Принцип работы кт. Разновидности КТ (компьютерной томографии)

Компьютерная томография

Компьютерный томограф

Компью́терная томогра́фия - метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта, 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.

Компьютерная томография (КТ) - в широком смысле, синоним термина томография (так как все современные томографические методы реализуются с помощью компьютерной техники); в узком смысле (в котором употребляется значительно чаще), синоним термина рентгеновская компьютерная томография , так как именно этот метод положил начало современной томографии.

Рентгеновская компьютерная томография - томографический метод 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.

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 аппаратной реконструкции однократно полученных «сырых» КТ-данных в различных анатомических плоскостях (проекциях), 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.

С математической точки зрения построение изображения сводится к решению системы линейных уравнений . Так, например, для получения томограммы размером 200×200 пикселей система включает 40000 уравнений. Для решения подобных систем разработаны специализированные методы, ориентированные на параллельные вычисления .

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 г. КТ аппараты первого поколения были пошаговыми. Была одна трубка, направленная на один детектор. Сканирование производилось шаг за шагом, делая по одному обороту на слой. Один слой изображения 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 («мультиспиральная») 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 томографов 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 томографы 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 томографы пятого поколения на сегодняшний день в восемь раз быстрее, чем обычные спиральные КТ томографы четвертого поколения. В -2005 годах были представлены 32-, 64- и 128-срезовые МСКТ томографы, в том числе - с двумя рентгеновскими трубками. Сегодня же в некоторых клиниках уже имеются 320-срезовые компьютерные томографы. Эти томографы, впервые представленные в 2007 году компанией Toshiba, являются новым витком эволюции рентгеновской компьютерной томографии. Они позволяют не только получать изображения, но и дают возможность наблюдать почти что «в реальном» времени физиологические процессы, происходящие в головном мозге и в сердце ! 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. Несколько 320-срезовых сканеров уже установлены и функционируют в России.

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 МСК томографах:
  • 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 МСК томографов 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 пространственное разрешение в поперечной плоскости x-y и вдоль продольной оси z становится одинаковым.

• Увеличение скорости сканирования достигается уменьшением времени оборота рентгеновской трубки, по сравнению с обычной спиральной КТ, в два раза - до 0,45–0,50 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; улучшения 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. Использование генераторов большей мощности (до 100 кВт), конструктивные особенности исполнения рентгеновских трубок, лучшее охлаждение анода и повышение его теплоёмкости до 8 000 000 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 улучшается фильтрация спектра рентгеновского излучения и производится оптимизация 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

DSCT - Dual Source Computed Tomography. Русскоязычной аббревиатуры в настоящее время нет.

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 определенным 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

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 объеме ~100 мл. В момент введения контрастного вещества делают серию сканирований исследуемого участка.

КТ-перфузия

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

Компьютерная томография, сокращенно КТ - это способ получения послойных срезов тела человека или другого объека с помощью рентгеновских лучей. Этот метод для диагностических целей был предложен к использованию в 1972 году, его основателями принято считать Годфри Хаунсфилда и Алана Кормака, получившими за свои разработки Нобелевскую премию. В основе компьютерной томографии лежит измерение разницы ослабления рентгеновского излучения различными тканями, обработка полученных данных компьютером с помощью математических алгоритмов и формирование графического отображения (срезов) органов человека на экране с последующей их интерпретацией врачом-радиологом.

В момент своего появления компьютерная томография произвела революцию в медицинской диагностике, так как впервые появилась возможность рассмотреть послойное изображение тела человека без вмешательства скальпеля хирурга или эндоскопа. Сегодня метод КТ прочно занял свою нишу в диагностике самых разных болезней — прежде всего, онкологических заболеваний, болезней легких, костей, органов живота, внутреннего уха и т.д.

ПРИНЦИП РАБОТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ТОМОГРАФА

Данные, которые могут быть получены при компьютерной томографии, это:

• характеристики излучения, полученные на выходе рентгеновской трубки
• характеристики излучения, достигнувшего детектора
• месторасположение трубки и детектора в каждый момент времени.

Все остальные данные получаются посредством обработки полученной информации. Большая часть сечений при компьютерной томографии имеет ориентацию перпендикулярно по отношению к продольной оси тела.

Для получения среза трубка оборачивается вокруг пациента на 360 градусов, толщина среза при этом задается заранее. В обычном КТ-сканере трубка вращается постоянно, излучение расходится веерообразно. Рентгеновская трубка и принимающее устройство (детектор) спарены, их вращение вокруг сканируемой зоны происходит синхронно: рентгеновское излучение испускается и улавливается детекторами, расположенными на противоположной стороне, практически одновременно. Веерообразное расхождение происходит под углом от 40 до 60 градусов, в зависимости от конкретного аппарата.

Принцип действия компьютерного томографа : вокруг тела пациента вращается рентгеновская трубка. Расположенные на противоположной стороне детекторы улавливают рентгеновское излучение.

Одно изображение формируется обычно при повороте трубки на 360 градусов: измеряются коэффициенты ослабления излучения во множестве точек (современные аппараты имеют возможность собирать информацию с 1400 точек и больше).

МУЛЬТИСПИРАЛЬНАЯ (МНОГОСРЕЗОВАЯ) КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ — ЧТО ЭТО?

Наиболее современными являются томографы с множественными рядами детекторов: с трубкой спарен не один, а несколько рядов детекторов, что способствует укорочению времени исследования, повышает разрешающую способность, позволяет более четко визуализировать мелкие структуры (например, небольшие кровеносные сосуды). В зависимости от количества ряда детекторов компьютерные томографы бывают 16-, 32-, 64-, 128-срезовыми и т.д. Чем больше количество детекторов, тем быстрее можно получить качественные изображения органа.

ОТЛИЧИЕ СПИРАЛЬНОЙ И ОБЫЧНОЙ (ПОШАГОВОЙ) КТ

В чем отличие обычного компьютерного томографа от мультиспирального? При пошаговой (традиционной) томографии срезы получаются следующим образом: происходит один оборот (или несколько оборотов) трубки вокруг заданного участка тела, в результате чего формируется изображение одного среза определенной толщины; затем стол (и пациент) сдвигается в заданном направлении на определенное расстояние, величина которого выбирается заранее. Также выбирается величина, на которую срезы будут перекрывать друг друга — это необходимо, чтобы не упустить мелкие детали изображения. Исследование, таким образом, занимает несколько минут (в зависимости от размеров пациента), требует более точного расчета времени при введении контрастного средства.

В отличие от пошаговой томографии, при спиральной КТ получение данных происходит при продвижении пациента внутри аппарата постоянно, а трубка при этом совершает непрерывное движение по кругу. Скорость движения стола привязана ко времени, необходимому для одного оборота трубки, в результате чего получается массив данных, более пригодных для создания качественных реконструкций и коррекции неточностей изображений.

Устройство мультиспирального (многосрезового) компьютерного томографа: одновременно с движением пациента происходит вращение рентгеновской трубки, испускающей широкий пучок рентгеновских лучей. Траектория сканирования приобретает спиральную форму.

Спиральная компьютерная томография обладает следующими преимуществами перед пошаговой: возможность создания более качественных трехмерных и мультипланарных реконструкций; более высокая скорость проведения исследования; возможность выявления образований, размеры которых меньше толщины среза: если при пошаговой КТ, когда образование попадает между срезами, его не видно, то при спиральной визуализация возможна.

ВТОРОЕ МНЕНИЕ ПО КТ

Несмотря на высокую точность компьютерной томографии, иногда результаты диагностики могут быть неоднозначными или сомнительными. В таких случаях помогает пересмотр данных КТ опытным радиологом, который специализируется на определенном виде обследования. Такая высококвалифицированная и независимая расшифровка снимков КТ позволяет уточнить диагноз и предоставляет лечащему врачу точную информацию для выбора правильного лечения. Получить экспертную расшифровку результатов компьютерной томографии можно с помощью системы консультаций Национальной телерадиологической сети. Достаточно загрузить КТ-снимки с диска и получить точное заключение, составленное по наиболее современным стандартам.

Введение

В 1895 г. научное сообщество было потрясено первым медицински рентгеновским снимком. Эти посредственного качества рентгенограмм позволяли увидеть ранее невидимые для человеческого глаза структур, Первые рентгеновские снимки вызвали революционное развитие рентгенологии как важнейшего метода медицинской диагностики. Врачи, физики, биологи, химики объединились ради общей цели - возможности получав высококачественное прижизненное изображение органов и тканей человека для ранней диагностики различных заболеваний человека.

За последние годы современная технология получения медицински) изображений пошла значительно дальше рутинного рентгеновского мето­да. Рассматриваемые в этой книге технические и методологические прин-ципы являются основой учения о формировании компьютерно-томографи-ческого (КТ) изображения при различных клинико-диагностических ситуациях. На этих принципах базируются все другие, дополнительные методи­ки визуализации в компьютерной томографии, являясь их производными.

Известно, что чем больше мы познаем, тем больше осознаем, как много непознанного еще остается. Не существует простого решения проблемы по­лучения качественных медицинских изображений. Чем глубже становится на ше представление о физическо-математических принципах, лежащих в осно­ве формирования КТ-изображения, тем полнее осознание практической не­возможности создания «идеального» изображения при различных состояни­ях пациента. Сама аппаратно-техническая сущность оборудования и материалов, используемых для визуализации, требует компромиссного ме­тодологического подхода для получения КТ-изображения. Имеющийся в на­личии аппаратно-технический ассортимент следует рассматривать как некое «меню» возможностей, из которого следует выбирать наиболее подход? дие технические и материальные средства решения конкретной задачи.

Совмещая в повседневной практике деятельность врача и специалиста в области КТ-визуализации, мы должны так использовать все имеющиеся современные технические возможности, чтобы обеспечить получение опти­мально информативного диагностического изображения при минимальных времени обследования и лучевой нагрузке на пациента. Поэтому всюду где это возможно, важнейшие положения текста сопровождаются соответству­ющими рисунками, схемами и таблицами.

Целью данной книги является стремление дать специалисту по визуали­зации знания, помогающие принимать квалифицированные решения, кото­рые обеспечат высокоинформативное КТ-изображение при минимальном облучении пациента.

Эта книга написана, исходя из практических и образовательных потребнос­тей врачей, рентгенолаборантов, студентов медицинских институтов и медико-технических факультетов, а также других работников здравоохранения.

Технологические основы рентгеновской компьютерной томографии

Диагностика заболеваний внутренних органов всегда представляла большой интерес для врача. Длительное время для постановки диагно­за основой были рентгеновские снимки, дополненные по показаниям продольной томографией и рентгеноскопией. С момента начала приме­нения рентгеновских лучей в диагностическом процессе прошло более 100 лет. За этот период в классической рентгенологии был накоплен ко­лоссальный опыт их применения. Однако недостаточно высокие для современных требований точность, чувствительность и специфичность общерентгенологического метода (связанные как с самой рентге­новской пленкой, так и способом получения изображения) оставались серьезным препятствием для ранней диагностики заболеваний органов

и систем человека.

Научно-технический прогресс способствовал появлению принци­пиально новых методов лучевой диагностике, таких, как компьютерная томография (КТ), сонография, сцинтиграфия, ангиография, магнитно-резонансная томография с возможностью спектроскопии. Из этих нап­равлений наиболее революционным достижением в развитии рентгено­логии стало появление нового быстроразвивающегося метода - полу­чение изображения органов и тканей по данным измерения степени поглощения рентгеновского излучения объектом исследования, полу­чившего название рентгеновская компьютерная томография (РКТ).

Впервые методику определения рентгенологической плотности объ­ектов с использованием движущейся рентгеновской трубки предложил нейрорентгенолог W. Oldendorf (1961). Математические принципы реко­нструкции изображения были разработаны Frank (1918) и Cormarck П969). Первые томографические изображения головного мозга были получены инженером английской фирмы электромузыкальных инстру­ментов (EMI) G. Hounsfield, который создал первый прототип рентгеновского компьютерного томографа. Результаты первых экспериментов исследовании структур головы были настолько оптимистичны, что в августе 1970 г. он приступил к работе по изготовлению прототипа аппарата для клинического применения. В 1971 г. была создана установка сканирования, получившая название EMI-Scaner. Эта установка представляла сложную механико-электрическую рентгеновскую систе­му, основанную на принципе линейно вращательного движения блока «рентгеновская трубка - детектор полученного излучения» вокруг стола с пациентом. С пульта управления EMI-Scaner цифровые данные иссле­дования направлялись в специализированный вычислительный центр в котором в течение 6 ч производилась обработка информации. Тогда же, в 1971 г., EMI-Scaner был установлен в английском госпитале «Аткин сон Морли», где 4 октября было выполнено первое в мире КТ-исследо вание головного мозга человека в условиях медицинского учреждения И уже весной 1972 г. были опубликованы первые результаты клиничес­кого применения компьютерной томографии для диагностики заболе­ваний головного мозга.

Развитие электронно-вычислительной техники позволило в 1973 отказаться от отдельно стоящего сложного вычислительного комплекса и оснастить EMI-Scaner встроенным специализированным процессо­ром (аппарат II поколения), что не только сократило время обследова­ния пациента, но и позволило создать модель компьютерного томогра­фа для обследования органов и тканей всего тела. Время сбора данных с последующим преобразованием их в КТ-изображение составляло 4,5 мин на один КТ-срез. Эта система стала базовой для последующих поколений компьютерных томографов.

На рис. 1 схематически показан принцип действия аппарата III поко­ления, основанный на вращении жестко связанной между собой систе­мы «рентгеновская трубка - система детекторов» вокруг поступательно двигающегося стола с пациентом.

Преимущества компьютерной томографии в сравнении с рентгенографией:

1. КТ-изображение непосредственно не связано с принятым излучением, являясь результатом измерений показателей ослабления излучения только выбранного слоя.

2. Картина среза органа не имеет теней, содержащихся в других слоях.

3. Результаты представляются в цифровой форме в виде распреде­ления коэффициентов ослабления излучения.

4)Исследование тканей, незначительно различающихся между собой по поглощающей способности.

Присуждение Нобелевской премии по медицине (1979) G. Hounsfield и A. Cormarck за внедрение КТ в практику стало высшим признанием значения метода. Изображение, получаемое при КТ, значительно отли­чается от привычного рентгеновского снимка. Основное достоинство этого метода исследования в том, что КТ-изображение является резуль­татом измерений показателей ослабления излучения коллимированного рентгеновского пучка, а картина среза не содержит суммационных теней. КТ позволяет различать ткани, отличающиеся между собой по способности поглощать рентгеновское излучение (по коэффициенту аб­сорбции) и дифференцировать различные анатомические структуры (органы и ткани).

Несмотря на успехи современной лучевой диагностики, задачи ран­него выявления заболеваний и оценки эффективности проводимых ле­чебных мероприятий в настоящее время полностью не решены.

Устройство рентгеновского компьютерного томографа

1. Штатив (гентри), в который вмонтированы рентгеновская трубка, коллиматор, система детекторов, система сбора и передачи информа­ции на персональный компьютер. В штативе имеется отверстие, внутри которого перемещается стол с пациентом. Сканирование производится перпендикулярно (либо под углом) к продольной оси тела.

2. Стол, оборудованный транспортером для перемещения пациента.

3. Консоли управления установкой.

4. Персональный компьютер для обработки и хранения информации,

представляющий собой единый комплекс с консолью управления и штативом.

Принцип работы рентгеновского компьютерного томографа

В основе работы рентгеновского компьютерного томографа лежит просвечивание тонким рентгеновским лучом объекта исследования с последующими регистрацией не поглощенной части прошедшего че­рез этот объект излучения и выявлением распределения коэффициен­тов поглощения излучения в структурах полученного слоя. Пространственное распределение этих коэффициентов преобразуется компью­тером в изображение на экране дисплея, доступное для визуального и количественного анализа.

В процессе развития компьютерной томографии было создано несколько поколений компьютерных томографов.

В томографах I поколения (упомянутый выше EMI-Scaner, впервые установленный в 1971 г. в английском госпитале «Аткинсон Морли») ос­нову системы сканирования исследуемого объекта составляли рентге­новская трубка (как источник излучения) и один детектор, расположен­ные друг напротив друга. Блок рентгеновская трубка - детектор совер­шал только поступательное движение в плоскости среза.

В томографах II поколения использован аналогичный принцип ска­нирования. Модификацией были увеличение количества детекторов (до 100) и более широкий спектр ракурсов просвечивания, что позволило сократить время сканирования.

Аппараты III поколения стали дальнейшим развитием системы ска­нирования. В этих моделях был применен вращательный тип движения сканирующей системы (см. рис. 1) с большим количеством детекторов. Томографы III поколения позволили сканировать все тело пациента и по­лучили широкое распространение. (Они до настоящего времен i используются во многих медицинских учреждениях). Однако имеются2 обстоятельства технического свойства, на которые следует обратить внимание. Прежде всего, необходимо отметить основной недостаток аппаратов III поколения: жесткое крепление системы рентгеновская трубка - блок детекторов, которое при сбое работы одного из детекто­ров (или в измерительном канале) проявляется на изображении в виде кольцевого артефакта, вызывая проблемы последующей визуализации объекта исследования. Все это послужило основанием для создана следующего - IV поколения компьютерных томографов.

В компьютерных томографах IV поколения используется принципиаль­но новый вид технического решения системы рентгеновская трубка - де­текторы. В этом случае детекторы неподвижно размещены по всей внут­ренней поверхности кольца, внутри которого вращается источник излуче­ния. При этом количество детекторов составляет 4 тыс., а на некоторых моделях и 4,8 тыс. (фирма Picker, США), что позволяет добиться разреше­ния 22 пар линий/см. При этом при спиральном сканировании (об этом ре­жиме речь пойдет далее. - Прим. авт.) на оборудовании этого производи­теля разрешающая способность аппаратов остается неизменной.

Большое количество детекторов позволяет обеспечить максимально плотное их размещение (минимизируя попадание излучения в промежутки между детекторами), что повышает эффективность использования источника излучения и снижает лучевую нагрузку на пациента. В аппаратах IV поколения цикл сканирования соответствует обороту рентгеновской Т рубки (360°) с экспонированием от 1,0 до 0,25°, в результате чего собираются данные от 360 до 1440 проекционных профилей соот­ветственно.

В V поколении компьютерных томографов источником электронов является электронная пушка. Поток электронов попадает на тормозные пластины, образуя рентгеновское излучение. Для визуализации изображения требуется 5 мл/с с последующей трехмерной реконструкцией. Апертура компьютерного томографа V поколения более 1 м, что позво­ляет укладывать пациента самым разным образом. Следует отметить, что во всем мире используется около 100 томографов V поколения -из-за высокой стоимости и сложности технического обслуживания ши­рокого применения они не получили.

В настоящее время имеются два варианта КТ-сканирования - ак­сиальное и спиральное. На аппаратах II поколения возможно только ак­сиальное сканирование. Применение КТ-аппаратов последующих поко­лений позволяет использовать как аксиальное, так и спиральное скани­рование. Различия между этими видами обработки информации заклю­чаются в следующем.

При аксиальном сканировании получается такой вид изображения, который ограничивает качество последующей реконструкции.

Спиральное сканирование - новый этап в развитии КТ. В этом случае продуцируется один непрерывный массив информации, что дает новые возможности для последующей реконструкции изображения. (С каждо­го витка спирали можно получить множественные срезы. При этом па­раметры обработки данных можно выбрать до и после получения информации). Спиральное сканирование в отличие от аксиального осуще­ствляется при непрерывном движении стола через поле сканирования, которое образует постоянно вращающаяся рентгеновская трубка.

Преимущества спирального типа сканирования: скорость проведе­ния исследования, исключение пропуска информации между КТ-срезами, возможность синхронизировать КТ с введением большого объема контрастного препарата и выполнять исследования в разные промежут­ки времени после его введения. Особое внимание при получении изоб­ражения следует обратить на возможность использования в этом случае ещё одной или нескольких обработок «сырых» математических данных сканирования, для чего было введено новое понятие «индекс рекон­струкции» (толщина слоя, выделяемого из «сырых» данных компью­тера). Если величина индекса реконструкции меньше толщины выде­ляемого КТ-слоя, восстанавливаемого из «сырых» данных, то происхо­дит математическое наложение близлежащих периферических отделов КТ-срезов, что позволяет получить новую серию изображений высокого качества той же области сканирования без риска для пациента, так как повторное сканирование (дополнительное облучение) отсутствует. Однако при этом значительно увеличивается количество реконструированных срезов, что увеличивает время анализа КТ-информации. Математическое наложение близлежащих слоев позволяет нивелировать зубчатые края контуров органов и тканей при построении качественных мультипланарных и трехмерных изображений.

Мультислайсовая КТ - последнее достижение в развитии методики сканирования: благодаря увеличению рядов детекторов за один оборот рентгеновской трубки можно получить до 320 срезов. С помощью мультислайсовой КТ также получают цифровое изображение поперечных срезов любого отдела тела человека, отражающее топографию органов и систем, а также локализацию, характер и стадии выявленных измене­ний, их взаимосвязи с окружающими структурами. При этом сохраняет­ся эффективность спирального сканирования. Одним из достоинств мультислайсового способа сканирования является возможность после­дующих реконструкций с изменением величин толщины среза и шага стола томографа. Последующая реконструкция полученных при иссле­довании КТ-срезов дает полное представление об анатомо-топографических взаимоотношениях.

Мультислайсовый компьютерный томограф представляет собой сверхбыстрый вычислительный комплекс, позволяющий сократить до нескольких минут время самого сложного в методическом плане иссле­дования. На аппарате этого класса при соответствующем анестезиоло­гическом обеспечении можно обследовать детей в возрасте от одного года и старше. Ограничениями в данном случае являются лучевая нагрузка на пациента и разрешающая способность аппарата.

Для диагностики заболеваний легких мультислайсовая спиральная КТ особенно важна, позволяя оценивать узловые образования в легоч­ной ткани: их размеры, объем, скорость роста. Автоматически и с высо­кой чувствительностью вычисляется время удвоения размера узла, а кроме того, выстраивается трехмерная модель узлового образования с выделением из сосудистых и плевральных структур, что дает представление о его наружном изображении.

Мультислайсовая спиральная КТ - незаменимая неинвазивная мето­дика в кардиологии. С ее помощью получают изображения сердца в раз­личные фазы, подсчитывают сердечные объемы, такие как фракция выброса левого желудочка, пиковая скорость выброса, диастолические объемы правого и левого желудочков, конечный диастолический и удар­ный объемы, а также толщину миокардиальной стенки, ее подвижность, массу миокарда и, кроме того, выполняют объемную реконструкцию на­ружного изображения сердца.

Следует отметить, что использование неионных контрастных препаратов в различной концентрации (ультравист, омнипак и т. д.) существенно повышает надежность и безопасность контрастных исследований при КТ.

Возможности мультислайсовой спиральной КТ свидетельствуют о том, что данная методика исследования позволяет по-новому осмыслить представления о роли КТ в диагностическом процессе. В первую очередь это обусловлено возможностями сканирования, которое практически исключает пропуск диагностически важной информации при поиске небольших по размеру патологических изменений, а также быстрого сканирования анатомически больших областей без потери качества. Пои этом необходимо подчеркнуть возможность малоинвазивного исследования сердечно-сосудистой системы с использованием болюсного внутрисосудистого введения контрастного вещества. К тому же данная КТ-методика позволяет получить и изучить данные о состоянии паренхиматозных органов и тканей в различные фазы (артериальную, венозную, смешанную) прохождения контрастного вещества по иссле­дуемому органу, а также объединить полученные при КТ-исследовании данные в одно комбинированное изображение органов и тканей. Такое комбинированное изображение можно рассматривать в различных плоскостях (мультипланарная реконструкция), строить объемное трех­мерное изображение, вращая его на экране монитора под любым углом вокруг оси.

С внедрением новых компьютерных методик становится возможным исследовать сердечно-сосудистую систему. Это позволяет быстро и ка­чественно получить представление об анатомии сердца и сосудов в выб­ранной анатомической области: измерить ход, минимальный и макси­мальный диаметр, степень стеноза в процентном отношении и абсолют­ных величинах, его протяженность, а также осуществить планирование хирургического вмешательства и контроль за его эффективностью.

Благодаря наличию объемного пакета программного обеспечения в современных аппаратах стало реальным создание томограмм практи­чески в любой плоскости. Трехмерная реконструкция КТ-данных, позво­ляет получить более детальное представление об анатомо-топографических взаимоотношениях органов и систем. С внедрением трехмерных изображений изучаемых органов и систем возрастают наглядность и Достоверность получаемых данных.

Примеры трёх различных компьютерных томографов для мелких животных

1 - рентгеновская трубка; 2 – поворачивающийся образец; 3 – детектор; 4 – ось вращения; 5 – конический луч; 6 – варьирующее увеличение; 7 – поворачивающийся гентри; 8 – мышиная кровать.

Настольный микро-КТ (A, B) с вращающейся моделью держателя, стационарным детектором области и микрофокусной рентгеновской трубкой, обеспечивающей усиленное излучение. Такая установка в основном используется для проведения лабораторных исследований. Хорошие результаты исследования зависят от оптимального соотношения между полем сканирования, чёткостью, хорошей фиксации животного к столу, при условии вращающегося гентри (C, D). Всё большие требования к пространственному разрешению, быстрому и более широкому сканированию исследуемого поля достигаются и отображаются на плоской панели детектора, крутящегося гентри со стационарным столом (E, F).

Таблица 1. Сравнение показателей микро-, мини- и клинических компьютерных томографов.

			КлиническийКТ
Подходит для	Образцы тканей, насекомые, мыши, крысы	Мыши, крысы, кролики, приматы, мини-свиньи	До людей
Пространственное разрешение (изотропное)	5 мкм (одна конечность) - 100 мкм (целое животное)	100 – 450 мкм	> 450 мкм (z-ось > 600 мкм)
Осевое сканирование поля зрения
Время получения "стандартного" объёма (например, всего животного)	От нескольких секунд до нескольких часов (иногда наблюдается получение компьютерными томографами одного среза менее, чем за секунду)	От 0,5 секунды до нескольких секунд	Через несколько секунд (с вращением
Доза радиации		~ 10-500 мГр
	Настольный, вращающийся образец (с изменением геометрии, резкости сканирования в поле зрения и т.д.) или вращающийся гентри	Вращающийся образец или вращающийся гентри (определённая геометрия)	Вращающийся гентри (определённая геометрия)
Компенсирование сердечных и дыхательных движений	Ожидаемый запуск	Ожидаемый запуск, ретроспективный строб	Модуляция сканирования, ретроспективный строб
Примеры цифр	Рис. (1 ) A, B, C, D, (3 ), (4 )	Рис. (1 ) E, F, (2 ), (5 ), (6 )

Основы получения изображения

Компьютерно-томографическая диагностика основана на традици­онных рентгенологических принципах работы, и важнейшими задачами, которые необходимо решить при проведении исследования, являются определение точной локализации, количества, формы и размеров пато­логических очагов, интенсивности их тени, четкости контуров, а также один из основных моментов - возможность математически точного оп­ределения коэффициента абсорбции (плотности) исследуемой ткани, отражающего величину поглощения пучка рентгеновского излучения при прохождении через тело человека. В зависимости от плотности каж­дая ткань по-разному поглощает рентгеновское излучение, и, соответ­ственно, для каждой ткани имеется свой коэффициент абсорбции. Пер­сональный компьютер выполняет математическую реконструкцию вы­численных коэффициентов абсорбции и их пространственное распре­деление на многоклеточной матрице с последующей трансформацией в виде изображения на экране дисплея. Картина воспроизводится на матрице, размеры которой зависят от конструкции аппарата (от 256 на аппарате Somatom CR фирмы Siemens до 1024 на аппарате PQ-6000 фирмы Picker) с соответствующей величиной клетки (пиксель). Увеличе­ние матрицы наряду с увеличением количества детекторов, а также плотности их расстановки позволяет определить коэффициент абсорб­ции меньшего участка КТ-изображения. Коэффициенты абсорбции из­меряются в относительных единицах по шкале плотностей, предложен­ной G. Hounsfield (рис. 2), известных как единицы Хаунсфилда (ед.Н).

Таким образом, компьютерный томограф обладает двумя видами разрешающей способности: пространственная (зависящая от размера клетки матрицы) и перепад плотности (порог чувствительности равен 5 ед.Н (0,5%).

Шкала плотностей позволяет сопоставлять коэффициент абсорбции различных тканей с поглощающей способностью воды, коэффициент абсорбции которой принят за 0. На практике положение центра окна ус­танавливают равным измеренному или ожидаемому среднему значению плотностей исследуемых структур в области интереса, а ширину окна - в соответствии с диапазоном плотностей исследуемых органов и тканей. Окно шириной в 256 значений градаций серого может быть раз­мещено на любом участке шкалы плотностей путем произвольного вы­бора центра окна. Если значения чисел в матрице изображения пропор­циональны значениям чисел Хаунсфилда в матрице реконструкции, то те участки экрана, которые отображают более плотные ткани, будут выглядеть светлее, чем рентгенологически менее плотные области. Со­ответственно, на экране монитора белым цветом будут отображаться наиболее рентгенологически плотные структуры, а более темным цве­том - структуры, имеющие меньшую рентгенологическую плотность. Изменение плотностных характеристик органов и тканей на экране ви­зуально будет восприниматься как изменение контрастности. Регулируя ширину окна, можно изменять изучаемый диапазон плотностей, что ви­зуально будет восприниматься как изменение в контрастности изобра­жения близких по значению плотности структур.

Следует отметить, что соотношение, предложенное G. Haunsfield, имеет простую физическую интерпретацию. В этой системе отсчета ед.Н воды равна 0, ед.Н воздуха равна -1000, а для самых плотных структур ед.Н составляют примерно 3000.

Диагностические возможности компьютерной томографии

Поданным литературы (2, 6, 8,11, 19, 24, 31, 48, 50, 53), чувствитель­ность метода составляет от 80 до 95%, специфичность несколько ни­же - 75-90% для различных патологических процессов.

Известны 2 типа ограничений диагностических возможностей рент­геновской КТ - объективные и субъективные.

К объективным ограничениям относятся:

1) малые размеры патологического очага, отсутствие градации плот­ностей между патологическими и неизмененными тканями;

2) атипичное течение патологического процесса при нетипичной КТ-картине.

Субъективные ограничения включают:

1) неверно выбранную тактику исследования;

2) ошибки, возникающие в результате неполноценной подготовки па­циента к исследованию или из-за артефактов технического порядка, обусловленных подвижностью объекта исследования.

Для качественной реконструкции необходимо выполнять десятки срезов. При этом сразу же встает вопрос о лучевой нагрузке на пациента, которая представляет собой величину эффективной дозы (Е). Эффективная доза - условное понятие, характеризующее дозу равномерного облучения всего тела, соответствующую риску появления отдаленных последствий при дозе реального неравномерного облучения определенного органа (или нескольких органов). Измеряется эффективна доза в зивертах (Зв).

В настоящее время дозовая нагрузка для жителя нашей страны при рентгенологических обследованиях составляет 2,5-3,0 мЗв в год, что 2-3 раза превышает уровень облучения в таких странах, как Англия Франция, Швеция, США, Япония (2, 17, 23).

Для качественной мультипланарной реконструкции необходимо делать десятки КТ-срезов, а значит, при выполнении исследования следует рассматривать все возникающие вопросы о лучевой нагрузке на пациента.

В Российском научном центре рентгенорадиологии Минздравсоцразвития РФ было проведено исследование дозовых нагрузок на пациентов при выполнении ряда рентгенологических процедур, включая КТ. По результатам проведенной работы (11, 39) было установлено, что К является наиболее щадящим методом рентгеновского исследования (табл. 1).

Необходимо подчеркнуть, что для рентгеновской КТ характерны ло­кальность лучевой нагрузки и высокий уровень защиты других органов от рассеянного излучения. Кроме того, лучевая нагрузка, благодаря модернизации оборудования, уменьшается.

Таблица 1. Эффективные дозы при ряде компьютерно-томографических и

рентгенографических исследований

Организация отделения компьютерной томографии

Штат отделения рентгеновской компьютерной томографии мно­гопрофильной 600-коечной больницы, как правило, состоит из 6 чело­век (2 врача, 3 рентгенолаборанта и 1 инженер). По нашему опыту, это­го числа специалистов вполне достаточно для эффективного функцио­нирования подразделения.

Следует отметить, что штатное расписание кабинета РКТ регламен­тируется приказом Минздрава РСФСР № 132 от 02.08.91, в соответст­вии с которым кабинет РКТ входит в состав отдела (отделения) лучевой диагностики лечебно-профилактического учреждения, возглавляет его квалифицированный врач-рентгенолог, прошедший подготовку по рентгеновской компьютерной томографии. При этом штатные нормативы кабинета РКТ устанавливаются с учетом обеспечения работы не менее чем в двухсменном режиме из расчета для односменной работы: 1 врач-рентгенолог, 2 рентгенолаборанта и 1 инженер.

В отделении обследуются пациенты с патологией практически всех, кроме «движущихся», например сердца, органов как хирургического, так и терапевтического характера.

Запись больных на исследование производится на основании заявки и истории болезни - для стационарных больных, на основании краткой выписки из амбулаторной карты с обоснованием цели исследования -для амбулаторных больных. Амбулаторные больные обследуются в по­рядке очереди по предварительной записи, стационарные - в тот же (экстренная диагностика) либо на следующий день после необходимой подготовки для проведения процедуры.

Компьютерно-томографическое исследование проводится по следу­ющей схеме:

1) анализ медицинской документации, определение тактики КТ-исследования;

2) размещение пациента на столе;

3) ввод в компьютерный томограф общих сведений (паспортные данные. Дополнительные комментарии);

4) выполнение томограммы: уточнение исходного уровня выполнения процедуры и возможного угла наклона рамы томографа, т.е. определяется план исследования;

5) выполнение серии КТ-срезов;

6) запись полученной информации на магнитный и фотоносители;

7) обработка и описание результатов сканирования.

На компьютерно-томографическое исследование без внутривенного контрастного усиления отводится 45 мин, с внутривенным контрастным усилением - 60 мин. Полученное изображение фиксируется на жесткий диск то­мографа (временное хранение), магнитную ленту, компакт-диск, рент­геновскую пленку (для длительного хранения). Фотопроцесс осущес­твляется в специальной лаборатории (минимальная площадь 12 м 2) ав­томатически при помощи проявочной машины. Архив рентгенограмм хранится в специальной комнате в несгораемых шкафах.

В день исследования пациента его основные личные (паспортные) и анамнестические данные вводятся в базу данных персонального компь­ютера, где при помощи специально созданной программы выполняется описание полученных КТ-данных. Кроме того, основные сведения - пас­портные данные, уровень КТ-исследования, предварительный диагноз, заключение по результатам КТ, учет израсходованной пленки - записы­ваются в специальные журналы. Картотека обследованных больных (паспортные данные, название медицинского подразделения, напра­вившего пациента на исследование, дата и уровень исследования, предварительный диагноз, описание КТ-данных, количество выполнен­ных снимков) хранится в базе данных персонального компьютера и ре­гулярно подвергается статистической обработке.

Правильно поставленный диагноз – наполовину вылеченная болезнь. Лекари древности определяли заболевания необычными методами: по глазам, ногтям, цвету кожи и другим признакам. Да и сегодня опытный врач многое скажет о пациенте, впервые его увидев. Многое, но не все. Возможности современной медицины значительно выросли, появились новые методы диагностики, позволяющие заглянуть внутрь человеческого организма и визуально оценить степень поражения того или иного органа. Компьютерная томография − один из таких методов.

Что это такое?

Как только были открыты рентгеновские лучи, люди научились получать изображения органов человека. Нельзя сказать, что эти снимки идеальны. Рентгенография не позволяет разглядеть небольшие очаги нарушений, так как происходит накладывание тканей одна на другую. Метод линейной томографии, с помощью которого получают изображение определенного слоя органа, также далек от совершенства.

И только с изобретением метода КТ начался прорыв в диагностике. За это открытие ученые Кормак и Хаунсфилд были удостоены Нобелевской премии. В арсенале медицинских работников появилась возможность увидеть множество срезов органа в разных местах. Точность и скорость исследования повысилась благодаря внедрению спиральной технологии. А современная многосрезовая методика позволяет сделать до 64 изображений различных слоев органа (уже есть сведения о появлении 320-срезового томографа).

Как проходит?

Установка КТ довольно массивная. Представляет собой кольцо, которое может вращаться с испусканием рентгеновских лучей. Человека, лежащего на специальном столе, помещают внутрь кольца. Сканер, вращаясь вокруг него, слой за слоем изучает исследуемый орган. При спиральной томографии стол с пациентом также движется. В этом есть что-то из мира космической фантастики, не так ли?

Все изображения можно распечатать. Процедура КТ проходит с контрастированием. Контрастное вещество (йодсодержащее) используется для лучшей визуализации изображения. Дело в том, что рентгеновские лучи определенных характеристик почти не видят мягкие ткани. Контрастное вещество вводят в вену, а в отдельных случаях пациент его просто выпивает.

С помощью метода компьютерной томографии исследуются практически все органы человеческого тела: сердце, сосуды, почки, легкие, головной и спинной мозг, мочевой пузырь, брюшная полость, кости. Что-то забыли упомнить? И это тоже исследуется!

Почему КТ?

• Компьютерная томография сосудов, используя рентгеновское излучение, позволяет увидеть артерии и вены в любой части человеческого тела.
• Получают изображение патологического участка сосуда, находящегося в самом неудобном для других методов исследования месте.
• Возможно предоставление подробного трехмерного изображения всего сосудистого бассейна.
• Есть возможность увидеть не только сосуды, но и прилегающие ткани, что является существенным плюсом в диагностике.
• КТ сосудов сердца и других органов безопасна для большинства пациентов.
• Процедура КТ отличается небольшой инвазивностью.

Кому противопоказана процедура КТ?

1. Аллергическим больным.
2. Пациентам с тяжелой почечной недостаточностью.
3. Людям, у которых есть патология щитовидной железы. Дело в том, что йод, содержащийся в контрастном веществе, усиливает выработку тиреоидных гормонов, а это может привести к осложнениям.
4. Запрещена КТ беременным женщинам. Во-первых, контрастное вещество может оказать токсическое действие на плод. Во-вторых, влияние рентгеновских лучей также небезопасно для ребенка.

Видео: процесс проведения компьютерной томографии

КТ сосудов

Причина заболевания органов может заключаться в заболевании сосудов. Ведь по ним движется кровь, обеспечивающая кислородом клетки всего организма. Закупорка тромбами, атеросклеротическими бляшками, – все это приводит к нарушению кровотока и, как следствие, повреждению соответствующего органа. С помощью метода компьютерной томографии можно исследовать сосуды любой части тела. К примеру, изучить состояние коронарных вен и артерий можно с помощью КТ коронарных сосудов. А КТ сосудов головы и шеи исследует мозговое кровообращение.

Томография сосудов показана, если у пациента наблюдаются:

• Признаки хронических и острых нарушений и (в том числе головы): боли, отеки, онемение и другие;
• Эмболии, ;
• Ангиопатии разного происхождения;
• Патологии в развитии сосудов;
• и другие.

Большинство пациентов могут пройти исследование без вреда для здоровья. Но все-таки некоторым процедура не показана. В основном людям, для которых может стать опасным контрастное вещество (в частности, йод) или рентгеновское излучение.

КТ головного мозга

Если обычная рентгенография предоставляет обзорный снимок мозга, то КТ «фотографирует» мозг послойно. Расстояние между слоями около 1 мм. В результате доктор получает необходимое количество изображений, позволяющих заглянуть в любую точку органа. С помощью КТ головного мозга можно рассмотреть его структуру, увидеть , оценить состояние венозных и артериальных сосудов.

Чтобы изображение слоев мозга было более четким, как и в случае с периферическими сосудами, вводится контрастное вещество. Что касается противопоказаний, они такие же, как и при томографии сосудов. Единственное отличие: беременным иногда все-таки проводят исследование, но предварительно область матки прикрывают фартуком из свинца. Детям томографию сосудов головного мозга проводят по очень серьезным показаниям. Если женщина кормит грудью, то перерыв в кормлении должен быть не менее 48 часов. За это время контрастное вещество выведется из организма полностью.

Исследование назначают, если у человека наблюдаются:

• Обмороки;
• Потеря памяти;
• Невнятная речь;
• Судороги;
• Ухудшение зрения;
• Признаки, указывающие на повреждение мозга;
• Подозрение на опухоли или метастазы;
• Предоперационное определение локализации и размеров образований;
• Черепно-мозговые травмы;
• Инсульт (оба вида – и );
• Подозрение на ;
• Менингит;

Подготовка к исследованию также минимальная. Рекомендуется в течение 6 часов перед процедурой не есть. Из напитков разрешается только чистая вода.

Важно! При выполнении компьютерной томографии голова пациента должна находиться в абсолютно неподвижном состоянии. Малейшее движение сильно искажает показания.

Что «расскажет» КТ о мозге?

С помощью компьютерной томографии можно обнаружить:

1. Кровоизлияния;
2. Опухоли;
3. Гематомы любой локализации;
4. Отек и степень его выраженности;
5. Смещение структур мозга;
6. Кисты;
7. Воспалительные заболевания;
8. Присутствие гнойных выделений между оболочками.

КТ таза и брюшной полости

Процедура помогает диагностировать причину болевых ощущений в брюшной полости, тазе, определить патологии внутренних органов.

Основные показания:

• Камни в почках и мочевом пузыре;
• Панкреатит;
• Пиелонефрит;
• Язвенный колит;
• Тромбозы сосудов брюшной полости ( , ).
• Цирроз печени;
• Аппендицит;
• Абсцессы;
• Опухоли внутренних органов, ;
• , стенозы.

КТ брюшной полости нужна для:

1. Оценки состояния внутренних органов после травмы;
2. Правильного управления радиотерапией при опухолях и мониторинге состояния после химиотерапии;
3. Оценки послеоперационных последствий при трансплантации органов и желудочном шунтировании;
4. Руководства малоинвазивными методами лечения опухолевидных заболеваний.

Подготовка к процедуре

• Одежда должна быть удобной. В некоторых клиниках предлагают на время обследования халат.
• Так как металлические предметы способны исказить данные исследования, рекомендуется их устранить. Это могут быть ювелирные украшения, заколки, зубные протезы, слуховой аппарат, очки, пирсинг, бюстгальтер с металлическими косточками. Необходимо сообщить специалисту об имеющемся кардиостимуляторе. При выполнении некоторых условий это может не препятствовать обследованию.
• Рекомендуется несколько часов не есть перед исследованием.
• Необходимо предупредить врача об аллергических реакциях и принимаемых лекарственных препаратах.
• Заболевания почек, диабет, проблемы со щитовидной железой также увеличивают возможность возникновения побочных эффектов.
• Еще очень важно предупредить доктора о беременности или о подозрении на беременность. Почти для всех видов КТ беременность является абсолютным противопоказанием.

Томография сердца

Сердце сравнивают с мотором. Из-за неустанной работоспособности или в связи с его важностью для организма. Нарушения в работе сердца приводят к перебоям в кровоснабжении всех органов и тканей. Поэтому диагностика заболеваний «мотора» особенно важна.

Что можно определить?

• Причину ;
• Состояние сосудистых стенок;
• Проблемы с клапанами;
• Опухоли сердца ( и др.);
• Кальцификацию коронарных артерий;
• Причины болей;
• Начало изменений миокарда и коронарных сосудов.

Что особенного в проведении КТ сердца?

Фотографы знают, что получить качественный снимок движущегося объекта практически невозможно. Поэтому всегда просят «замереть». А ведь сердце не остановишь. В связи с этим придумали гениальную методику: камера, которая снимает срезы сердца, перемещается синхронно с движением органа . Важно, чтобы пульс пациента не был ускоренным. Но как бы больной не успокаивал себя, волнение все равно присутствует во время любой процедуры, даже такой безболезненной. Поэтому томография сердца и сосудов предполагает прием бета-адреноблокаторов для снятия . Иногда лекарства вводят непосредственно в сосуд перед процедурой. Чтобы получить максимально правдивые результаты, пациента просят задержать дыхание.

Томография грудной клетки

С помощью КТ грудной клетки определяют на ранних стадиях ряд легочных патологий. Обычно КТ легких проводится после рентгенографического исследования.

Возможности КТ при исследовании легких

• Выявляются ранняя пневмония, рак, туберкулез, эмфизема, ;
• Измеряется дыхательный объем;
• Можно провести анализ плотности легких;
• Возможна диагностика профессиональных заболеваний, связанных с поступлением в легкие кремния, кварца, асбеста;
• Выявляются заболевания внутригрудных лимфатических узлов, трахей, бронхов.

При томографии легких также применяются контрастные вещества. Особой подготовки исследование не требует.

Видео: компьютерная томография в сюжете “1 канала”

Так что же − КТ или МРТ?

Многие пациенты теряются: какому методу исследования отдать предпочтение? Сравним две наиболее популярные методики: КТ и .
МРТ и КТ отличаются технологически. Компьютерная томография основана на использовании рентгеновского излучения. Поэтому для нее характерен тот же недостаток, что и для других рентгеновских методик – лучевая нагрузка. Хотя в томографах нового поколения ее удалось максимально снизить, КТ все-таки противопоказана определенной категории пациентов. Да и большой участок (например, весь позвоночник) обследовать невозможно из-за передозировки излучения.

В основе МРТ – магнитные волны. Этот метод более безопасный. Его рекомендуют даже детям и беременным.

«Видят» методы тоже по-разному. МРТ прекрасно справляется с диагностикой патологий головного и спинного мозга, но слабо различает полые органы : мочевой пузырь, легкие, желчный пузырь. С помощью этого метода можно исследовать почки, суставы, селезенку, печень. МРТ неплохо «берет» связки, мышцы, глазное яблоко.

Компьютерная томография применяется для диагностики заболеваний внутренних органов. С ее помощью на 100% можно выявить нарушение мозгового кровообращения, раннюю стадию инсульта. Высокая информативность у исследования поджелудочной железы. Хорошо распознаются опухоли, внутренние кровотечения. Любой рентген прекрасно видит кости. Поэтому метод незаменим при костных травмах.

аппарат для проведения МРТ внешне очень похож на установку для рентгеновской КТ, но имеет более длинный “тоннель” и совершенно другой принцип действия

Процедура МРТ более комфортна для пациентов, при ее проведении даже не нужно раздеваться. Аппараты нового поколения (открытого типа) не вызывают приступы клаустрофобии для отдельных категорий больных.

На результаты исследования МРТ влияет металл, находящийся в любом месте организма: зубные протезы, брекеты, кардиостимулятор, штифты, скобы, электронные приспособления во внутреннем ухе, импланты. Все эти «штучки» могут стать абсолютным противопоказанием для проведения исследования.

Средняя стоимость КТ одного участка в Москве 2 500 – 3 500 рублей, а МРТ – от 4 500 до 5 000 в той же валюте. Цена зависит от оборудования клиники. Более дорогая процедура, скорее всего, проводится на аппарате большей мощности. Пациентам, имеющим полис ОМС, можно пройти эти исследования бесплатно, но очередь такая, что при некоторых заболеваниях ее можно просто не дождаться.

Важно! Какими бы не были отличия КТ от МРТ и цены на процедуры, врач индивидуально для каждого пациента подбирает наиболее подходящий метод исследования.

Видео: сравнение КТ и МРТ

На ваш вопрос ответит один из ведущих .

В данный момент на вопросы отвечает: А. Олеся Валерьевна, к.м.н., преподаватель медицинского вуза

На сегодняшний день наиболее инновационным подходом в исследовании организма является рентгеновская компьютерная томография, которая позволяет наиболее точно и эффективно определить место поражения, а также структуру любого человеческого органа или ткани.

Точная диагностика заболеваний всегда была ключевым моментом во врачебной практике. Ведь без определения диагноза зачастую практически невозможно назначить компетентное лечение. Производители современной медицинской техники усиленно работают в этом направлении. С каждым годом методы и средства диагностирования становятся наиболее продвинутыми и точными.

Принцип работы компьютерной томографии и ее главные отличия от иных методов диагностики

Изобретение в свое время стало прорывом в диагностике различных заболеваний. Однако прогресс не стоит на месте. Эволюция затронула не только человека, но и все приборы и технику, связанную с ним. Следующим прорывом, который повлиял на медицинскую отрасль и мир в целом, стало изобретение компьютера. Совместив и усовершенствовав оба этих мировых изобретения, производители медицинского оборудования предоставили миру аппарат, который стал отправной точкой для развития целой медицинской отрасли. В тот момент получила свое начало рентгеновская компьютерная томография или сокращенно РКТ.

Принцип работы компьютерной томографии (КТ) основывается на применении все тех же рентгеновских лучей. Однако структура работы устройства имеет несколько отличий. Виной этому различная структура обоих аппаратов и их функциональные возможности.

Рентген формирует изображение в единичный момент воздействия пучком лучей на организм, которые полностью пронизывают человека и тем самым воспроизводят картину его органов. Это изображение, как правило, двумерно, и на нем нельзя распознать отдельные ткани или органы. Лишь общую суть и протекание процессов возможно вычленить из этой картинки.

КТ основана на длительном анализе исследуемого объекта. Принцип ее работы заключается в последовательном непрерывном низкочастотном облучении определенного участка. Процесс этот производится, как правило, в неподвижном состоянии, что может вызвать некоторые сложности для пациента, связанные с длительным временем обездвиживания. Однако эти вторичные неудобства являются необходимой мерой для получения точного, а, главное, верного диагноза. Попеременно проходя через тело человека, лучи возвращаются в специальный приемник, который анализирует их и выводит результаты исследований на экран компьютера. Визуальное отображение, полученное таким способом, является детальным и четким, поскольку полностью отображает ткани, кости и даже сосуды исследуемого участка. Это изображение является отличным помощником при составлении верного диагноза.

Преимущества компьютерной томографии

В более технологически развитых странах Европы или Америки КТ входит в состав обязательного ежегодного медицинского осмотра. У нас же эта процедура относится к разряду дорогостоящих. Что влечет использование устаревших моделей аппаратуры и рентгеновских устройств в поликлиниках и больницах. Лишь специализированные и в большинстве случаев платные клиники могут похвастаться наличием аппарата КТ. Однако при всех недостатках медицинского обслуживания в нашем государстве лучшим решением все-таки является использование компьютерной томографии, даже если придется вложить материальные средства в этот способ диагностики. К неоспоримым преимуществам такого метода исследований относятся:

• высокая точность визуальной картинки;
• абсолютная безболезненность процедур;
• низкий уровень радиационного излучения;
• широкий спектр применения аппарата.

Все эти положительные стороны существенно выделяют КТ по сравнению с другими методами диагностики, которые не дают столь четкого понятия процессов, протекающих в исследуемом участке. Что позволяет более детально и четко определить характер проблемы и выбрать способ ее нейтрализации.

Предосторожности к применению компьютерной томографии

Как и любой другой прибор, оснащенный рентгеном, КТ имеет ряд противопоказаний, которые можно назвать предосторожностями или своеобразными ограничениями. К ним относятся:

• беременность;
• возраст до 16 лет;
• повышенная чувствительность к радиоактивному фону.

Женщины, особенно пребывающие в первом триместре беременности, должны обязательно сообщать врачу о своем положении. Лишь он может определить целесообразность проведения процедур и степень опасности для здоровья женщины.

Детский организм постоянно меняется вследствие своего непрерывного роста, что может стать проблемой для проведения диагностики. Доза радиации, как бы ничтожна она ни была, для детского неокрепшего организма может стать существенным испытанием. Поэтому врачи крайне редко, лишь в особых случаях назначают проведение КТ детям до 16 лет.

Некоторые взрослые также имеют повышенную чувствительность к воздействию радиации. Выражается это в ухудшении их самочувствия и головокружении, в особо серьезных случаях возможна потеря сознания и рвота. Но беспокойство этот вызывать не должно, поскольку все эти симптомы проходят сами собой.

В целом КТ не имеет противопоказаний и может проводиться практически всем людям. Единственным исключением являются беременные женщины и дети, которые выделяются в отдельную категорию.

Основные виды компьютерной томографии

Компьютерная томография также имеет свое разделение по типу конструкции устройств и их воздействию на организм человека. На сегодняшний день выделяют два основных вида КТ:

• спиральный метод;
• многослойный метод.

Метод спиральной компьютерной томографии заключается в том, что аппарат синхронно перемещает по спирали источник . В это время плоскость, на которой расположены датчики, тоже движется, что создает непрерывное воздействие на определенный участок.

Врач может задавать параметры вращения и его скорость. Чем выше эти показатели, тем большая площадь подвергается исследованию, что делает возможным ускорение исследований и влияет на степень облучаемости объекта.

Многослойная компьютерная томография — это усовершенствованный метод спирального анализа, который позволяет более детально изучить объект и воспроизвести полученные при этом данные с особой четкостью. Конструкция этого прибора такова, что принимающие датчики выстроены в несколько рядов на поверхности устройства. При помощи подобного устройства существует возможность отслеживать процессы, протекающие в организме в данный момент. Кроме того, с помощью этого аппарата можно просканировать сразу весь орган лишь за один проход томографа.