Про кт: КТ и МРТ. Что лучше и чем отличается исследование КТ от МРТ? – Как проводится компьютерная томография и что она показывает?

Содержание

Обзорное кт что это — Все про суставы

На протяжении всей истории человечества инструменты диагностики заболеваний непрерывно совершенствуются. Если эскулапы древности опирались лишь на впечатления от внешнего осмотра, то сегодня определить состояние внутренних органов человека – проще простого. КТ, или томография рентгеновская компьютерная, – один из наиболее информативных способов.

Принцип действия этого метода изучен и внедрен в медицинскую практику сравнительно недавно: лишь в 1988 г. С КТ стало доступным простое, быстрое и информативное обследование любых тканей и органов человеческого тела.

Содержание статьи:

Что такое КТ?

Аббревиатура «КТ» расшифровывается, как компьютерная томография. Основы компьютерной томографии – рентгеновские лучи. Компьютерный томограф имеет предшественника – обычный рентген. Однако у рентгенографии есть существенный недостаток: двухмерность конечной картинки. По этой причине изображения отдельных изучаемых участков накладываются друг на друга, что существенно снижает информативность процедуры.

Устройство КТ

Принцип работы компьютерного томографа аналогичен действию рентген-аппарата. Отличие КТ заключается в том, что исследование проводится под разными углами, а лучи проникают сквозь ткани разной плотности. В итоге врачи получают послойные снимки органа, которые можно преобразовать в объемную модель.

Показания и противопоказания данного исследования

Зачем делают томографию? Она назначается в таких случаях:

  • при появлении болей невыясненной этиологии;
  • для выяснения характера отклонений в функционировании органов и тканей организма;
  • с целью уточнения ранее поставленного диагноза;
  • для оценки состояния костных структур;
  • для раннего выявления добро- и злокачественных новообразований;
  • с целью контроля эффективности назначенного лечения.

Проведение процедуры КТ запрещено:

  • при беременности и грудном вскармливании;
  • детям до 14 лет. Исключение делается только при невозможности поставить диагноз другими способами;
  • при нарушении работы щитовидной железы и некоторых патологиях крови;
  • лицам с психическими и нервными расстройствами.

Не делают КТ с контрастом, если имеются признаки аллергии на окрашивающее вещество.

КТ С контрастом

Как подготовиться к КТ

Специальная подготовка к КТ, как правило, не требуется. Исключение составляют некоторые виды исследований.

  1. Компьютерную томографию с введением контрастного вещества делают натощак.
  2. Подготовка к проведению компьютерной томографии почек и других органов малого таза включает умеренное наполнение мочевого пузыря.
  3. Перед обследованием брюшной полости нужно принять слабительное или сделать клизму, чтобы опорожнить кишечник.

КТ после рентгена с барием следует отложить на несколько дней, поскольку это вещество снижает четкость снимков.

Можно ли есть перед компьютерной томографией? Можно ли пить воду перед КТ? Да, но из рациона следует исключить продукты и напитки, способствующие усиленному газообразованию.

Сообщите врачу об имеющихся хронических заболеваниях и боязни замкнутого пространства.

Как делают компьютерную томографию

Томограф представляет собой массивную установку, состоящую из кольца с излучателем и датчиками, а также стола-транспортера. Проведение процедуры КТ сопровождается вращением сканирующего кольца. В аппаратах КТ открытого типа сканер располагается в горизонтальной плоскости над столом.

Если КТ выполняется без контрастирования, никакие предварительные медицинские манипуляции не осуществляются. Контрастные вещества для контрастирования вводят перед началом процедуры КТ внутривенно, непосредственно в прямую кишку или принимают перорально.

Тело пациента размещается на выдвижном столе и после запуска аппарата передвигается внутрь сканирующей области.

Сколько по времени длится КТ

С процессе КТ происходит сканирование определенных групп органов и тканей. В зависимости от масштабности исследования его длительность колеблется в диапазоне 15-30 минут. Если вводят контрастное вещество, продолжительность процедуры может возрасти до часа.

Пациент не испытывает болевые ощущения. Определенный дискомфорт может возникать у лиц, страдающих от клаустрофобии. Врач-диагност на протяжении всей процедуры поддерживает голосовой контакт с обследуемым. При затруднении дыхания, появлении болей или других проблем, следует нажать «тревожную» кнопку.

Сколько раз можно делать КТ

Несмотря на то, что КТ считается безопасной, диагностика все же сопровождается определенной дозой рентгеновского излучения. Принимая это во внимание, специалисты стараются не прибегать к данному виду обследования чаще двух-трех раз в год.

Исключение делается в ситуациях, когда жизнь человека находится под угрозой или при невозможности поставить диагноз и назначить лечение альтернативными способами. В таких случаях предпочтительны спиральная или мультисрезовая формы томографии, при которых дозы излучения ниже.

Примеры компьютерной томографии

В современной медицине распространены разные виды диагностики на базе компьютерных томографов. Все они действуют по принципу лучевого воздействия на изучаемые области организма. Различия заключаются в технических характеристиках аппаратуры и целевой сфере диагностики.

Аппарат для проведения КТ

Можно сделать компьютерную томографию следующих типов: СКТ (спиральную), МСКТ (мультиспиральную), КЛКТ (конусно-лучевую), ЭКТ (эмиссионную).

В зависимости от целей сканирования различают томографию костей и суставов, области груди, головного мозга, сердца, сосудов, органов малого таза, лор-органов и так далее.

Спиральная компьютерная томография

Спиральная томография появилась раньше других. Тем не менее, до сих пор она – наиболее популярная разновидность КТ-исследований ввиду удобства и высокой точности результатов.

Кольцевая часть томографа с содержащимися в ней источником излучения и датчиками вращается вокруг двигающегося в горизонтальной плоскости стола-транспортера, на котором лежит пациент. Движение излучателя при этом описывает траекторию спирали. Таким образом, сокращается время обследования и максимизируется область анатомического покрытия.

Трехмерная компьютерная томография

3D-компьютерная томография, или многосрезовая мультиспиральная томография, является усовершенствованной версией спиральной. В процессе сканирования излучение принимает пучкообразную форму, что расширяет изучаемый диапазон и снижает дозы вредного воздействия.

За один оборот сканирующего кольца можно получить до трехсот объемных снимков. Наибольшую востребованность такой тип диагностики получил в стоматологии. Отлично моделируются также легкие, бронхи, органы сердечно-сосудистой системы, головной и спинной мозг.

КТ позвоночника

Все разновидности томографии способны наглядно продемонстрировать ткани и органы, их структуру, возникшие нарушения. Лучше всего поддаются анализу костные структуры. Именно поэтому КТ позвоночника не имеет равных среди других видов диагностики по информативным свойствам.

Сканирование позволяет смоделировать все позвонки, изучить плотность кости. Оно используется для анализа состояния межпозвонковых дисков, нервных окончаний, суставов, выявления болезней позвоночника, воспалительных и опухолевых процессов, переломов, остеопорозных изменений и других костных аномалий.

КТ головного мозга

В отличие от обычной рентгенографии КТ головного мозга предоставляет множество его послойных снимков. Расстояние между слоями – примерно 1 мм. Таким образом становится возможным «заглянуть» в любую точку исследуемого органа. На КТ наглядно видны сосуды, кости черепа, структура мозга, кисты, новообразования, патологические изменения вследствие травм, инсультов и так далее. Часто при проведении данного вида обследований для повышения четкости фотографий внутривенно вводится контрастный препарат, который окрашивает коронарные и периферические сосуды.

Результат КТ головного мозга

Рентгеновская компьютерная томография

С изобретением и внедрением в медицинскую практику РКТ (рентгеновской компьютерной томографии) многие ранее недоступные для изучения органы человеческого тела перестали быть таковыми.

Рентгеновский компьютерный томограф позволяет «заглянуть» в такие внутренние системы организма:

  • брюшную полость. Выявляет патологии печени, желудочно-кишечного тракта, других тканей и органов;
  • легкие. Диагностирует новообразования, туберкулез, дисфункцию кровеносной системы;
  • почки. Обнаруживает мочекаменную болезнь, кисты, избыток жидкости и так далее;
  • грудную клетку. Кроме легких, видны окружающие костные и мягкие ткани;
  • пазух носа. Назначается при тяжелых травмах или накануне пластической операции и так далее.

Что позволяет увидеть данное обследование

Что выявляет КТ? Уникальная методика позволяет не только провести первичную диагностику заболеваний, обнаружить патологию даже в начальной стадии, но и подтвердить или опровергнуть гипотезу, выдвинутую на основании предыдущих клинических обследований. Эта форма диагностики незаменима для анализа врожденных и приобретенных недугов, последствий травм и операций.

Что показывает КТ при раке? Томография выявляет опухоли даже минимальных размеров, дает возможность проанализировать масштабы поражения, степень нарушения структуры тканей, наличие метастазов.

Что лучше: КТ или МРТ?

Ответа на этот вопрос не существует. Они – не взаимозаменяемы. Разница между методами определяется техническими особенностями аппаратуры. Если процедура КТ основывается на рентгеновском излучении, то МРТ – на свойстве магнитного поля возбуждать ионы атомов водорода. Таким образом, первая методика направлена на изучение физических характеристик, а вторая – химических.

Правда ли, что лучевая нагрузка, на действии которой основывается компьютерная томография, вредно влияет на организм? В некоторой степени, это утверждение правдиво, хотя в современных аппаратах такое воздействие сведено к минимуму.

Расшифровка результатов

После проведения компьютерной томографии полученные послойные снимки преобразуются в трехмерные модели изучаемых органов. Фотографии объектов предоставляются в нескольких ракурсах, что облегчает процесс их расшифровки.

Результаты компьютерной томографии изучает радиолог. Расшифровка КТ предполагает выявление отклонений, сопоставление динамики патологических процессов и генерацию выводов. На основании проанализированной информации готовится медицинское заключение, которое пациент передает курирующему врачу для назначения лечения.

Результат КТ на мониторе компьютера

Плюсы и минусы метода

Как уже говорилось ранее, методы рентгеновской компьютерной томографии основываются на направленном лучевом воздействии. Именно этим фактом и определяются преимущества КТ:

  • быстрота диагностики и расшифровки данных;
  • безболезненность;
  • отсутствие ограничений для носителей металлических имплантов;
  • отличная информативность.

Отметим и недостатки КТ:

  • слабая визуализация мягких тканей;
  • невозможность оценки функциональности органа;
  • отрицательное воздействие рентгеновского излучения.

Последствия КТ незначительны, однако проходить ее следует не чаще двух раз в год.



Source: iDiagnost.ru

Читайте также

Обсуждение:Компьютерная томография — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Не подскажите, можно ли использовать метод компьютерной томографи для общей диагностики? Является ли этот метод хорошим? Елена 80.65.16.55 04:48, 11 октября 2008 (UTC)

Википедия - не форум. Отвечу кратко: в медицине не существует понятия "общая диагностика". Любой метод исследования имеет свои показания, у каждого метода есть свои пределы информативности. Разумеется, на КТ должен направлять лечащий врач (с учетом конкретных показаний), а в некоторых клинических ситуациях лечащему врачу даже приходится советоваться с врачом КТ, будет ли метод достаточно информативен для конкретных целей. С уважением, Миша 07:45, 11 октября 2008 (UTC)

Правки участника 193.138.131.117[править код]

Участник предлагает физико-математический анализ различных аспектов томографии в целом, мешая в кучу линейную томографию, МРТ, ПЭТ и пр., перескакивая из начала 20 века в конец, намекая, что у истоков КТ стояли советские учёные. Статья Компьютерная томография посвящена (и должна быть посвящена) рентгеновской компьютерной томографии, её медицинским и физическим аспектам. Считаю, участник вполне может создать отдельную статью по истории разработки томографии. 93.80.84.225 19:34, 11 сентября 2009 (UTC)

Кстати, во избежание подобных проблем в будущем, возможно имеет смысл переименовать статью в Рентгеновская компьютерная томография. 93.80.84.225 19:58, 11 сентября 2009 (UTC)

  • В принципе можно, а на компьтерную томографию сделать страницу неоднозначности, что бы вела и на РКТ и на алгоритмы томографии и линейную томографию.
    • Не надо тут дизамбига. Просто редирект с КТ на РКТ. Линейную томографию никто компьютерной томографией не называет. История разработки алгоритмов томографии должна быть в отдельной статье по физике томографии, истории томографии или в статье томография, где она уже сейчас в каком-то невикифицированном виде изложена). 89.178.166.103 21:03, 9 декабря 2009 (UTC)

Гость: не согласен со мнением участника 193.138.131.117 , т.к. у истоков компьютерной (т.е. вычислительной) томографии действительно стояли польские, советские и др. учёные. Участник полностью игнорирует указание на Фредгольма, Адамара, Абеля (которых никак нельзя заподозрить в симпатиях к СССР). Первым реально использовавшим томографию вычислительную был Якоб Ван-Циттерт из Нидерландов. Нельзя сужать КТ до степени лишь медицинской КТ, тем более лишь рентгеновской и тем более лишь рекламы продукции одной лишь фирмы.

А нобелевскую премию дали вообще не тому человеку. То, что критикуемый участник называет "алгоритмы Хаунсфилда" ART, это алгоритмы поляка Качмажа (опубл. 1937, Kachzmarzh) и белоруса Игоря Александровича Бочека (опубл. 1951), старш. преп. МФТИ. То, что в статье названо MART, это алгоритм украинца Тараско из ФЭИ (г.Обнинск), опубл. 50-е или 60-е гг.

Тихонов в статье о КРТ ... остался вообще вне упоминания, хотя, насколько мне известно, ни один из КРТ без регуляризации не обходится.

Слава Богу, что хоть Радона упомянули ...

P.S. Нобель, кстати, тоже не изобретал динамита. Он плагиатировал его у полковника Петрушевского (который изобрёл динамит и ввёл его в практику русской армии лет за 15 до знаменитого патента Нобеля). Источник информации: журнал "Изобретатель и рационализатор" давних лет, юбилейная статья о Петрушевском.

320 срезовый компьютерный томограф в Москве[править код]

Добрый день. Озаботился МСКТ и узнал, что в Эндокринологическом научном центре в Москве стоит 320 срезовый компьютерный томограф. Так что в статье можно исправить устаревшую информацию о том, что 320 срезовые компьютерные томографы стоят только в американских, немецких и канадских больницах. 89.222.197.70 13:31, 10 февраля 2010 (UTC)Семён

Sirona Galileos делает 200 снимков за 14 секунд, и по ним создаёт томограмму - сферу, вписанную в куб размером 15³см³ и разрешением 0.3мм на воксель, то есть 512³ вокселей с 12 битной палитрой. А тут почему-то ну совсем не упомянут! В Москве, кстати, таких уже несколько. --Nashev 16:33, 17 августа 2011 (UTC)

Насколько я понимаю, речь идёт не о компьютерном томографе, а о цифровом ортопантомографе с возможностью трёхмерной реконструкции. Об ортопантомографии требуется отдельная статья. 95.25.110.65 17:39, 25 августа 2011 (UTC)
Если аппарат, делая 200 цифровых рентгеновских снимков с разных направлений, на выходе из компьютера выдаёт воксельный массив - это разве не КТ? --Nashev 15:03, 26 августа 2011 (UTC)
Не знаю томограф или нет, но 200 рентгенограмм за сеанс ради лечения зубика - не похоже ли это на лечение головной боли через отсечение головы? ASDFS 15:31, 26 августа 2011 (UTC)
Современные цифровые рентен-аппараты предпросмотр дают в реальном времени на монитор. И операции сейчас подглядывая по рентгену делают. Цифре много не надо, она не плёнка. В итоге нагрузка там даже меньше, чем при одном снимке на плёнку. --Nashev 20:31, 26 августа 2011 (UTC)
  • Было бы очень интересно если бы вы осветили (в какой нибудь из подходящих статей) тему доз для современных аппаратов и (сравнительно) для старых. Как я понимаю эти сведения имеются в руководствах на аппараты. Если из рекламных проспектов можно почерпнуть сведения о применяемых рентгеновских сенсорах и их сравнительной чувствительности с пленками - тоже полезно было бы разместить это в википедии. ASDFS 20:47, 26 августа 2011 (UTC)
В гугле по поиску "galileos сравнение нагрузки" первой строкой выдаётся документ про три зубных томографа, с приведением примерной дозы 34 мкЗв. Но не очень уверен, что это не сочтут за рекламу. --Nashev 21:53, 26 августа 2011 (UTC)
  • Если приведете скомпилированные данные из нескольких источников для аппаратов разных эпох - несомненно ссылки на АИ в виде документов производителей рекламой не станут. Кстати из вашего документа видно что пленочные и сенсорные аппараты вроде бы почти не отличаются по дозе (стр 10). ASDFS 22:10, 26 августа 2011 (UTC)
Формально, судя по всему, это действительно КТ (точнее, крайне урезанный вариант традиционной КТ). Однако, в статье о компьютерной томографии, на мой взгляд, уместнее описывать аппаратуру, применяющуюся для сканирования всего организма, а дентальной томографии (раз уж она такая обособленная) стоило бы посвятить отдельную статью. Опять же, если существуют дентальные рентгеновские аппараты, это не значит, что статья рентгенография без их упоминания не проживёт 🙂 Впрочем, правьте смело. 95.25.110.65 18:38, 26 августа 2011 (UTC)
Урезанность там не крайняя. Там масштаб самого аппарата чуть меньше - чтоб голова влезла. А разрешение, кажись, даже несколько больше чем у крупных. В статье о КТ уместно описывать КТ. Все КТ. И не такая уж она обособленная.. Вот МРТ есть на постоянных магнитах - тоже мелкие, для суставов - вот они скорее от обычных МРТ обособленны. И то не факт. А не вписываю - потому что пока не увидел для себя, куда и как. Предполагаю, кто-то может увидеть раньше. --Nashev 20:31, 26 августа 2011 (UTC)

С точки зрения русского языка[править код]

В разделе "Развитие современного компьютерного томографа" следующий перл:

"используются сверхчувствительные детекторы, конструкция и материалы, применяемые при изготовлении которых постоянно совершенствуются."--RichardAldington:AllMenAreEnemies (обс.) 14:46, 18 января 2018 (UTC)

Компьютерная томография высокого разрешения — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Компьютерная томография высокого разрешения (КТВР) лёгких — медицинское исследование, применяемое для диагностики и оценки интерстициальных заболеваний лёгких. Метод использует специальные параметры КТ-сканирования, позволяющие оценить состояние лёгочной ткани.

КТВР производится обычным КТ-сканером. Для получения изображения используются параметры сканирования, позволяющие максимизировать пространственное разрешение:

  • тонкие срезы (обычно 1-2 мм)
  • алгоритм реконструкции изображений с высоким пространственным разрешением
  • минимальный FOV (поле зрения), для минимизации размеров каждого пикселя
  • другие параметры сканирования, способствующие увеличению его скорости

В зависимости от предполагаемого диагноза, исследование может проводиться на вдохе и выдохе, в положении лёжа на спине или животе.

Поскольку КТВР применяется для оценки диффузных изменений легочной ткани, зона сканирования лёгких, как правило, составляет 10—40 мм. Полученные в результате исследования изображения демонстрируют характер структурных изменений в лёгких на основании данных на ограниченном участке (обычно 10 %).

В связи с тем, что зона сканирования при КТВР, как правило, меньше общей протяженности лёгких, метод нельзя использовать для диагностики рака лёгкого и другой локальной патологии. Также, в связи с высоким уровнем шума (связанным с тонкими срезами и высокоразрешающим алгоритмом реконструкции), невозможно достоверно визуализировать патологические изменения в мягких тканях средостения.

  • Robin Smithuis, Otto van Delden and Cornelia Schaefer-Prokop. HRCT part I : Basic Interpretation (неопр.). The Radiology Assistant. — Типичные симптомы поражения лёгочной ткани при КТВР-исследованиях  (англ.). Дата обращения 30 января 2012. Архивировано 28 марта 2012 года.

Компьютерная томография — Википедия. Что такое Компьютерная томография

Компьютерный томограф

Компью́терная томогра́фия — метод неразрушающего послойного исследования внутреннего строения предмета, был предложен в 1972 году Годфри Хаунсфилдом и Алланом Кормаком, удостоенными за эту разработку Нобелевской премии. Метод основан на измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. В настоящее время рентгеновская компьютерная томография является основным томографическим методом исследования внутренних органов человека с использованием рентгеновского излучения.

Появление компьютерных томографов

Первые математические алгоритмы для КТ были разработаны в 1917 году австрийским математиком И. Радоном (см. преобразование Радона). Физической основой метода является экспоненциальный закон ослабления излучения, который справедлив для чисто поглощающих сред. В рентгеновском диапазоне излучения экспоненциальный закон выполняется с высокой степенью точности, поэтому разработанные математические алгоритмы были впервые применены именно для рентгеновской компьютерной томографии.

В 1963 году американский физик А. Кормак повторно (но отличным от Радона способом) решил задачу томографического восстановления, а в 1969 году английский инженер-физик Г. Хаунсфилд из фирмы «EMI Ltd.» сконструировал «ЭМИ-сканер» — первый компьютерный рентгеновский томограф, клинические испытания которого прошли в 1971 году, — разработанный только для сканирования головы. Средства на разработку КТ были выделены фирмой EMI, в частности, благодаря высоким доходам, полученным от контракта с группой The Beatles[1].

В 1979 году «за разработку компьютерной томографии» Кормак и Хаунсфилд были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Предпосылки метода в истории медицины

Изображения, полученные методом рентгеновской компьютерной томографии, имеют свои аналоги в истории изучения анатомии. В частности, Николай Иванович Пирогов разработал новый метод изучения взаиморасположения органов оперирующими хирургами, получивший название топографической анатомии. Сутью метода было изучение замороженных трупов, послойно разрезанных в различных анатомических плоскостях («анатомическая томография»). Пироговым был издан атлас под названием «Топографическая анатомия, иллюстрированная разрезами, проведёнными через замороженное тело человека в трёх направлениях». Фактически, изображения в атласе предвосхищали появление подобных изображений, полученных лучевыми томографическими методами исследования. Разумеется, современные способы получения послойных изображений имеют несравнимые преимущества: нетравматичность, позволяющая проводить прижизненную диагностику заболеваний; возможность аппаратного представления в различных анатомических плоскостях (проекциях) однократно полученных «сырых» КТ-данных, а также трёхмерной реконструкции; возможность не только оценивать размеры и взаиморасположение органов, но и детально изучать их структурные особенности и даже некоторые физиологические характеристики, основываясь на показателях рентгеновской плотности и их изменении при внутривенном контрастном усилении.

В нейрохирургии до внедрения компьютерной томографии применялись предложенные в 1918—1919 годах Уолтером Денди вентрикуло- и пневмоэнцефалография. Пневмоэнцефалография впервые позволила нейрохирургам проводить визуализацию внутричерепных новообразований с помощью рентгеновских лучей. Они проводились путём введения воздуха либо непосредственно в желудочковую систему мозга (вентрикулография) либо через поясничный прокол в субарахноидальное пространство (пневмоэнцефалография). Проведение вентрикулографии, предложенное Денди в 1918 году, имело свои ограничения, так как требовало наложения с диагностической целью фрезевого отверстия и вентрикулопункции. Пневмоэнцефалография, описанная в 1919 году, была менее инвазивным методом и широко использовалась для диагностики внутричерепных образований. Однако, как вентрикуло-, так и пневмоэнцефалография представляли из себя инвазивные методы диагностики, которые сопровождались появлением у больных интенсивных головных болей, рвоты, несли целый ряд рисков. Поэтому с внедрением компьютерной томографии они перестали применяться в клинической практике. Эти методы были заменены более безопасными КТ-вентрикулографией и КТ-цистернографией, применяемыми значительно реже, по строгим показаниям[2], наряду с широко используемой бесконтрастной компьютерной томографией головного мозга.

Шкала Хаунсфилда

Для визуальной и количественной оценки плотности визуализируемых методом компьютерной томографии структур используется шкала ослабления рентгеновского излучения, получившая название шкалы Хаунсфилда (её визуальным отражением на мониторе аппарата является чёрно-белый спектр изображения). Диапазон единиц шкалы («денситометрических показателей, англ. Hounsfield units»), соответствующих степени ослабления рентгеновского излучения анатомическими структурами организма, составляет от −1024 до +3071, то есть 4096 чисел ослабления. Средний показатель в шкале Хаунсфилда (0 HU) соответствует плотности воды, отрицательные величины шкалы соответствуют воздуху и жировой ткани, положительные — мягким тканям, костной ткани и более плотному веществу (металл). В практическом применении измеренные показатели ослабления могут несколько отличаться на разных аппаратах.

Следует отметить, что «рентгеновская плотность» — усредненное значение поглощения тканью излучения; при оценке сложной анатомо-гистологической структуры измерение её «рентгеновской плотности» не всегда позволяет с точностью утверждать, какая ткань визуализируется (например, насыщенные жиром мягкие ткани имеют плотность, соответствующую плотности воды).

Изменение окна изображения

Обычный компьютерный монитор способен отображать до 256 оттенков серого цвета, некоторые специализированные медицинские аппараты способны показывать до 1024 оттенков. В связи со значительной шириной шкалы Хаунсфилда и неспособностью существующих мониторов отразить весь её диапазон в черно-белом спектре, используется программный перерасчет серого градиента в зависимости от интересуемого интервала шкалы. Черно-белый спектр изображения можно применять как в широком диапазоне («окне») денситометрических показателей (визуализируются структуры всех плотностей, однако невозможно различить структуры, близкие по плотности), так и в более-менее узком с заданным уровнем его центра и ширины («легочное окно», «мягкотканное окно» и т. д.; в этом случае теряется информация о структурах, плотность которых выходит за пределы диапазона, однако хорошо различимы структуры, близкие по плотности). Проще говоря, изменение центра окна и его ширины можно сравнить с изменением яркости и контрастности изображения соответственно.

Средние денситометрические показатели

КТ-снимок грудной клетки в легочном и мягкотканном окнах (на изображениях указаны параметры центра и ширины окна)
Вещество HU
Воздух −1000
Жир −120
Вода 1
Мягкие ткани +40
Кости +400 и выше

Развитие современного компьютерного томографа

Современный компьютерный томограф фирмы Siemens Medical Solutions

Современный компьютерный томограф представляет собой сложный программно-технический комплекс. Механические узлы и детали выполнены с высочайшей точностью. Для регистрации прошедшего через среду рентгеновского излучения используются сверхчувствительные детекторы. Конструкция и материалы, применяемые при их изготовлении, постоянно совершенствуются. При изготовлении компьютерного томографа предъявляются самые жесткие требования к рентгеновским излучателям. Неотъемлемой частью аппарата является обширный пакет программного обеспечения, позволяющий проводить весь спектр компьютерно-томографических исследований (КТ-исследований) с оптимальными параметрами, проводить последующую обработку и анализ КТ-изображений. Как правило, стандартный пакет программного обеспечения может быть значительно расширен с помощью узкоспециализированных программ, учитывающих особенности сферы применения каждого конкретного аппарата.

С математической точки зрения построение изображения сводится к решению системы линейных уравнений. Так, например, для получения томограммы размером 200×200 пикселей система включает 40 000 уравнений. Для решения подобных систем разработаны специализированные методы, ориентированные на параллельных вычислениях.

Поколения компьютерных томографов: от первого до четвёртого

Прогресс КТ-томографов напрямую связан с увеличением количества детекторов, то есть с увеличением числа одновременно собираемых проекций.

Аппарат 1-го поколения появился в 1973 году. КТ-аппараты первого поколения были пошаговыми. Была одна трубка, направленная на один детектор. Сканирование производилось шаг за шагом, делая по одному обороту на слой. Каждый слой обрабатывался около 4 минут.

Во 2-м поколении КТ-аппаратов использовался веерный тип конструкции. На кольце вращения напротив рентгеновской трубки устанавливалось несколько детекторов. Время обработки изображения составило 20 секунд.

3-е поколение компьютерных томографов ввело понятие спиральной компьютерной томографии. Трубка и детекторы за один шаг стола синхронно осуществляли полное вращение по часовой стрелке, что значительно уменьшило время исследования. Увеличилось и количество детекторов. Время обработки и реконструкций заметно уменьшилось.

4-е поколение имеет 1088 люминесцентных датчиков, расположенных по всему кольцу гентри. Вращается лишь рентгеновская трубка. Благодаря этому методу время вращения сократилось до 0,7 секунд. Но существенного отличия в качестве изображений с КТ-аппаратами 3-го поколения не имеет.

Спиральная компьютерная томография

Спиральная КТ используется в клинической практике с 1988 года, когда компания Siemens Medical Solutions представила первый спиральный компьютерный томограф. Спиральное сканирование заключается в одновременном выполнении двух действий: непрерывного вращения источника — рентгеновской трубки, генерирующей излучение, вокруг тела пациента, и непрерывного поступательного движения стола с пациентом вдоль продольной оси сканирования z через апертуру гентри. В этом случае траектория движения рентгеновской трубки относительно оси z — направления движения стола с телом пациента, примет форму спирали.

В отличие от последовательной КТ скорость движения стола с телом пациента может принимать произвольные значения, определяемые целями исследования. Чем выше скорость движения стола, тем больше протяженность области сканирования. Важно то, что длина пути стола за один оборот рентгеновской трубки может быть в 1,5—2 раза больше толщины томографического слоя без ухудшения пространственного разрешения изображения.

Технология спирального сканирования позволила значительно сократить время, затрачиваемое на КТ-исследование и существенно уменьшить лучевую нагрузку на пациента.

Многослойная компьютерная томография (МСКТ)

Многослойная компьютерная томография с внутривенным контрастным усилением и трёхмерной реконструкцией изображения.

Многослойная («мультиспиральная», «мультисрезовая» компьютерная томография — МСКТ) была впервые представлена компанией Elscint Co. в 1992 году. Принципиальное отличие МСКТ от спиральных томографов предыдущих поколений в том, что по окружности гентри расположены не один, а два и более ряда детекторов. Для того, чтобы рентгеновское излучение могло одновременно приниматься детекторами, расположенными на разных рядах, была разработана новая — объёмная геометрическая форма пучка.

В 1992 году появились первые двухсрезовые (двухспиральные) МСКТ с двумя рядами детекторов, а в 1998 году — четырёхсрезовые (четырёхспиральные), с четырьмя рядами детекторов соответственно. Кроме вышеотмеченных особенностей, было увеличено количество оборотов рентгеновской трубки с одного до двух в секунду. Таким образом, четырёхспиральные МСКТ пятого поколения на сегодняшний день в восемь раз быстрее, чем обычные спиральные КТ четвёртого поколения. В 2004—2005 годах были представлены 32-, 64- и 128-срезовые МСКТ, в том числе — с двумя рентгеновскими трубками. В 2007 году Toshiba вывела на рынок 320-срезовые компьютерные томографы, в 2013 году — 512- и 640-срезовые. Они позволяют не только получать изображения, но и дают возможность практически в «реальном» времени наблюдать физиологические процессы, происходящие в головном мозге и в сердце[источник не указан 1093 дня].

Особенностью подобной системы является возможность сканирования целого органа (сердце, суставы, головной мозг и т. д.) за один оборот рентгеновской трубки, что значительно сокращает время обследования, а также возможность сканировать сердце даже у пациентов, страдающих аритмиями.

Преимущества МСКТ перед обычной спиральной КТ
  • улучшение временного разрешения
  • улучшение пространственного разрешения вдоль продольной оси z
  • увеличение скорости сканирования
  • улучшение контрастного разрешения
  • увеличение отношения сигнал/шум
  • эффективное использование рентгеновской трубки
  • большая зона анатомического покрытия
  • уменьшение лучевой нагрузки на пациента

Все эти факторы значительно повышают скорость и информативность исследований.

Основным недостатком метода остается высокая лучевая нагрузка на пациента, несмотря на то, что за время существования КТ её удалось значительно снизить.

  • Улучшение временного разрешения достигается за счёт уменьшения времени исследования и количества артефактов из-за непроизвольного движения внутренних органов и пульсации крупных сосудов.
  • Улучшение пространственного разрешения вдоль продольной оси z, связано с использованием тонких (1—1,5 мм) срезов и очень тонких, субмиллиметровых (0,5 мм) срезов. Чтобы реализовать эту возможность, разработаны два типа расположения массива детекторов в МСКТ:
    • матричные детекторы (matrix detectors), имеющие одинаковую ширину вдоль продольной оси z;
    • адаптивные детекторы (adaptive detectors), имеющие неодинаковую ширину вдоль продольной оси z.

Преимущество матричного массива детекторов заключается в том, что количество детекторов в ряду можно легко увеличить для получения большего количества срезов за один оборот рентгеновской трубки. Так как в адаптивном массиве детекторов меньше количество самих элементов, то меньше и число зазоров между ними, что дает снижение лучевой нагрузки на пациента и уменьшение электронного шума. Поэтому три из четырёх мировых производителей МСКТ выбрали именно этот тип.

Все вышеотмеченные нововведения не только повышают пространственное разрешение, но благодаря специально разработанным алгоритмам реконструкции позволяют значительно уменьшить количество и размеры артефактов (посторонних элементов) КТ-изображений.

Основным преимуществом МСКТ по сравнению с односрезовой СКТ является возможность получения изотропного изображения при сканировании с субмиллиметровой толщиной среза (0,5 мм). Изотропное изображение возможно получить, если грани вокселя матрицы изображения равны, то есть воксель принимает форму куба. В этом случае пространственные разрешения в поперечной плоскости x—y и вдоль продольной оси z становятся одинаковыми.

  • Увеличение скорости сканирования достигается уменьшением времени оборота рентгеновской трубки, по сравнению с обычной спиральной КТ, в два раза — до 0,45—0,5 с.
  • Улучшение контрастного разрешения достигается вследствие увеличения дозы и скорости введения контрастных средств при проведении ангиографии или стандартных КТ-исследований, требующих контрастного усиления. Различие между артериальной и венозной фазой введения контрастного средства прослеживается более чётко.
  • Увеличение отношения сигнал/шум достигнуто благодаря конструктивным особенностям исполнения новых детекторов и используемых при этом материалов; улучшению качества исполнения электронных компонентов и плат; увеличению тока накала рентгеновской трубки до 400 мА при стандартных исследованиях или исследованиях тучных пациентов.
  • Эффективное использование рентгеновской трубки достигается за счёт меньшего времени работы трубки при стандартном исследовании. Конструкция рентгеновских трубок претерпела изменения для обеспечения лучшей устойчивости при больших центробежных силах, возникающих при вращении за время, равное или менее 0,5 с. Используются генераторы большей мощности (до 100 кВт). Конструктивные особенности исполнения рентгеновских трубок, лучшее охлаждение анода и повышение его теплоёмкости до 8 млн единиц также позволяют продлить срок службы трубок.
  • Зона анатомического покрытия увеличена благодаря одновременной реконструкции нескольких срезов полученных за время одного оборота рентгеновской трубки. Для МСКТ-установки зона анатомического покрытия зависит от количества каналов данных, шага спирали, толщины томографического слоя, времени сканирования и времени вращения рентгеновской трубки. Зона анатомического покрытия может быть в несколько раз больше за одно и то же время сканирования по сравнению с обычным спиральным компьютерным томографом.
  • Лучевая нагрузка при многослойном спиральном КТ-исследовании при сопоставимых объёмах диагностической информации меньше на 30 % по сравнению с обычным спиральным КТ-исследованием. Для этого улучшают фильтрацию спектра рентгеновского излучения и производят оптимизацию массива детекторов. Разработаны алгоритмы, позволяющие в реальном масштабе времени автоматически уменьшать ток и напряжение на рентгеновской трубке в зависимости от исследуемого органа, размеров и возраста каждого пациента.

Компьютерная томография с двумя источниками излучения

В 2005 году компанией «Siemens Medical Solutions» представлен первый аппарат с двумя источниками рентгеновского излучения (Dual Source Computed Tomography). Теоретические предпосылки к его созданию были ещё в 1979 году, но технически его реализация в тот момент была невозможна.

По сути он является одним из логичных продолжений технологии МСКТ. Дело в том, что при исследовании сердца (КТ-коронарография) необходимо получение изображений объектов, находящихся в постоянном и быстром движении, что требует очень короткого периода сканирования. В МСКТ это достигалось синхронизацией ЭКГ и обычного исследования при быстром вращении трубки. Но минимальный промежуток времени, требуемый для регистрации относительно неподвижного среза для МСКТ при времени обращения трубки, равном 0,33 с (≈3 оборота в секунду), равен 173 мс, то есть времени полуоборота трубки. Такое временное разрешение вполне достаточно для нормальной частоты сердечных сокращений (в исследованиях показана эффективность при частотах менее 65 ударов в минуту и около 80, с промежутком малой эффективности между этими показателями и при больших значениях). Некоторое время пытались увеличить скорость вращения трубки в гентри томографа. В настоящее время достигнут предел технических возможностей для её увеличения, так как при обороте трубки в 0,33 с её вес возрастает в 28 раз (перегрузки 28 g). Чтобы получить временное разрешение менее 100 мс, требуется преодоление перегрузок более чем 75 g.

Использование же двух рентгеновских трубок, расположенных под углом 90°, дает временное разрешение, равное четверти периода обращения трубки (83 мс при обороте за 0,33 с). Это позволило получать изображения сердца независимо от частоты сокращений.

Также такой аппарат имеет ещё одно значительное преимущество: каждая трубка может работать в своем режиме (при различных значениях напряжения и тока, кВ и мА соответственно). Это позволяет лучше дифференцировать на изображении близкорасположенные объекты различных плотностей. Особенно это важно при контрастировании сосудов и образований, находящихся близко от костей или металлоконструкций. Данный эффект основан на различном поглощении излучения при изменении его параметров у смеси крови и йодосодержащего контрастного вещества при неизменности этого параметра у гидроксиапатита (основа кости) или металлов.

В остальном аппараты являются обычными МСКТ-аппаратами и обладают всеми их преимуществами.

Массовое внедрение новых технологий и компьютерных вычислений позволили внедрить в практику такие методы, как виртуальная эндоскопия, в основе которых лежит РКТ и МРТ.

Контрастное усиление

Для улучшения дифференцировки органов друг от друга, а также нормальных и патологических структур, используются различные методики контрастного усиления (чаще всего, с применением йодсодержащих контрастных препаратов).

Двумя основными разновидностями введения контрастного препарата являются пероральное (пациент с определённым режимом выпивает раствор препарата) и внутривенное (производится медицинским персоналом). Главной целью первого метода является контрастирование полых органов желудочно-кишечного тракта; второй метод позволяет оценить характер накопления контрастного препарата тканями и органами через кровеносную систему. Методики внутривенного контрастного усиления во многих случаях позволяют уточнить характер выявленных патологических изменений (в том числе достаточно точно указать наличие опухолей, вплоть до предположения их гистологической структуры) на фоне окружающих их мягких тканей, а также визуализировать изменения, не выявляемые при обычном («нативном») исследовании.

В свою очередь, внутривенное контрастирование можно проводить двумя способами: «ручное» внутривенное контрастирование и болюсное контрастирование.

При первом способе контраст вводится вручную рентгенлаборантом или процедурной медсестрой, время и скорость введения не регулируются, исследование начинается после введения контрастного вещества. Этот способ применяется на «медленных» аппаратах первых поколений, при МСКТ «ручное» введение контрастного препарата уже не соответствует значительно возросшим возможностям метода.

При болюсном контрастном усилении контрастный препарат вводится внутривенно шприцем-инжектором с установленными скоростью и временем подачи вещества. Цель болюсного контрастного усиления — разграничение фаз контрастирования. Время сканирования различается на разных аппаратах, при разных скоростях введения контрастного препарата и у разных пациентов; в среднем при скорости введения препарата 4—5 мл/сек сканирование начинается примерно через 20—30 секунд после начала введения инжектором контраста, при этом визуализируется наполнение артерий (артериальная фаза контрастирования). Через 40—60 секунд аппарат повторно сканирует эту же зону для выделения портально-венозной фазы, в которую визуализируется контрастирование вен. Также выделяют отсроченную фазу (180 секунд после начала введения), при которой наблюдается выведение контрастного препарата через мочевыделительную систему.

КТ-ангиография

CT-Angiografie-Haende.jpg

КТ-ангиография позволяет получить послойную серию изображений кровеносных сосудов; на основе полученных данных посредством компьютерной постобработки с 3D-реконструкцией строится трёхмерная модель кровеносной системы.

Спиральная КТ-ангиография — одно из последних достижений рентгеновской компьютерной томографии. Исследование проводится в амбулаторных условиях. В локтевую вену вводится йодсодержащий контрастный препарат в объёме около 100 мл. В момент введения контрастного вещества делают серию сканирований исследуемого участка.

КТ-перфузия

Метод, позволяющий оценить прохождение крови через ткани организма, в частности:

  • перфузию головного мозга
  • перфузию печени

Показания к компьютерной томографии

Компьютерная томография широко используется в медицине для нескольких целей:

  1. Как скрининговый тест — при следующих состояниях:
    • Головная боль (за исключением сопутствующих факторов, требующих проведения экстренной КТ)
    • Травма головы, не сопровождающаяся потерей сознания (за исключением сопутствующих факторов, требующих проведения экстренной КТ)
    • Обморок
    • Исключение рака легких.
    В случае использования компьютерной томографии для скрининга, исследование делается в плановом порядке.
  2. Для диагностики по экстренным показаниям — экстренная компьютерная томография
    • Экстренная КТ головного мозга — наиболее часто проводимая экстренная КТ, являющаяся методом выбора при следующих состояниях[3]:
      • Впервые развившийся судорожный синдром
      • Судорожный синдром с судорожным расстройством в анамнезе, в сочетании с хотя бы одним из перечисленного:
      • Травма головы, сопровождающаяся хотя бы одним из перечисленного:
      • Головная боль в сочетании с хотя бы одним из перечисленного:
        • острым, внезапным началом
        • очаговым неврологическим дефицитом
        • стойкими изменениями психического статуса
        • когнитивными нарушениями
        • предполагаемой или доказанной ВИЧ-инфекцией
        • возрастом старше 50 лет и изменением характера головной боли
      • Нарушение психического статуса в сочетании с хотя бы одним из перечисленного:
    • Подозрение на повреждение сосуда (например, расслаивающая аневризма аорты)
    • Подозрение на некоторые другие «острые» поражения полых и паренхиматозных органов (осложнения как основного заболевания, так и в результате проводимого лечения) — по клиническим показаниям, при недостаточной информативности нерадиационных методов.
  3. Компьютерная томография для плановой диагностики
    • Большинство КТ-исследований делается в плановом порядке, по направлению врача, для окончательного подтверждения диагноза. Как правило, перед проведением компьютерной томографии делаются более простые исследования — рентген, УЗИ, анализы и т. д.
  4. Для контроля результатов лечения
  5. Для проведения лечебных и диагностических манипуляций, например пункции под контролем компьютерной томографии и др.
    • Преоперативные изображения, полученные с помощью компьютерной томографии, используются в гибридных операционных во время хирургических операций.

При назначении КТ-исследования, как при назначении любых рентгенологических исследований, необходимо учитывать следующие аспекты[4]:

  • приоритетное использование альтернативных (нерадиационных) методов;
  • проведение рентгенодиагностических исследований только по клиническим показаниям;
  • выбор наиболее щадящих методов рентгенологических исследований;
  • риск отказа от рентгенологического исследования должен заведомо превышать риск от облучения при его проведении.

Окончательное решение о целесообразности, объёме и виде исследования принимает врач-рентгенолог[5].

Некоторые абсолютные и относительные противопоказания

Без контраста:

  • Беременность
  • Масса тела слишком велика для прибора

С контрастом:

Также проведение компьютерной томографии увеличивает частоту возникновения повреждений в ДНК. При проведении компьютерной томографии доза излучения оказалась в 150 раз выше, чем при однократном рентгенологическом исследовании грудной клетки[6].

См. также

Примечания

Литература

  • Cormack A. M. Early two-dimensional reconstruction and recent topics stemming from it // Nobel Lectures in Physiology or Medicine 1971—1980. — World Scientific Publishing Co., 1992. — P. 551—563
  • Hounsfield G. N. Computed Medical Imaging // Nobel Lectures in Physiology or Medicine 1971—1980. — World Scientific Publishing Co., 1992. — P. 568—586
  • Вайнберг Э. И., Клюев В. В., Курозаев В. П. Промышленная рентгеновская вычислительная томография // Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник / под ред. В. В. Клюева. — 2-е изд. — M., 1986. — Т. 1.