразвукового исследования не существует. Благодаря своей безвредности и простоте ультразвуковой метод имеет все преимущества при обследовании детей и беременных. * Вредно ли ультразвуковое исследование?
*ЛЕЧЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОМ В настоящее время лечение ультразвуковыми колебаниями получили очень большое распространение. Используется, в основном, ультразвук частотой от 22 – 44 к. Гц и от 800 к. Гц до 3 МГц. Глубина проникновения ультразвука в ткани при ультразвуковой терапии составляет от 20 до 50 мм, при этом ультразвук оказывает механическое, термическое, физико-химическое воздействие, под его влиянием активизируются обменные процессы и реакции иммунитета. Ультразвук используемых в терапии характеристик обладает выраженным обезболивающим, спазмолитическим, противовоспалительным, противоаллергическим и общетонизирующим действием, он стимулирует крово - и лимфообращение, как уже было сказано, процессы регенерации; улучшает трофику тканей. Благодаря этому ультразвуковая терапия нашла широкое применение в клинике внутренних болезней, в артрологии, дерматологии, отоларингологии и др.
Ультразвуковые процедуры дозируются по интенсивности используемого ультразвука и по продолжительности процедуры. Обычно применяют малые интенсивности ультразвука (0, 05 – 0, 4 Вт/см 2), реже средние (0, 5 – 0, 8 Вт/см 2). Ультразвуковую терапию можно проводить в непрерывном и импульсном режимах ультразвуковых колебаний. Чаще применяют непрерывный режим воздействия. При импульсном режиме уменьшаются тепловой эффект и общая интенсивность ультразвука. Импульсный режим рекомендуется при лечении острых заболеваний, а также для ультразвуковой терапии у детей и пожилых людей с сопутствующими заболеваниями сердечно -сосудистой системы. Ультразвук воздействует лишь на ограниченную часть тела площадью от 100 до 250 см 2, это рефлексогенные зоны или область поражения.
Внутриклеточные жидкости меняют электропроводность и кислотность, изменяется проницаемость клеточных мембран. Некоторое представление об этих событиях дает обработка крови ультразвуком. После такой обработки кровь приобретает новые свойства – активизируются защитные силы организма, повышается его сопротивляемость инфекциям, радиации, даже стрессу. Эксперименты на животных показывают, что ультразвук не оказывает мутагенного или канцерогенного действия на клетки – время его воздействия и интенсивность настолько незначительны, что такой риск практически сводится к нулю. И, тем не менее, врачи, основываясь на многолетнем опыте использования ультразвука, установили некоторые противопоказания для ультразвуковой терапии. Это – острые интоксикации, болезни крови, ишемическая болезнь сердца со стенокардией, тромбофлебит, склонность к кровотечениям, пониженное артериальное давление, органические заболевания Центральной Нервной Системы, выраженные невротические и эндокринные расстройства. После многолетних дискуссий, приняли, что при беременности ультразвуковое лечение назначать также не рекомендуется.
*За последние 10 лет появилось огромное количество новых лекарственных препаратов, выпускаемых в виде аэрозолей. Они часто используются при респираторных заболеваниях, хронических аллергиях, для вакцинации. Аэрозольные частицы размером от 0, 03 до 10 мкм применяют для ингаляции бронхов и легких, для обработки помещений. Их получают с помощью ультразвука. Если такие аэрозольные частицы зарядить в электрическом поле, то возникают еще более равномерно рассеивающиеся (т. н. высокодисперсные) аэрозоли. Обработав ультразвуком лекарственные растворы, получают эмульсии и суспензии, которые долго не расслаиваются и сохраняют фармакологические свойства. *Ультразвук в помощь фармакологам.
*Весьма перспективной оказалась и транспортировка липосом – жировых микрокапсул, заполненных лекарственными препаратами, в ткани, предварительно обработанные ультразвуком. В тканях, подогретых ультразвуком до 42 – 45*С, сами липосомы разрушаются, а лекарственное вещество попадает внутрь клеток сквозь мембраны, ставшие проницаемыми под действием ультразвука. Липосомный транспорт чрезвычайно важен при лечении некоторых острых воспалительных заболеваний, а также в химиотерапии опухолей, поскольку лекарства концентрируются только в определенной области, почти не затрагивая другие ткани. *Ультразвук в помощь фармакологам.
*Контрастная рентгенография – это целая группа методов рентгенологического исследования, отличительной особенностью которых является использование в ходе исследования рентгеноконтрастных препаратов для повышения диагностической ценности снимков. Чаще всего контрастирование применяется для исследования полых органов, когда необходимо оценить их локализацию и объём, структурные особенности их стенок, функциональные характеристики.
Данные методы широко используются при рентгенологическом исследовании желудочнокишечного тракта, органов мочевыделительной системы (урография), оценке локализации и распространённости свищевых ходов (фистулография), особенностей строения сосудистой системы и эффективности кровотока (ангиография) и т. д.
*Контрастирование может быть инвазивным, когда контрастное вещество вводится в полость организма (внутримышечно, внутривенно, внутриартериально) с повреждением кожного покрова, слизистых оболочек, или неинвазивным, когда контрастное вещество глотается или нетравматично вводится по другим естественным путям.
* Рентгеноконтрастные вещества (препараты) – это категория диагностических средств, отличающихся по способности поглощать рентгеновское излучение от биологических тканей. Их используют для выделения структур органов и систем, не выявляемых или плохо выявляемых при обычной рентгенографии, рентгеноскопии, компьютерной томографии. * Рентгеноконтрастные вещества подразделяют на две группы. К первой группе относят препараты, поглощающие рентгеновское излучение слабее тканей тела (рентгенонегативные), ко второй – поглощающие рентгеновское излучение в значительно большей степени, чем биологические ткани (рентгенопозитивные).
*Рентгенонегативными веществами являются газы: двуокись углерода (СО 2), закись азота (N 2 О), воздух, кислород. Их используют для контрастирования пищевода, желудка, двенадцатиперстной и толстой кишки самостоятельно или в комплексе с рентгенопозитивными веществами (так называемое двойное контрастирование), для выявления патологии вилочковой железы и пищевода (пневмомедиастинум), при рентгенографии крупных суставов (пневмоартрография).
*Сульфат бария наиболее широко применяют при рентгеноконтрастных исследованиях желудочнокишечного тракта. Его используют в виде водной взвеси, в которую для повышения стабильности взвеси, большей адгезии со слизистой оболочкой, улучшения вкусовых качеств также добавляют стабилизаторы, противовспенивающие и дубящие вещества, вкусовые добавки.
*При подозрении на инородное тело в пищеводе применяют густую пасту сульфата бария, которую дают проглотить больному. В целях ускорения прохождения сульфата бария, например при исследовании тонкой кишки, его вводят в охлажденном виде либо добавляют к нему лактозу.
*Среди йодсодержащих рентгеноконтрастных веществ в основном используют водорастворимые органические соединения йода и йодированные масла. * Наиболее широко применяют водорастворимые органические соединения йода, в частности верографин, урографин, йодамид, триомбраст. При внутривенном введении эти препараты в основном выделяются почками, на чем основана методика урографии, позволяющая получить отчетливое изображение почек, мочевых путей, мочевого пузыря.
* Водорастворимые органические йодсодержащие контрастные вещества применяют также при всех основных видах ангиографии, рентгенологических исследованиях верхнечелюстных (гайморовых) пазух, протока поджелудочной железы, выводных протоков слюнных желез, фистулографии
* Жидкие органические соединения йода в смеси с носителями вязкости (перабродил, йодурон В, пропилйодон, хитраст), относительно быстро выделяемые из бронхиального дерева, используют для бронхографии, йодорганические соединения применяют при лимфографии, а также для контрастирования оболочечных пространств спинного мозга и вентрикулографии
*Органические йодсодержащие вещества, особенно водорастворимые, вызывают побочные эффекты (тошноту, рвоту, крапивницу, зуд, бронхоспазм, отек гортани, отек Квинке, коллапс, нарушение ритма сердца и др.), выраженность которых в значительной мере определяется способом, местом и скоростью введения, дозой препарата, индивидуальной чувствительностью пациента и другими факторами *Разработаны современные рентгеноконтрастные вещества, оказывающие значительно менее выраженное побочное действие. Это так называемые димерные и неионные водорастворимые органические йодзамещенные соединения (йопамидол, йопромид, омнипак и др.), которые вызывают значительно меньше осложнений, особенно при ангиографии.
Использование йодсодержащих препаратов противопоказано у больных с повышенной чувствительностью к йоду, с тяжелыми нарушениями функции печени и почек, при острых инфекционных болезнях. При появлении осложнений в результате применения рентгеноконтрастных препаратов показаны экстренные противоаллергические меры – антигистаминные средства, препараты кортикостероидов, внутривенное введение раствора тиосульфата натрия, при падении АД – противошоковая терапия.
*Магнитно-резонансные томографы *Низкопольные (напряженность магнитного поля 0, 02 -0, 35 Т) *Среднепольные (напряженность магнитного поля 0, 35 - 1, 0 Т) *Высокопольные (напряженность магнитного поля 1, 0 Т и выше – как правило, более 1, 5 Т)
*Магнитно-резонансные томографы *Магнит, создающий постоянное магнитное поле высокой напряженности (для создания эффекта ЯМР) *Радиочастотная катушка, генерирующая и принимающая радиочастотные импульсы (поверхностные и объемные) *Градиентная катушка (для управления магнитным полем в целях получения МР-срезов) *Блок обработки информации (компьютер)
* Магнитно-резонансные томографы Типы магнитов Преимущества 1) низкое энергопотребление 2) низкие эксплуатационные Постоянные расходы 3) малое поле неуверенного приема 1) низкая стоимость Резистивные 2) низкая масса (электромаг 3) возможность управления ниты) полем 1) высокая напряженность поля Сверхпрово 2) высокая однородность поля дящие 3) низкое энергопотребление Недостатки 1) ограниченная напряженность поля (до 0, 3 Т) 2) высокая масса 3) нет возможности управления полем 1) высокое энергопотребление 2) ограниченная напряженность поля (до 0, 2 Т) 3) большое поле неуверенного приема 1) высокая стоимость 2) высокие расходы 3) техническая сложность
*Т 1 и Т 2 -взвешенные изображения Т 1 -взвешенное изображение: ликвор гипоинтенсивный Т 2 -взвешенное изображение: ликвор гиперинтенсивный
*Контрастные вещества для МРТ *Парамагнетики – повышают интенсивность МР-сигнала за счет укорочения времени Т 1 -релаксации и являются «позитивными» агентами для контрастирования – внеклеточные (соединения ДТПА, ЭДТА и их производных – с Mn и Gd) – внутриклеточные (Mn-ДПДФ, Mn. Cl 2) – рецепторные *Суперпарамагнетики – снижают интенсивность МР-сигнала за счет удлинения времени Т 2 -релаксации и являются «негативными» агентами для контрастирования – комплексы и взвеси Fe 2 O 3
*Преимущества магнитнорезонансной томографии * Самая высокая разрешающая способность среди всех методов медицинской визуализации * * Отсутствие лучевой нагрузки * Дополнительные возможности (МР-ангиография, трехмерная реконструкция, МРТ с контрастированием и др.) Возможность получения первичных диагностических изображений в разных плоскостях (аксиальной, фронтальной, сагиттальной и др.)
*Недостатки магнитнорезонансной томографии *Низкая доступность, высокая стоимость *Длительное время МР-сканирования (сложность исследования подвижных структур) *Невозможность исследования пациентов с некоторыми металлоконструкциями (ферро- и парамагнитными) *Сложность оценки большого объема визуальной информации (граница нормы и патологии)
Одним из современных методов диагностирования различных заболеваний является компьютерная томография (КТ, Энгельс, Саратов). Компьютерная томография - метод послойного сканирования исследуемых участков организма. На основе данных о поглощении тканями рентгеновских лучей компьютер создает изображение необходимого органа в любой выбранной плоскости. Метод применяется для детального исследования внутренних органов, сосудов, костей и суставов.
КТ-миелография - метод, сочетающий возможности КТ и миелографии. Его относят к инвазивным методам получения изображений, так как необходимо введение контрастного вещества в субарахноидальное пространство. В отличие от рентгеновской миелографии при КТ -миелографии требуется меньшее количество контрастного вещества. В настоящее время КТ -миелографию используют в стационарных условиях, чтобы определять проходимость ликворных пространств спинного и головного мозга, окклюзирующие процессы, различные типы назальной ликвореи, диагностировать кистозные процессы интракраниальной и позвоночно-паравертебральной локализации.
Компьютерная ангиография по своей информативности приближается к обычной ангиографии и в отличие от обычной ангиографии осуществляется без сложных хирургических манипуляций, связанных с проведением внутрисосудистого катетера к исследуемому органу. Преимуществом КТангиографии является то, что она позволяет проводить исследование в амбулаторных условиях в течение 40 -50 минут, полностью исключает риск возникновения осложнений от хирургических манипуляций, уменьшает лучевую нагрузку на пациента и снижает стоимость исследования.
Высокое разрешение спиральной КТ позволяет проводить построение объёмных (3 D) моделей сосудистой системы. По мере совершенствования аппаратуры скорость исследования постоянно сокращается. Так, время регистрации данных при КТ ангиографии сосудов шеи и головного мозга на 6 -спиральном сканере занимает от 30 до 50 с, а на 16 -спиральном - 15 -20 с. В настоящее время это исследование, включая 3 Dобработку, проводят практически в реальном времени.
* Исследование органов брюшной полости (печени, желчного пузыря, поджелудочной железы) проводится натощак. * За полчаса до исследования проводится контрастирование петель тонкого кишечника для лучшего обзора головки поджелудочной железы и гепатобилиарной зоны (необходимо выпить от одного до трёх стаканов раствора контрастного вещества). * При исследовании органов малого таза необходимо сделать две очистительные клизмы: за 6 -8 часов и за 2 часа до исследования. Перед исследованием в течении часа пациенту необходимо выпить большое количество жидкости для заполнения мочевого пузыря. *Подготовка
*В ходе рентгеновской компьютерной томографии пациент подвергается воздействию рентгеновских лучей, как и при обычной рентгенографии, но суммарная доза облучения обычно выше. Поэтому, РКТ должна проводиться только по медицинским показаниям. Нежелательно проведение РКТ в период беременности и без особой необходимости маленьким детям. *Воздействие ионизирующего облучения
*Рентгеновские кабинеты различного назначения должны иметь обязательный набор передвижных и индивидуальных средств радиационной защиты, приведенных в приложении 8 Сан. Пи. Н 2. 6. 1. 1192 -03 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований» .
*Рентгеновские кабинеты должны располагаться централизовано на стыках стационара и поликлиники в медицинских учреждениях. Допускается размещение таких кабинетов в пристроях жилых домов и на цокольных этажах.
* Для защиты персонала используют следующие гигиенические требования: для мед. персонала средняя годовая эффективная доза 20 м 3 в(0, 02 зиверта) или эффективная доза за трудовой срок (50 лет) – 1 зиверт.
* Для практически здоровых людей годовая эффективная доза при проведении профилактических медицинских рентгенологических исследований не должна превышать 1 м 3 в (0, 001 зиверт)
Защита от рентгеновского излучения позволяет обезопасить человека только при использовании аппарата в медицинских учреждениях. На сегодняшний день имеется несколько видов защитных средств, которые делятся на группы: средства коллективной защиты, они имеют два подвида: стационарные и передвижные; средства от попадания прямых неиспользуемых лучей; приспособления для обслуживающего персонала; защитные средства, предназначенные для пациентов.
* Время пребывания в сфере источника рентгеновского излучения должно быть минимально. Расстояние от источника рентгеновских лучей. При диагностических исследованиях минимальное расстояние между фокусом рентгеновской трубки и исследуемым составляет 35 см (кожно-фокусное расстояние). Это расстояние обеспечивается автоматически конструкцией просвечивающего и съемочного устройства
* Стены и перегородки состоят из 2 -3 слоев шпаклевки, окрашены специальной медицинской краской. Полы так же выполнены послойно из специальных материалов.
* Потолки гидроизолируются, выкладываются в 2 -3 слоя из спец. материалов со свинцом. Окрашиваются медицинской краской. Достаточное освещение.
* Дверь в рентген-кабинете должна быть металлической с листом свинца. Цвет (как правило) белый или серый с обязательным знаком «опасность» . Рамы окон должны быть выполнены из тех же материалов.
* Для индивидуальной защиты используются: защитный фартук, воротник, жилет, юбка, очки, шапочка, перчатки с обязательным свинцовым покрытием.
* К передвижным средствам защиты относятся: малая и большая ширмы как для персонала так и для пациентов, защитный экран или штора, сделанные из металла или специальной ткани с листом свинца.
При эксплуатации приборов в рентгенкабинете все должно работать исправно, соответствовать регламентированным указаниям по использованию приборов. Обязательны маркировки используемых инструментов.
Однофотонная эмиссионная компьютерная томография особенно широко используется в кардиологической и неврологической практике. Метод основан на вращении вокруг тела пациента обычной гамма-камеры. Регистрация излучения в различных точках окружности позволяет реконструировать секционное изображение. *ОФЭКТ
ОФЭКТ применяется в кардиологии, неврологии, урологии, в пульмонологии, для диагностики опухолей головного мозга, при сцинтиграфии рака молочной железы, заболеваний печени и сцинтиграфии скелета. Данная технология позволяет формировать 3 D-изображения, в отличие от сцинтиграфии, использующей тот же принцип создания гамма-фотонов, но создающей лишь двухмерную проекцию.
В ОФЭКТ применяются радиофармпрепараты, меченные радиоизотопами, ядра которых при каждом акте радиоактивного распада испускают только один гамма-квант (фотон) (для сравнения, в ПЭТ используются радиоизотопы, испускающие позитроны)
*ПЭТ Позитронная эмиссионная томография основывается на использовании испускаемых радионуклидами позитронов. Позитроны, имея одинаковую массу с электронами, заряжены положительно. Испускаемый позитрон сразу же взаимодействует с ближайшим электроном, что приводит к возникновению двух гамма-фотонов, распространяющихся в противоположных направлениях. Эти фотоны регистрируются специальными детекторами. Информация затем передается на компьютер и преобразуется в цифровое изображение.
Позитроны возникают при позитронном бетараспаде радионуклида, входящего в состав радиофармпрепарата, который вводится в организм перед исследованием.
ПЭТ позволяет осуществлять количественную оценку концентрации радионуклидов и тем самым изучать метаболические процессы в тканях.
Выбор подходящего РФП позволяет изучать с помощью ПЭТ такие разные процессы, как метаболизм, транспорт веществ, лиганд-рецепторные взаимодействия, экспрессию генов и т. д. Использование РФП, относящихся к различным классам биологически активных соединений, делает ПЭТ достаточно универсальным инструментом современной медицины. Поэтому разработка новых РФП и эффективных методов синтеза уже зарекомендовавших себя препаратов в настоящее время становится ключевым этапом в развитии метода ПЭТ.
*
Сцинтиграфия - (от лат. scinti - сверкать и греч. grapho - изображать, писать) метод функциональной визуализации, заключающийся во введении в организм радиоактивных изотопов (РФП) и получении двумерного изображения путём определения испускаемого ими излучения
Радиоактивные индикаторы нашли своё применение в медицине с 1911, их родоначальником стал Дьердя де Хевеш, за что получил Нобелевскую премию. С пятидесятых годов направление стало активно развиваться, в практику вошли радионуклиды, появилась возможность наблюдать их скопление в нужном органе, распределение по нёму. Во 2 половине XX века при развитии технологий создания крупных кристаллов был создан новый прибор – гамма-камера, использование которой позволило получать изображения – сцинтиграммы. Этот метод и получил название сцинтиграфии.
*Суть метода Данный метод диагностики заключается в следующем: пациенту вводят, чаще всего внутривенно, препарат, который состоит из молекулы-вектора и молекулы-маркера. Молекула-вектор обладает сродством к определенному органу или целой системе. Именно она отвечает за то, чтобы маркер сконцентрировался именно там, где необходимо. Молекула-маркер обладает способностью испускать γ-лучи, которые, в свою очередь, улавливаются сцинтиляционной камерой и трансформируются в читаемый результат.
*Получаемые изображения Статические - в результате получается плоское (двумерное) изображение. Таким методом чаще всего исследуют кости, щитовидную железу и т. д. Динамические - результат сложения нескольких статических, получения динамических кривых (например при исследовании функции почек, печени, желчного пузыря) ЭКГ-синхронизированное исследование - ЭКГсинхронизация позволяет в томографическом режиме визуализировать сократительную функцию сердца.
Иногда к Сцинтиграфии относят родственный метод однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЕКТ), который позволяет получать томограммы (трёхмерные изображения). Чаще всего таким образом исследуют сердце (миокарда), головной мозг
*Ипользование метода Сцинтиграфия показана при подозрении на наличие какой-то патологии, при уже существующем и выявленном ранее заболевании, для уточнения степени повреждения органов, функциональной активности патологического очага и оценки эффективности проведённого лечения
*Объекты исследования железы внутренней секреции кроветворная система спинной и головной мозг (диагностика инфекционных заболеваний мозга, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона) лимфатическая система лёгкие сердечно-сосудистая система (исследование сократительной способности миокарда, обнаружение ишемических очагов, выявление тромбоэмболии лёгочной артерии) органы пищеварения органы выделительной системы костная система (диагностика переломов, воспалений, инфекций, опухолей костной ткани)
Изотопы специфичны для определенного органа, поэтому для выявления патологии различных органов используются разные радиофармакологические препараты. Для исследования сердца используется Таллий-201 , Технеций-99 m, щитовидной железы – Йод-123, легких – технеций-99 m, Йод-111, печени – Технеций-97 m, и так далее
*Критерии выбора РФП Основным критерием при выборе является соотношение диагностическая ценность/минимальная лучевая нагрузка, которое может проявляться в следующем: Препарат должен быстро достигать исследуемого органа, равномерно распределяться в нем и также быстро и полностью выводиться из организма. Период полураспада у радиоактивной части молекулы должен быть достаточно коротким, чтобы радионуклид не представлял вреда для здоровья пациента. Излучение, которое является характеристическим для данного препарата, должно быть удобно для регистрации. Радиофармацевтические препараты не должны содержать примесей, токсических для человека, и не должны генерировать продукты распада с длительным периодом разложения
*Исследования, требующие специальной подготовки 1. Функциональное исследование щитовидной железы с помощью 131 йодида натрия В течение 3 -х месяцев перед проведением исследования пациентам запрещается: проведение рентгеноконтрастного исследования; прием препаратов, содержащих йод; за 10 дней до исследования отмяются седативные препараты, содержащие йод в высоких концентрациях Больной направляется в отделение радиоизотопной диагностики утром натощак. Через 30 минут после приема радиоактивного йода больной может завтракать
2. Сцинтиграфия щитовидной железы с помощью 131 -йодида натрия Больной направляется в отделение утром натощак. Через 30 минут после приема радиоактивного йода больному дают обычный завтрак. Сцинтиграфию щитовидной железы проводят через 24 часа после приема препарата. 3. Сцинтиграфия миокарда с помощью 201 -таллия хлорида Проводится натощак. 4. Динамическая сцинтиграфия желчевыводящих протоков с хида Исследование проводится натощак. Медсестра стационара приносит в отделение радиоизотопной диагностики 2 сырых яйца. 5. Сцинтиграфия костной системы с пирофосфатом Больной в сопровождении медсестры направляется в отделение изотопной диагностики для проведения внутривенного введения препарата утром. Исследование проводится через 3 часа. Перед началом исследования больной должен опорожнить мочевой пузырь.
*Исследования, не требующие специальной подготовки Сцинтиграфия печени Радиометрическое исследование опухолей кожи. Ренография и сцинтиграфия почек Ангиография почек и брюшной аорты, сосудов шеи и головного мозга Сцинтиграфия поджелудочной железы. Сцинтиграфия легких. ОЦК (определение объема циркулирующей крови) Трансмиссионно-эмиссионное исследование сердца, легких и крупных сосудов Сцинтиграфия щитовидной железы с помощью пертехнетата Флебография Лимфография Определение фракции выброса
*Противопоказания Абсолютным противопоказанием является аллергия на вещества, входящие в состав используемого радиофармацевтического препарата. Относительное противопоказание – беременность. Исследование пациентки кормящей грудью допускается, только важно не возобновлять кормление раньше 24 часов после обследования, точнее после введения препарата
*Побочные эффекты Аллергические реакции на радиоактивные вещества Временное повышение или снижение артериального давления Частые позывы к мочеиспусканию
*Положительные моменты исследования Возможность определить не только внешний вид органа, но и нарушение функций, которое зачастую проявляется гораздо раньше, нежели органические поражения. При таком исследовании результат фиксируется не в виде статической двухмерной картинки, а в виде динамических кривых, томограмм или электрокардиограмм. Исходя из первого пункта, становится очевидным, что сцинтиграфия позволяет количественно оценить поражение органа или системы. Это метод практически не требует подготовки со стороны пациента. Зачастую рекомендуется лишь соблюдать определенную диету и прекратить прием лекарственных препаратов, которые могут мешать визуализации
*
Радиология интервенционная - раздел медицинской радиологии, разрабатывающий научные основы и клиническое применение лечебных и диагностических манипуляций, осуществляемых под контролем лучевого исследования. Формирование Р. и. стало возможным с внедрением в медицину электроники, автоматики, телевидения, вычислительной техники.
Оперативные вмешательства, выполняемые с помощью интервенцион ной радиологии, можно разделить на следующие группы: *восстановление просвета суженных трубчатых структур (артерий, желчевыводящих путей, различных отделов желудочно-кишечного тракта); *дренирование полостных образований во внутренних органах; *окклюзия просвета сосудов *Цели применения
Показания к интервенционным вмешательствам весьма широки, что связано с многообразием задач, которые могут быть решены с помощью методов интервенционной радиологии. Общими противопоказаниями являются тяжелое состояние больного, острые инфекционные болезни, психические расстройства, декомпенсация функций сердечнососудистой системы, печени, почек, при использовании йодсодержащих рентгеноконтрастных веществ - повышенная чувствительность к препаратам йода. *Показания
Развитие интервенционной радиолоии потребовало создания специализированного кабинета в составе отделения лучевой диагностики. Чаще всего это ангиографический кабинет для внутриполостных и внутрисосудистых исследований, обслуживаемый рентгенохирургической бригадой, и состав которой входят рентгенохирург, анестезиолог, специалист по ультразвуковой диагностике, операционная сестра, рентгенолаборант, санитарка, фотолаборант. Работники рентгенохирургической бригады должны владеть методами интенсивной терапии и реанимации.
Рентгеноэндоваскулярные вмешательства, получившие наибольшее признание, представляют собой внутрисосудистые диагностические и лечебные манипуляции, осуществляемые под рентгеновским контролем. Основными их видами являются рентгеноэндоваскулярная дилатация, или ангиопластика, рентгеноэндоваскулярное протезирование и рентгеноэндоваскулярная окклюзия
Экстравазальные интервенционные вмешательства включают эндобронхиальные, эндобилиарные, эндоэзофагальные, эндоуринальные и другие манипуляции. К рентгеноэндобронхиальным вмешательствам относят катетеризацию бронхиального дерева, выполняемую под контролем рентгенотелевизионного просвечивания, с целью получения материала для морфологических исследований из недоступных для бронхоскопа участков. При прогрессирующих стриктурах трахеи, при размягчении хрящей трахеи и бронхов осуществляют эндопротезирование использованием временных и постоянных металлических и нитиноловых протезов.
* В 1986 году Рентген открыл новый вид излучения, и уже в этот же год талантливым ученым удалось сделать рентгеноконтрастными сосуды различных органов трупа. Однако ограниченные технические возможности в течение некоторого времени препятствовали развитию ангиографии сосудов. * В настоящее время ангиография сосудов – это достаточно новый, но интенсивно развивающийся высокотехнологический метод диагностики разнообразных заболеваний сосудов и органов человека.
* На стандартных рентгеновских снимках невозможно увидеть ни артерии, ни вены, ни лимфатические сосуды, ни тем более капилляры, поскольку они поглощают излучение, так же, как и окружающие их мягкие ткани. Поэтому для того, чтобы можно было рассмотреть сосуды и оценить их состояние, применяются специальные методы ангиографии с введением особых рентгеноконтрастных препаратов.
В зависимости от локализации пораженной вены различают несколько видов ангиографии: 1. Церебральная ангиография – исследование сосудов головного мозга. 2. Грудная аортография – исследование аорты и ее ветвей. 3. Ангиопульмонография – изображение легочных сосудов. 4. Брюшная аортография – исследование аорты брюшного отдела. 5. Почечная артериография - выявление опухолей, травм почек и МКБ. 6. Периферическая артериография – оценка состояния артерий конечностей при травмах и окклюзионных заболеваниях. 7. Портография - исследование воротной вены печени. 8. Флебография – исследование сосудов конечностей для определения характера венозного кровотока. 9. Флуоресцентная ангиография – исследование сосудов, применяемое в офтальмологии. *Виды ангиографии
Ангиография применяется для выявления патологий кровеносных сосудов нижних конечностей, в частности стеноз (сужение) или закупорку (окклюзию) артерий, вен и лимфатических путей. Данный метод применяется для: * выявления атеросклеротических изменений в кровеносных путях, * диагностики заболеваний сердца, * оценки функционирования почек; * выявления опухолей, кист, аневризм, тромбов, артериовенозных шунтов; * диагностики болезней сетчатки глаз; * предоперационного исследования перед хирургией на открытом мозге ил сердце. *Показания к исследованию
Метод противопоказан при: * венографии тромбофлебита; * острых инфекционных и воспалительных заболеваниях; * психических заболеваниях; * аллергических реакциях на йодсодержащие препараты или контрастное вещество; * выраженной почечной, печеночной и сердечной недостаточности; * тяжелом состоянии пациента; * дисфункции щитовидной железы; * венерических заболеваниях. Метод противопоказан больным с нарушениями свертываемости крови, а также беременным женщинам из-за негативного воздействия ионизирующей радиации на плод. *Противопоказания
1. Ангиография сосудов является инвазивной процедурой, которая требует врачебный контроль состояния пациента до и после диагностической манипуляции. Из-за этих особенностей, требуется госпитализация больного в стационар и проведение лабораторных исследований: общий анализ крови, мочи, биохимический анализ крови, определение группы крови и резус фактора и ряда других тестов по показаниям. Человеку рекомендуется прекратить принимать ряд препаратов, которые влияют на свертывающую систему крови (например, аспирин) за несколько дней до осуществления процедуры. *Подготовка к исследованию
2. Пациенту рекомендуется воздержаться от приема пищи за 6 -8 часов до начала диагностической процедуры. 3. Сама процедура проводится с применением местных анестетиков, также человеку накануне старта теста обычно назначают седативные (успокоительные) препараты. 4. Перед тем, как провести ангиографию, каждому пациенту делают пробу на аллергическую реакцию к препаратам, используемым при контрастировании. *Подготовка к исследованию
* После предварительной обработки растворами антисептиков по местным обезболиванием выполняют небольшой разрез кожи и находят необходимую артерию. Выполняют ее прокол специальной иглой и через эту иглу вводят металлический проводник до нужного уровня. По этому проводнику до заданной точки вводят специальный катетер, и проводник вместе с иглой удаляют. Все манипуляции, происходящие внутри сосуда, происходят строго под контролем рентгенотелевидения. Через катетер вводят в сосуд рентгеноконтрастное вещество и в этот же момент проводят серию рентгеновских снимков, при необходимости изменяя положение пациента. *Методика ангиографии
*После окончания процедуры катетер удаляют, а на область прокола накладывают очень тугую стерильную повязку. Введенное в сосуд вещество покидает организм через почки в течение суток. А сама процедура продолжается около 40 минут. *Методика ангиографии
* Состояние пациента после процедуры * Больному в течение суток показан постельный режим. За самочувствием пациента следит лечащий доктор, который выполняет измерение температуры тела и осмотр области инвазивного вмешательства. На другой день повязку снимают и при удовлетворительном состоянии человека и отсутствии кроизлияния в районе прокола его отпускают домой. * Для абсолютного большинства людей ангиографическое исследование не несет никакого риска. По имеющимся данным, угроза осложнений при осуществлении ангиографии не превышает 5%.
*Осложнения Среди осложнений наиболее часто встречаются следующие: * Аллергические реакции на рентгенконтрастные вещества (в частности йодсодержащие, поскольку они используются чаще всего) * Болезненные ощущения, отечности и гематомы на месте введения катетера * Кровотечение после пункции * Нарушение функционирования почек вплоть до развития почечной недостаточности * Травма сосуда или тканей сердца * Нарушение сердечного ритма * Развитие сердечнососудистой недостаточности * Инфаркт или инсульт
Лучевая диагностика и лучевая терапия составные части медицинской радиологии (так принято называть эту дисциплину за рубежом).
Лучевая диагностика - практическая дисциплина, изучающая применение различных излучений с целью распознавания многочисленных болезней, для изучения морфологии и функции нормальных и патологических органов и систем человека. В состав лучевой диагностики входят: рентгенология, включая компьютерную томографию (КТ); радионуклидная диагностика, ультразвуковая диагностика, магнитно-резонансная томография (МРТ), медицинская термография и интервенционная радиология, связанная с выполнением диагностических и лечебных процедур под контролем лучевых методов исследования.
Роль лучевой диагностики вообще и в стоматологии в частности, нельзя переоценить. Лучевая диагностика характеризуется рядом особенностей. Во-первых, она имеет массовое применение как при соматических заболеваниях, так и в стоматологии. В РФ ежегодно выполняется более 115 миллионов рентгенологических исследований, более 70 миллионов ультразвуковых и более 3-х миллионов радионуклидных исследований. Во-вторых, лучевая диагностика обладает информативностью. С ее помощью устанавливается или дополняется 70-80% клинических диагнозов. Лучевая диагностика используется при 2000 различных заболеваниях. Дентальные исследования составляют 21% от всех рентгенологических исследований в РФ и почти 31% по Омской области. Другой особенностью является то, что аппаратура, используемая при лучевой диагностике, дорогостоящая, особенно компьютерные и магнитно-резонансные томографы. Их стоимость превышает 1 - 2 млн. долларов. За рубежом из-за высокой цены аппаратуры лучевая диагностика (радиология) является самой финансовоемкой отраслью медицины. Особенностью лучевой диагностики является еще и то, что рентгенология и радионуклидная диагностика, не говоря уже о лучевой терапии, обладают радиационной опасностью для персонала этих служб и пациентов. Данное обстоятельство обязывает врачей всех специальностей, в том числе стоматологов учитывать этот факт при назначении рентгенорадиологических исследований.
Лучевая терапия практическая дисциплина, изучающая применение ионизирующего излучения с лечебной целью. В настоящее время лучевая терапия располагает большим арсеналом источникров квантового и корпускулярного излучений, используемых в онкологии и при лечении неопухолевых заболеваний.
В настоящее время без лучевой диагностики и лучевой терапии не могут обойтись никакие медицинские дисциплины. Практически нет такой клинической специальности, в которой лучевая диагностика и лучевая терапия не являлись бы сопряженными с диагностикой и лечением различных заболеваний.
Стоматология одна из тех клинческих дисциплин, где рентгенологическое исследование занимает основное место в диагностике заболеваний зубочелюстной системы.
Лучевая диагностика использует 5 видов излучений, которые по способности вызывать ионизацию среды относятся к ионизирующим, или к неионизирующим излучениям. К ионизирующим излучениям относятся рентгеновское и радионуклидное излучения. К числу неионизирующих излучений относятся ультразвуковое, магнитное, радиочастотное, инфракрасное излучения. Однако, при использовании данных излучений могут возникать единичные акты ионизации в атомах и молекулах, которые однако не вызывают никаких нарушений в органах и тканях человека, не являются доминирующими в процессе взаимодействия излучения с веществом.
Основные физические характеристики излучений
Рентгеновское излучение является электромагнитным колебанием, искусственно создаваемое в специальных трубках рентгеновских аппаратов. Это излучение было открыто Вильгельмом Конрадом Рентгеном в ноябре 1895 года. Рентгеновские лучи относятся к невидимому спектру электромагнитных волн с длиной волны от 15 до 0,03 ангстрем. Энергия квантов в зависимости от мощности аппаратуры колеблется от 10 до 300 и более Кэв. Скорость распространения квантов рентгеновского излучения 300 000 км\сек.
Рентгеновские лучи обладают определенными свойствами, которые обуславливают применение их в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний. Первое свойство - проникающая способность, способность проникать сквозь твердые и непрозрачные тела. Второе свойство - их поглощение в тканях и органах, которое зависит от удельного веса и объема тканей. Чем плотнее и объемнее ткань, тем большее поглощение лучей. Так, удельный вес воздуха равен 0,001, жира 0,9, мягких тканей 1,0, костной ткани - 1,9. Естественно, в костях будет наибольшее поглощение рентгеновского излучения. Третье свойство рентгеновых лучей - способность их вызывать свечение флюоресцирующих веществ, используемое при проведении просвечивания за экраном рентгенодиагностического аппарата. Четвертое свойство - фотохимическое, благодаря чему на рентгеновской фотопленке получается изображение. Последнее, пятое свойство - биологическое действие рентгеновых лучей на организм человека, чему будет посвящена отдельная лекция.
Рентгенологические методы исследования выполняются с помощью рентгеновского аппарата, в устройство которого входит 5 основных частей:
- - рентгеновский излучатель (рентгеновская трубка с системой охлаждения);
- - питающее устройство (трансформатор с выпрямителем электрического тока);
- - приемник излучения (флюоресцирующий экран, кассеты с пленкой, полупроводиниковые датчики);
- - штативное устройство и стол для укладки пациента;
- - пульт управления.
Основной частью любого рентгенодиагностического аппарата является рентгеновская трубка, которая состоит из двух электродов: катода и анода. На катод подается постоянный электрический ток, который накаливает нить катода. При подаче высокого напряжения на анод электроны в результате разности потенциалов с большой кинетической энергией летят с катода и тормозятся на аноде. При торможении электронов и происходит образование рентгеновских - тормозных лучей, выходящих под определенным углом из рентгеновской трубки. Современные рентгеновские трубки имеют вращающийся анод, скорость которого достигает 3000 оборотов в минуту, что значительно снижает разогрев анода и повышает мощность и срок службы трубки.
Рентгенологический метод в стоматологии стал применяться вскоре после открытия рентгеновых лучей. Более того, считается, что первый рентгеновский снимок в России (в г. Риге) запечатлел челюсти рыбы пилы в 1896 году. В январе 1901 года появилась статья о роли рентгенографии в зубоврачебной практике. Вообще то стоматологическая рентгенология является одной из наиболее ранних разделов медицинской рентгенологии. Она стала развиваться в России, когда появились первые рентгеновские кабинеты. Первый специализированный рентгеновский кабинет при стоматологическом институте в Ленинграде был открыт в 1921 году. В Омске рентгеновские кабинеты общего назначения (где выполнялись и снимки зубов) открылись в 1924 году.
Рентгеновский метод включает следующие методики: рентгеноскопию, то есть получение изображения на флюоресцирующем экране; рентгенографию - получение изображения на рентгеновской пленке, помещенной в рентгенопрозрачную кассету, где она защищена от обычного света. Эти методики относятся к основным. Дополнительные включают: томографию, флюорографию, рентгеноденситометрию и др.
Томография - получение послойного изображения на рентгеновской пленке. Флюорография - это получение рентгеновского изображения меньшего размера (72×72 мм или 110×110 мм) в результате фотографического переноса изображения с флюоресцирующего экрана.
Рентгеновский метод включает и специальные, рентгеноконтрастные исследования. При проведении этих исследований используются специальные приемы, приспособления для получения рентгеновского изображения, а рентгеноконтрастные они именуются потому, что при исследовании применяются различные контрастные вещества, задерживающие рентгеновские лучи. К контрастным методикам относятся: ангио-, лимфо-, уро-, холецистография.
К рентгеновскому методу относится и компьютерная томография (КТ, РКТ), которая была разработана английским инженером Г.Хаунсфильдом в 1972 году. За это открытие он и другой ученый - А.Кормак получили в 1979 году нобелевскую премию. Компьютерные томографы в настоящее время имеются и в Омске: в Диагностическом центре, Областной клинической больнице, Иртышкой центральной бассейновой клинической больнице. Принцип РКТ основан на послойном исследовании органов и тканей тонким импульсным пучком рентгеновского излучения в поперечном сечении с последующей компьютерной обработкой тонких различий поглощения рентгеновских лучей и вторичным получением томографического изображения исследуемого объекта на мониторе или пленке. Современные рентгеновские компьютерные томографы состоят из 4 основных частей: 1- сканирующая система (рентгеновская трубка и детекторы); 2 - высоковольтный генератор - источник питания на 140 Кв и силой тока до 200 мА; 3 - пульт управления (клавиатура управления, монитор); 4 - компьютерная система, предназначенной для предварительной обработки, поступающей от детекторов информации и получения изображения с оценкой плотности объекта. КТ обладает рядом преимуществ перед обычным рентгенологическим исследованием прежде всего большей чувствиетльностью. Она позволяет отдифференцировать отдельные ткани друг от друга, отличающиеся по плотности в пределах 1 - 2% и даже в 0,5%. При рентгенографии этот показатель составляет 10 - 20%. КТ дает точную количественную информацию о размерах плотности нормальных и патологических тканей. При использовании контрастных веществ, методом так называемого внутривенного контрастного усиления повышается возможность более точного выявления патологических образований, проводить дифференциальную диагностику.
В последние годы появилась новая рентгенологическая система получения дигитального (цифрового) изображения. Каждая дигитальная картинка сотоит из множества отдельных точек, которым соответствует числовая интенсивность свечения. Степень яркости точек улавливается в специальном приборе - аналого-цифровом преобразователе (АЦП), в котором электрический сигнал, несущий информацию о рентгеновском изображении, превращается в череду цифр, то есть происходит цифровое кодирование сигналов. Чтобы цифровую информацию превратить в изображение на телевизионном экране или пленке, необходимо цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где цифровой образ трансформируется в аналоговое, видимое изображение. Дигитальная рентгенография постепенно будет вытеснять обычную пленочную рентгенографию, так как она отличается быстрым получением изображения, не требует фотохимической обработки пленки, обладает большей разрешающей возможностью, позволяет проводить математическую обработку изображения, архивировать на магнитные носители информации, дает значительно меньшую лучевую нагрузку на пациента (приблизительно в 10 раз), увеличивает пропускную способность кабинета.
Второй метод лучевой диагностики - радионуклидная диагностика. В качестве источников излучения применяются различные радиоактивные изотопы, радионуклиды.
Естественную радиоактивность открыл в 1896 году А.Беккерель, а искусственную в 1934 году Ирен и Жолио Кюри. Наиболее часто в радионуклидной диагностике используются радионуклиды (РН) гамма-излучатели и радиофармпрепараты (РФП) с гамма-излучателями. Радионуклид - изотоп, физические свойства которого определяют пригодность его к радиодиагностическим исследованиям. РФП называются диагностические и лечебные средства на основе радиоактивных нуклидов - вещества неорганической или органической природы, в структуре которых содержится радиоактивный элемент.
В стоматтологической практике и вообще в радионуклидной диагностике широкое применение имеют следующие радионуклиды: Тс 99 m , In- 113 m , I- 125 , Xe- 133 , реже I- 131 , Hg- 197 . Используемые для радионуклидной диагностики РФП по их поведению в организме разделяются условно на 3 группы: органотропные, тропные к патологическому очагу и без выраженной селективности, тропности. Тропность РФП бывает направленной, когда препарат включается в специфический обмен клеток определённого органа, в котором происходит его накопление, и косвенной, когда в органе происходит временная концентрация РФП по пути его прохождения или выведения из организма. Кроме того, выделяется и вторичная селективность, когда препарат, не обладая способностью к накоплению, вызывает в организме химические превращения, которые обусловливают возникновение новых соединений, уже накапливаемые в определённых органах или тканях. Самым распространённым РН в настоящее время является Тс 99 m , который является дочерним нуклидом радиоактивного молибдена Мо 99 . Тс 99 m , образуется в генераторе, где Мо- 99 распадается, путём бета-распада, с образованием долгоживущего Тс- 99 m . Последний при распаде испускает гамма-кванты с энергией 140 кэв (наиболее технически удобная энергия). Период полураспада Тс 99 m составляет 6 часов, что достаточно для всех радионуклидных исследований. Из крови он выводится с мочой (30 % в течении 2 час), накапливается в костях. Приготовление РФП на основе метки Тс 99 m осуществляется непосредственно в лаборатории с помощью набора специальных реагентов. Реагенты в соответствии с прилагаемой к наборам инструкцией, определённым образом перемешиваются с элюатом (раствором) технеция и в течение нескольких минут происходит образование РФП. Растворы РФП являются стерильными и апирогенными, и могут вводиться внутривенно. Многочисленные методики радионуклидной диагностики подразделяются на 2 группы в зависимости от того, вводится ли РФП в организм пациента или используется для исследования изолированных проб биосред (плазмы крови, мочи и кусочки ткани). В первом случае методики обьединяются в группу исследований in vivo, во-втором случае - in vitro. Оба способа имеют принципиальные различия в показаниях, в технике выполнения и в получаемых результатах. В клинической практике чаще всего используются комплексные исследования. Радионуклидные исследования in vitro используются для определения в сыворотке крови человека концентрации различных биологически активных соединений, количество которых в настоящее время достигает более 400 (гормоны, лекарственные вещества, ферменты, витамины). Они применяются для диагностики и оценки патологии репродуктивной, эндокринной, гемопоэтической и иммунологической систем организма. Большая часть современных наборов реагентов основана на радиоиммунологическом анализе (РИА), который был впервые предложен Р. Ялоу в 1959 г., за что автору была присуждена Нобелевская премия в 1977 г.
В последнее время наряду с РИА развивается новая методика радиорецепторного анализа (РРА). РРА также основан на принципе конкурентного равновесия меченного лиганда (меченый антиген) и исследуемого вещества сыворотки, но не с антителами, а с рецепторными связями клеточной мембраны. РРА отличается от РИА более коротким сроком постановки методики и ещё большей специфичностью.
Основными принципами радионуклидных исследований in vivo являются:
1.Изучение особенностей распределения в органах и тканях введенного РФП;
2.Определение динамики пассажирования РФП у пациента. Методики основанные на первом принципе дают характеристику анатомо-топографического состояния органа или системы и называются статическими радионуклидными исследованаями. Методики, основанные на втором принципе, позволяют оценить состояние функций исследуемого органа или системы и называются динамическами радионуклидными исследованиями.
Сушествуют несколько методик измерения радиоактивности организма или его частей после введения РФП.
Радиометрия. Эта методика измерения интенсивности потока ионизирующего излучения в единицу времени, выражающаяся в условных единицах-импульсах в секунду или минуту (имп/сек). Для измерения используют радиометрическую аппаратуру (радиометры, комплексы). Эта методика используется при исследовании накопления Р 32 в тканях кожи, при исследовании щитовидной железы, для изучения метаболизма белков, железа, витаминов в организме.
Радиография - метод непрерывной или дискретной регистрации процессов накопления, перераспределения и выведения РФП из организма или отдельных органов. Для этих целей применяют радиографы, в которых измеритель скорости счета соединен с самописцем, вычерчивающим кривую. В составе радиографа может быть один или несколько детекторов, каждый из которых ведет измерение независимо друг от друга. Если клиническая радиометрия предназначена для однократного или нескольких повторных измерений радиоактивности организма или его частей, то с помощью радиографии можно проследить динамику накопления и его выведения. Типичным примером радиографии является исследование накопления и выведения РФП из легких (ксенон), из почек, из печени. Радиографическая функция в современных аппаратах совмещена в гамма-камере с визуализацией органов.
Радионуклидная визуализация. Методика создания картины пространственного распределения в органах РФП, введенного в организм. Радионуклидная визуализация в настоящее время включает в себя следующие виды:
- а) сканирование,
- б) сцинтиграфию с использованием гамма-камеры,
- в) однофотонную и двухфотонную позитронкую эмиссионную томографию.
Сканирование-метод визуализации органов и тканей посредотвом движущегося над телом сцинтилляционного детектора. Прибор, проводящий исследование называется сканер. Главный недостаток - большая продолжительность исследования.
Сцинтиграфия-получение изображения органов и тканей посредством регистрации на гамма-камере излучений, исходяших от радионуклидов, распределённых в органах и тканях и в организме в целом. Сцинтиграфия в настоящее время является основным методом радионуклидной визуализации в клинике. Он позволяет изучить быстро протекающие процессы распределения вводимых в организм радиоактивных соединений.
Однофотонная эмисионная томография (ОФЭТ). При ОФЭТ используются такие же РФП, что и при сцинтиграфии. В этом аппарате детекторы расположены в ротационной томокамере, которая вращается вокруг пациента, давая возможность после компьютерной обработки, получить изображение распределения радионуклидов в различных слоях тела в пространстве и во времени.
Двухфотонная эмииссионная томография (ДФЭТ). Для ДФЭТ в организм человека вводят позитрон излучающий радионуклид (С 11 , N 13 , О 15 , F 18). Позитроны, испускaeмыe этими нуклидами, аннигилируют вблизи ядер атомов с электронами. При аннигиляции пара позитрон-электрон исчезает, образуя два гамма-кванта с энергией 511 кэв. Эти два кванта, разлетающиеся в строго противоположном направлении регистрируются двумя также противоположно расположенными детекторами.
Компьютерная обработка сигналов позволяет получить объемное и цветное изображение объекта исследования. Пространственное разрешение ДФЭТ хуже, чем на рентгеновских компьютерных и магнитно-резонансных томографах, но чувствительность метода фантастическая. ДФЭТ позволяет констатировать изменение расхода глюкозы, меченного С 11 в «глазном центре» головного мозга, при открывании глаз, удается выявить изменения при мыслительном процессе определить т.н. «душу», расположенную, как полагают некоторые ученые, в головном мозге. Недостатком этого метода является то, что использование его возможнно только при наличии циклотрона, радиохимической лаборатории для получения короткоживущих нуклидов, позитронного томографа и компьютера для обработки информации, что очень дорого и громоздко.
В последнее десятилетие в практику здравоохранения широким фронтом вошла ультразвуковая диагностика, основанная на использовании ультразвукового излучения.
Ультразвуковое излучение относится к невидимому спектру с длиною волны 0,77-0,08 мм и частотой колебаний свыше 20 Кгц. Звуковые колебания с частотой более 10 9 гц относятся к гиперзвуку. Ультразвук имеет определённые свойства:
- 1.В однородной среде ультразвук (УЗ) распределяется прямолинейно с одинаковой скоростью.
- 2. На границе различных сред с неодинаковой акустической плотностью часть лучей отражается, другая часть преломляется, продолжая прямолинейное распространение, третья - ослабляется.
Ослабление УЗ определяется так называемым ИМПЕДАНСОМ - ультразвуковым ослаблением. Величина его зависит от плотности среды и скорости распространения в ней УЗ волны. Чем выше градиент перепада акустической плотности пограничных сред, тем большая часть УЗ колебаний отражается. Например, на границе перехода УЗ из воздуха на кожу происходит отражение почти 100% колебаний (99,99%). Именно поэтому при ультразвуковом исследовании (УЗИ) необходимо смазывать поверхность кожи пациента водным желе, которое выполняет роль переходной среды, ограничивающей отражение излучения. УЗ почти полностью отражается от кальцинатов, давая резкое ослабление эхосигналов в виде акустической дорожки (дистальная тень). Наоборот, при исследовании кист и полостей, содержащих жидкость, возникает дорожка за счет компенсаторного усиления сигналов.
Наибольшее распространение в клинической практике нашли три метода ультразвуковой диагностики: одномерное исследование (эхография), двухмерное исследование (сканирование, сонография) и допплерография.
1. Одномерная эхография основана на отражении импульсов У3, которые фиксируются на мониторе в виде вертикальных всплесков (кривых) на прямой горизонтальной линии (линии развертки). Одномерный метод дает информацию о расстояниях между слоями тканей на пути ультразвукового импульса. Одномерная эхография до настоящего времени применяется в диагностике болезней головного мозга (эхоэнцефалография), органа зрения, сердца. В нейрохирургии эхоэнцефалография используется для определения размеров желудочков и положения срединных диэнцефальных структур. В офтальмологической практике этот метод применяется для изучения структур глазного яблока, помутнения стекловидного тела, отслойки сетчатки или сосудистой оболочки, для уточнения локализации инородного тела или опухоли в орбите. В кардиологической клинике эхография оценивает структуру сердца в виде кривой на видеомониторе называемой М-эхограммой (motion - движение).
2. Двухмерное ультразвуковое сканирование (сонография). Позволяет получить двухмерное изображение органов (В-метод, brightness - яркость). При сонографии идет перемещение датчика в направлении перпендикулярном линии распространения ультразвукового луча. Отраженные импульсы сливаются в виде светящихся точек на мониторе. Поскольку датчик находится в постоянном движении, а экран монитора имеет длительное свечение, то отраженные импульсы сливаются, формируя изображение сечения обследуемого органа. Современные аппараты имеют до 64 степеней градации цвета, именуемой «серой шкалой», обеспечивающей разницу в структурах органов и тканей. Дисплей делает изображение в двух качествах: позитивном (белый фон, черное изображение) и негативном (черный фон, белое изображение).
Визуализация в режиме реального времени отражает динамическое изображение движущихся структур. Она обеспечивается разнонаправленными датчиками, имеющих до 150 и более элементов - линейное сканирование, либо из одного, но совершающего быстрые колебательные движения - секторальное сканирование. Картина исследуемого органа при УЗИ в масштабе реального времени возникает на видеомониторе мгновенно с момента исследования. Для исследования органов прилегающих к открытым полостям (прямой кишке, влагалищу, ротовой полости, пищеводу, желудку, толстой кишке) - используют специальные интраректальные, интравагинальные и другие внутриполостные датчики.
3.Допплеровская эхолокация - метод ультразвукового диагностического исследования движущихся объектов (элементов крови), основанный на эффекте Допплера. Эффект Допплера связан с изменением частоты ультразвуковой волны, воспринимаемой датчиком, происходящее вследствие перемещения исследуемого объекта относительно датчика: частота эхосигнала, отраженного от движущегося объекта, отличается от частоты излученного сигнала. Существует две модификации допплерографии:
- а) - непрерывная, которая наиболее эффективна при измерении высоких скоростей кровотока в местах сужения сосудов, однако непрерывная допплерография имеет существенный недостаток - она даёт суммарную скорость движения объекта, а не только потока крови;
- б) - импульсная допплерография лишена этих недостатков и позволяет измерить малые скорости на большой глубине или большие скорости на малой глубине в нескольких контрольных объектах малой величины.
Допплерография используется в клинике для изучения формы контуров и просветов кровеносных сосудов (сужения, тромбоз, отдельные склеротические бляшки). Важное значение в клинике УЗ диагностики в последние годы приобретает сочетание сонографии и допплерографии (т.н. дуплексная сонография), которая и позволяет выявить изображение сосудов (анатомическая информация) и получает запись кривой кровотока в них (физиологическая информация), к тому же в современных ультразвуковых аппаратах имеется система, позволяющая раскрашивать разнонаправленные потоки крови в разные цвета (синий и красный), так называемое цветное допплеровское картирование. Дуплексная сонография, цветное картирование позволяют следить за кровенаполнением плаценты, сокращениями сердца у плода, за направлением кровотока в камерах сердца, определять обратный ток крови в системе воротной вены, вычислять степень стеноза сосудов и т.д.
В последние годы стали известны некоторые биологические эффекты у персонала при проведении УЗ исследований. Действие УЗ через воздух прежде всего сказывается на критическом объёме, каковым является уровень сахара в крови, отмечаются электролитные сдвиги, повышается утомляемость, возникает головная боль, тошнота, шум в ушах, раздражительность. Однако в большинстве случаев эти признаки носят неспецифический характер и имеют выраженную субъективную окраску. Этот вопрос требует дальнейшего изучения.
Медицинская термография - метод регистрации естественного теплового излучения тела человека в виде невидимых инфракрасных излучений. Инфракрасное излучение (ИКИ) дают все тела с температурой выше минус 237 0 С. Длина волны ИКИ от 0,76 до 1 мм. Энергия излучения меньше, чем у квантов видимого света. ИКИ поглощается и слабо рассеивается, имеет как волновое, так и квантовое свойство. 0собенности метода:
- 1. Абсолютно безвреден.
- 2. Высокая скорость исследования (1 - 4 мин.).
- 3. Достаточно точный - улавливает колебания в 0,1 0 С.
- 4. Имеет возможность одновременно оценивать функциональное состояние нескольких органов и систем.
Методики термографического исследования:
- 1. Контактная термография основана на использовании термоиндакаторных пленок на жидких кристаллах в цветном изображении. По цветному окрашиванию изображения с помощью калориметрической линейки судят о температуре поверхностных тканей.
- 2. Дистанционная инфракракрасная термография - самый распространенный метод терморгафии. Она обеспечивает получение изображения теплового рельефа поверхности тела и измерение температуры в любом участке тела человека. Дистанционный тепловизор дает возможность получать на экране аппарата отображение теплового поля человека в виде черно-белого или цветного изображения. Эти изображения можно зафиксировать на фотохимической бумаге и получить термограмму. Используя так называемые активные, стрессовые пробы: холодовые, гипертермические, гипергликемические, можно выявить начальные, даже скрытые нарушения терморегуляции поверхности тела человека.
В настоящее время термография применяется для обнаружения расстройств кровообращения, воспалительных, опухолевых и некоторых профессиональных заболеваний, особенно при диспансерном наблюдении. Считается, что этот метод, имея достаточную чувствительность, не обладает высокой специфичностью, что затрудняет его широкое применение при диагностике различных заболеваний.
Последние достижения науки и техники позволяют измерять температуру внутренних органов по собственному их излучению радиоволн в СВЧ диапазоне. Эти измерения производят с помощью микроволнового радиометра. Зa этим методом более перспективное будущее, чем за инфракрасной термографией.
Огромным событием последнего десятилетия явилось внедрение в клиническую практику поистине революционного метода диагностики ядерно-магнитной-резонансной томографии, именуемой в настоящее время магнитно-резонансной томографией (слово «ядерная» снято, чтобы не вызывать у населения радиофобии). Метод магнитно-резонансной томографии (МРТ) основан на улавливании электромагнитных колебаний от определенных атомов. Дело в том, что ядра атомов, содержащие нечётное количество протонов и нейтронов имеют собственный ядерно-магнитный спин, т.е. угловой момент вращения ядра вокруг собственной оси. К таким атомам относится водород, составная часть воды, которая в организме человека доходит до 90%. Подобный эффект дают и другие атомы, содержащие нечётное количество протонов и нейтронов (углерод, азот, натрий, калий и другие). Поэтому каждый атом подобен магниту и в обычных условиях оси углового момента располагаются хаотично. В магнитном поле диагностического диапазона при мощности порядка 0,35-1,5 Т (единица измерения магнитного поля названа в честь Тесла - сербского, югославского учeнoгo, имеющего 1000 изобретений), атомы ориентируются по направлению магнитного поля параллельно или антипараллельно. Если в этом состоянии наложить радиочастотное поле (порядка 6,6-15 Мгц), то возникает ядерно-магнитный резонанс (резонанс, как известно, возникает, когда частота возбуждения совпадает с собственной частотой системы). Этот радиочастотный сигнал улавливается детекторами и через компьютерную систему строится изображение, основанное на протонной плотности (чем больше протонов в среде, тем интенсивнее сигнал). Наиболее яркий сигнал дает жировая ткань (высокая протонная плотность). Наоборот, костная ткань из-за небольшого количества воды (протонов), дает наименьший сигнал. Для каждой ткани свой сигнал.
Магнитно-резонансная томография обладает рядом преимуществ перед остальными методами диагностической визуализации:
- 1. Отсутствие лучевой нагрузки,
- 2. Отсутствие необходимости применения контрастных веществ в большинстве случаев рутинной диагностики, так как МРТ позволяет видеть с осуды, особеннокрупные и средние без контрастирования.
- 3. Возможность получения изображения в любой плоскости, включая три ортоганальные анатомические проекции, в отличие от рентгеновской компьютерной томографии, где исследование проводится в аксиальной проекции, и в отличии от УЗИ, где изображение ограниченное (продольное, поперечное, секторальное).
- 4. Высокая разрешающая способность выявления структур мягких тканей.
- 5. Нет необходимости специальной подготовки пациента к исследованию.
За последние годы появились новые методы лучевой диагностики: получение трехмерного изображения с использованием спиральной компьютерной рентгеновской томографии, возник метод использующий принцип виртуальной реальности с трехмерным изображением, моноклоналъная радионуклидная диагностика и некоторые другие методы, находящиеся на стадии эксперимента.
Таким образом, в этой лекции дана общая характеристика методов и методик лучевой диагностики, более подробное описание их будет дано в частных разделах.
