КТ или МРТ: выбираем лучший метод аппаратной диагностики. Разновидности КТ (компьютерной томографии) Что такое кт в производстве

КТ от МРТ отличается по принципу действия. На усмотрение врача может назначаться та или иная процедура. В зависимости от того, какая область организма должна быть обследована, выбирается и диагностический метод. Также во многом метод диагностики зависит и от того, сколько раз за короткий период времени потребуется провести обследование. Каждый из методов имеет свои достоинства и недостатки. Их полезно знать пациенту, который должен проходить диагностическое обследование с применением компьютерного или магнитно-резонансного томографа.

Оба метода высокоинформативны и позволяют очень точно определить наличие или отсутствие патологических процессов. В принципе действия приборов есть кардинальная разница, и из-за этого возможность частоты сканирования организма при помощи этих двух приборов различна. Сегодня в качестве наиболее точных методов диагностики используются рентген, КТ, МРТ.

Компьютерная томография — КТ

Компьютерная томография проводится с использованием рентгеновских лучей и, как и рентгенография, сопровождается облучением организма. Проходя через тело, при таком исследовании лучи позволяют получить не двухмерное изображение (в отличие от рентгена), а объёмное, что намного удобнее при диагностике. Излучение при сканировании организма исходит из особого кольцеобразного контура, расположенного в капсуле прибора, в которой находится пациент.

По сути, при проведении компьютерной томографии выполняется череда последовательных рентгеновских снимков (воздействие таких лучей вредно) поражённой области. Они выполняются в разных проекциях, из-за чего удаётся получить точное трёхмерное изображение обследуемой области. Все изображения объединяются и превращаются в единую картинку. Большое значение имеет то, что врач может посмотреть все снимки по отдельности и за счёт этого изучить срезы, которые, в зависимости от настройки аппарата, могут быть толщиной от 1 мм, а после этого еще и объёмное изображение.

Таким образом, при проведении компьютерной томографии пациент получает некоторую дозу облучения, как и при рентгене, из-за чего процедуру нельзя назвать полностью безопасной.

Магнитно-резонансная томография — МРТ

Магнитно-резонансная томография также позволяет получить трёхмерное изображение и череду снимков, которые можно смотреть по отдельности. В отличие от КТ, в аппарате не используется рентгеновских лучей, и пациент не получает дозы облучения. Для сканирования организма используется действие электромагнитных волн. На их воздействие разные ткани дают неодинаковый ответ, и потому происходит формирование изображения. Особый приёмник в аппарате улавливает отражение волн от тканей и формирует изображение. Врач имеет возможность увеличить, когда это нужно, картинку на экране прибора и посмотреть послойные срезы интересующего органа. Проекция снимков разная, что необходимо для полноценного осмотра исследуемой области.

Отличия в принципе работы томографов дают врачу возможность при выявлении патологий в той или иной области тела выбрать тот метод, что в конкретной ситуации сможет дать более полноценную информацию: КТ или МРТ.

Показания

Показания для проведения обследования с применением того или другого метода различны. Компьютерная томография выявляет изменения в костях, а также кисты, камни и опухолевые образования. МРТ же показывает, кроме этих нарушений, ещё и различные патологии мягких тканей, сосудистых и нервных путей, суставных хрящей.

Показания к МРТ	Показания к КТ
Опухоли мягких тканей и подозрение на их наличие	Повреждение костей, в том числе челюсти и зубов
Определение состояния нервных волокон во внутренних органах, а также головном и спинном мозге	Определение степени повреждения суставов при травмах и хронических заболеваниях
Определение состояния оболочек спинного мозга и головного мозга	Выявление болезней позвоночника, в том числе межпозвонковых грыж, остеопороза и сколиоза
Изучение состояния головного мозга после инсульта и при рассеянном склерозе	Определение степени повреждения головного мозга при опухолевых заболеваниях и травмах
Определение состояния мышц и связок	Определение состояния органов грудной клетки
Определение состояния суставов	Определение новообразований в щитовидной железе
Воспалительные и некротические процессы в тканях органов и костных тканях	Определение изменений в полых органах
МРТ лёгких может быть проведено при установлении наличия опухолевого процесса даже в самом начале его развития.	Определение наличия камней в желчном пузыре и мочеполовой системе

В ряде случаев может быть использован с равной долей информативности компьютерный или магнитно-резонансный томограф. Таким образом, в зависимости от оснащённости медицинского учреждения обследование может проводиться с применением одного или другого вида оборудования для сканирования состояния тела.

Противопоказания

Оба метода сканирования имеют некоторые противопоказания к применению. В ряде случаев, когда проведение одного метода исследования не желательно или запрещено, может быть рассмотрен вариант проведения второго.

Противопоказания к КТ	Противопоказания к МРТ
Беременность	Наличие металлических элементов в организме
Грудное кормление (если проводится процедура, надо прервать вскармливание грудью на 48 часов после исследования, чтобы ребёнок не получил порцию радиации)	Присутствие вживлённых электронных корректоров работы внутренних органов и систем
Детский возраст (исключением являются только случаи, когда иного способа определения состояния больного нет, и польза от диагностики превышает риски от процедуры)	Наличие инсулиновой помпы
Вес пациента более 200 кг	Первый триместр беременности
Нервное перевозбуждение, при котором пациент не может сохранять неподвижное состояние во время сканирования	Вес более 130 кг
Частое использование	Невозможность нахождения в неподвижном состоянии столько времени, сколько необходимо для процедуры
Гипсовая повязка в месте обследования	Клаустрофобия

При процедуре с контрастированием противопоказания для обеих процедур одинаковы. Связано это с тем, что контрастное вещество имеет ограничения к использованию. Вводить его не следует при наличии тяжёлой почечной и печёночной недостаточности, а также при аллергии на контраст.

Если неизвестно, есть ли наличие непереносимости средства, то предварительно проводится тест на аллергию на контрастное вещество. Использовать могут несколько видов контраста и, как правило, удаётся подобрать средство, которое подходит конкретному пациенту.

Как часто можно проводить сканирование

КТ проводится с применением рентгеновских лучей, и потому частое повторение процедуры не допускается. По норме проводить ее более 1 раза в год не следует. Если имеется раковое заболевание, регулярный мониторинг которого необходим, минимальный перерыв между обследованиями составляет 2,5 месяца. Лучше в этом случае применять МРТ, при которой отсутствует негативное воздействие на организм радиации, что важно для предупреждения осложнений. Процедура не просто безопаснее, а полностью безвредна. МРТ можно проводить неограниченное количество раз, а при необходимости – даже несколько сканирований за 1 день.

При использовании сканирования с контрастированием также нет ограничений на частоту процедуры. Единственное, что необходимо учитывать, – это перерыв между повторными введениями средства. Его желательно выдерживать не менее 2 дней, чтобы снизить нагрузку на почки. Вреда здоровью контрастное вещество не наносит. Если оно применяется при КТ, то все ограничения связаны непосредственно с рентгеновским воздействием, а не влиянием на организм контраста.

Возможно ли проводить МРТ и КТ в один день

Принцип воздействия на организм при обследовании с применением компьютерного и магнитного томографов разный, и потому при их сочетании организм перегрузки не получает. В случае необходимости можно провести оба вида томографии в один день, не опасаясь за здоровье. Это полностью безопасно.

Отличие методик при исследовании мозга

Сканирование мозга необходимо при многих нарушениях, в том числе инсультах, нарушении кровоснабжении и опухолевых процессах. Если нужно часто делать снимки для контроля состояния, то предпочтение надо отдать МРТ, так как она не представляет опасности при частом повторении. Какой метод будет выбран, всецело зависит от оснащённости клиники и наличия у пациента противопоказаний и ограничений к процедуре.

По данным КТ и МРТ при изучении мозга получают одинаково точные результаты, и потому в диагностике различий не будет. Оба вида исследования покажут опухоли, сосудистые нарушения и очаги воспалений. Дополнительно МРТ позволяет определить и плотность тканей мозга.

Важной особенностью магнитно-резонансной томографии является способность выявить очаг ишемического нарушения ещё за 20 минут до того, как разовьётся острое состояние больного. Из-за этого при подозрениях на патологию проводится именно МРТ.

Что лучше для сканирования лёгких

Если имеются подозрения на то, что при травме осколки рёбер затронули лёгкие, то показано проведение КТ, так как эта процедура точнее всего продемонстрирует наличие костных осколков. Такое же сканирование применяется при травмах для исключения или выявления кровотечений. Так как проводится компьютерная томография особенно быстро, то в экстренных состояниях она наиболее оптимальна. Также процедура позволяет очень точно определить присутствие метастазов; КТ лёгких показывает и вторичные раковые опухоли.

МРТ лёгких чаще назначается при опухолевых и воспалительных процессах. Такие изменения в мягких тканях обследование показывает очень чётко и позволяет отслеживать динамику их развития без риска чрезмерного облучения организма.

Различия в воздействии томографов на организм позволяют получить максимум информации.

Что оптимально при исследовании брюшной полости

Сильных различий по информативности методов нет. Исключением является то, что при КТ лучше определяется плотность тканей органов брюшной полости, а также можно быстро установить наличие твердых образований и предметов, костных обломков и кровотечений. При травматических повреждениях живота рекомендуется проведение именно КТ, так как быстрота проведения процедуры дает возможность в минимальный срок выявить опасные нарушения.

МРТ позволяет получить самую точную информацию о состоянии мягких тканей и наличии воспалительных процессов в брюшной полости. Из-за этого процедура чаще проводится при исследовании состояния, поджелудочной железы, печени, селезенки, кишечника и др.

Что информативнее при болезнях суставов

При поражениях суставов, в том числе тазобедренных, назначаются и КТ, и МРТ. Пациентов закономерно интересует, какой метод более информативен и достоверен. При нарушениях в суставах чаще всего проводится магнитно-резонансная томография, которая позволяет получить максимум информации обо всех тканях, в том числе мягких, воспалением которых очень часто сопровождаются болезни суставов.
При травмах или хронических патологиях проведение МРТ позволяет определить состояние даже нервных волокон, сухожилий, связок и кровеносных сосудов.

КТ суставов применяют при травмах, когда подозревается наличие повреждений костей или их головок, образующих сустав. Во время такой процедуры быстро выявляются кровотечения в полость сустава и присутствие костных осколков. Также это исследование проводится при заболеваниях и травмах суставов, если есть противопоказания для проведения магнитно-резонансной томографии.

Если необходимо регулярно контролировать изменения в суставе, то применяется только МРТ, так как перегрузка рентгеновскими лучами организма представляет большую угрозу. Детям при проблемах с суставами проводится только МРТ.

Какое сканирование лучше

Каждый из методов является высокоинформативным. Выбор того, какое исследование будет проводиться, зависит от противопоказаний и того, какие ткани надо осмотреть в первую очередь. Если есть подозрения на проблемы с костными системами, врач выбирает КТ, а с мягкими – МРТ. Нельзя сказать, что одна диагностическая процедура лучше, а другая хуже. Каждый метод эффективнее для получения определённой информации. Более опасной для здоровья является КТ, но при обследовании, проведенном правильно, рентгеновское излучение не вызовет негативных последствий.

Где делают и сколько стоит процедура?

Стоимость обследования зависит от области сканирования и того, какого поколения оборудование применяется (разница в цене в зависимости от типа прибора может быть достаточно велика). Имеет значение и клиника, в которой проводится процедура. В государственных медицинских учреждениях пройти КТ можно за 3-4 тысячи рублей, а МРТ стоит от 4 до 9 тысяч рублей в зависимости от исследуемого органа. Дороже всего обойдётся сканирование головного мозга.

Компьютерная томография

Магнитно-резонансная томография

Выбор метода диагностики остаётся за лечащим врачом. И МРТ, и КТ должны проводиться только по медицинским назначениям.

Некоторые ткани в разной степени поглощают излучение, поэтому легко различимы – естественное контрастирование.

Цель искусственного контрастирования – получение дифференцированного изображения тканей, примерно одинаково поглощающих излучение. С этой целью в организм вводят вещества, сильнее или слабее поглощающие рентгеновское излучение, чем мягкие ткани, тем самым создавая контраст в исследуемых органах.

Рентгенопозитивные – вещества, задерживающие больше излучения, чем мягкие ткани (на основе тяжелых элементов – бария или йода)

Рентгенонегативные – вещества, задерживающие меньше излучения, чем мягкие ткани (закись азота, углекислый газ, воздух)

Основные требования к РКВ:

создание высокой контрастности изображения

безвредность при введении в организм больного

быстрое выведение из организма

Способы контрастирования:

прямое механическое введение РКВ в полость органа (гастрография, ангиография и тп)

принцип концентрации и выведения: введение контрастного вещества в кровь, который затем поглощается, концентрируется и выделяется определенным органом. (исследование мочевыделительной системы, желчных путей)

Применяемые рентгеноконтрастные вещества:

препараты сульфата бария – водная взвесь. Исследование пищеварительного тракта. Безвредна, нерастворима в воде и пищеварительных соках. Принимают в ввиде суспензии в концентрации 1:1 или 5:1. Для придания дополнительных свойств добавляют химические активные вещества – замедление оседания, прилипания к стенке, увеличение вязкости.

Йодированные масла. Эмульсия йодистых соединений в растительных маслах. Исследование бронхов, лимфатических сосудов, полости матки, свищевых ходов. (липоидол). Высокая контрастность, мало раздражают ткани.

Биологическая проба: внутривенно 1 мл РКВ, подождать 2- 3 мин, внимательно наблюдая за состоянием пациента. В случае отсутствия аллергической реакции – введение основной дозы РКВ – от 20 до 100 мл.

Газы (закись азота, углекислый газ, воздух). В кровь- только СО2, вследствие высокой растворимости. Полости тела, клетчатые пространства – закись азота - избежание газовой эмболии. Пищеварительный тракт – обычный воздух.

Двойное контрастирование – проведение исследования одновременно с двумя РКВ – рентгенопозитивным и рентгенонегативным.

15. Компьютерная рентгеновская томография. Принципы получения компьютерных томограмм. Особенности изображения органов и тканей.

Компьютерная томография - это послойное рентгенологическое исследование, основанное на компьютерной реконструкции изображения, получаемого при круговом сканировании объектаузким пучком рентгеновского излучения.

Получение компьютерныхтомограмм: узкий пучок рентгеновского излучения сканирует человеческое тело по окружности. Проходя через ткани, излучение ослабляется соответственно плотности и атомному составу этих тканей. По другую сторону от пациента установлена круговая система датчиков рентгеновского излучения, каждый из которых (а их количество может достигать нескольких тысяч) преобразует энергию излучения в электрические сигналы. После усиления эти сигналы преобразуются в цифровой код, который поступает в память компьютера. Зафиксированные сигналы отражают степень ослабления пучка рентгеновских лучей (и, следовательно, степень поглощения излучения) в каком-либо одном направлении. Вращаясь вокруг пациента, рентгеновский излучатель просматривает его тело в разных ракурсах, в общей сложности под углом 360°. К концу вращения излучателя в памяти компьютера оказываются зафиксированными все сигналы от всех датчиков. Продолжительность вращения излучателя в современных томографах очень небольшая, всего 1-3 с, что позволяет изучать движущиеся объекты.

Компьютер реконструирует внутреннюю структуру объекта. В результате получается изображение тонкого слоя исследуемого органа – несколько мм, которое выводится на дисплей и врач обрабатывает его в зависимости от задачи исследования: масштабирование, выделение интересующей области, определение размера органа, число и характер патологического состояния. Попутно определяют плность ткани по шкале Хаунсфильда: нулевая отметка - плотность воды (плотность кости +1000 HU, воздуха -1000 HU). На фотопленке выделение ограниченного диапазона на шкале Хаунсфильда – окна, размеры которого не превышают несколько десятков единиц HU. После обработки изображение в память компьютера/ сброс на фотопленку. На РКТ выделяются самые незначительные перепады плотности – 0,4-0,5%.

Обычно выполняются 5-10 срезов на расстоянии 5-10мм. Для ориентации расположения срезов 0 обзорный цифровой снимок – рентгенотомограмма, на которой отображаются уровни срезов.

Разновидности КТ.

Электронно-лучевая- в качестве источника излучения –вакуумные электронные пушки, испускаемые пучок быстрых электронов. (кардиология)

Спиральная – излучатель движется по спирали по отношению к телу и за короткое время захватывает определенный объем тела, в дальнейшем представленный дискретными слоями. Получение поперечных, фронтальных и сагиттальных срезов.

Усиленная КТ- проведение томографии после введения внутривенно пациенту водорастворимого контрастного вещества.

Мультиспиральная – использование многорядных детекторов

Конусно-лучевая – излучатель двигается по конусу. Приемник движется одновременно с источником. Лучевая нагрузка меньше чем при спиральной и мультиспиральной томографии.

Поперечная – движение рентгеновской трубки по окружности, в центре которой пациент. В результате поперечные срезы на любом уровне.

РКТ ангиография

Трехмерная РКТ

Виртуальная эндоскопия

Компьютерные томографы с кардиосинхронизаторами

Особенности изображения органов и тканей

КТ-изображение не имеет теней и помех от неоднородности тканей, содержащихся в других слоях исследуемого отдела, а также не зависит от порядка расположения тканей с различной рентгеновской плотностью.

Изображение, полученное при компьютерной томографии, представляет собой массив цифровых данных в виде пространственного распределения величин коэффициентов ослабления в тканях исследуемого слоя, поэтому субъективная ("на глаз") оценка изображения дополнена прямым определением плотности тканей; такие объективные данные можно использовать для углубленного анализа изображений.

Высокая точность измерений позволяет различать ткани, незначительно (на 0,5%) отличающиеся друг от друга но плотности.

Подготовка:

Для исследования органов головы, шеи, грудной полости, конечностей- не требуется

Исследование аорты нижней полой вены, печени, селезенки, почек – легкий завтрак

Исследование желчного пузыря –натощак

Поджелудочная железа и печень – меры по уменьшению метеоризма

Желудок и кишечник- 500 мл 2,5% водорастворимый йодистый препарат.

При проведение накануне рентгенографии ЖКТ с контрастированием – полное опорожнение пищ.тракта от РКВ.

Показания: очень широки

Противопоказания:

психические расстройства

Неотложные состояния

Беременность, лактация, маленькие дети – в особо важных случаях

Кровотечения, открытый пневмоторакс

Процесс обследования больного, в современной медицине, все чаще опирается на применение оборудования, технологическое совершенствование которого, происходит чрезвычайно быстрыми темпами. Под давлением диагностической информации, получаемой с помощью компьютерной обработки результатов рентгенологического или магнитно-резонансного сканирования, утрачивают свое значение самостоятельные выводы врача, построенные на основе собственного опыта и классических диагностических приемов (пальпация, аускультация).

Совершенным витком развития рентгенологических методов исследования, основные принципы которого впоследствии легли в основу развития МРТ, можно считать компьютерную томографию. Термин «компьютерная томография» включает в себя общее понятие томографического исследования, подразумевающее компьютерную обработку любой информации, полученной с помощью лучевой и не лучевой диагностики, и узкое – подразумевающее исключительно рентгеновскую компьютерную томографию.

Насколько информативна компьютерная томография, что это такое и какова ее роль в распознавании болезней? Не приукрашивая и не умаляя значение томографии, можно уверенно констатировать, что ее вклад в изучение многих заболеваний огромен, поскольку предоставляет возможность получить изображение исследуемого объекта в поперечном сечении.

Суть метода

В основе компьютерной томографии (КТ) лежит способность тканей человеческого организма, с различной степенью интенсивности, поглощать ионизирующее излучение. Известно, что именно это свойство является основой классической рентгенологии. При постоянной силе пучка рентгеновских лучей, ткани, имеющие большую плотность, будут поглощать большую их часть, а ткани, имеющие меньшую плотность, соответственно, меньшую.

Зарегистрировать исходную и конечную мощность рентгеновского пучка, прошедшего через тело, не составляет трудностей, но при этом следует учитывать, что человеческое тело представляет собой неоднородный объект, имеющий на всем протяжении пути луча объекты различной плотности. При рентгенографии, определить разницу между просканированными средами, можно лишь по интенсивности наложенных друг на друга теней на фотобумаге.

Применение КТ позволяет полностью избежать эффекта наложения проекций различных органов друг на друга. Сканирование при КТ осуществляется с помощью одного или нескольких пучков ионизирующих лучей, пропущенных сквозь тело человека и зарегистрированных с противоположной стороны детектором. Показателем, определяющим качество полученного изображения, является количество детекторов.

При этом источник излучения и детекторы синхронно перемещаются в противоположных направлениях вокруг тела пациента и регистрируют от 1,5 до 6 миллионов сигналов, позволяя получить многократную проекцию одной и той же точки и окружающих ее тканей. Другими словами, рентгеновская трубка огибает объект исследования, задерживаясь каждые 3° и делая продольное смещение, детекторы фиксируют информацию о степени ослабления излучения в каждом положении трубки, а ЭВМ реконструирует степень поглощения и распределение точек в пространстве.

Применение сложных алгоритмов компьютерной обработки результатов сканирования, позволяет получить картину с изображением дифференцированных по плотности тканей, с точным определением границ, самих органов и пораженных участков в виде сечения.

Важно! Вследствие относительно большого количества излучения, получаемого во время КТ, исследование назначают, в случаях, недостаточной информативности не лучевых методов диагностики.

Визуализация изображения

Для визуального определения плотности тканей при проведении компьютерной томографии используется черно-белая шкала Хаунсфилда, имеющая 4096 единиц изменения интенсивности излучения. Точкой отсчета в шкале, является показатель, отражающий плотность воды – 0 НU. Показатели, отражающие менее плотные величины, например, воздух и жировая ткань, находятся ниже нуля в диапазоне от 0 до -1024, а более плотные (мягкие ткани, кости) – выше нуля, в диапазоне от 0 до 3071.

Изменение контрастности изображения для улучшения визуализации структурных нарушений в межпозвоночном диске

Однако, современный компьютерный монитор не способен отразить такое количество оттенков серого цвета. В связи с этим, для отражения нужного диапазона, применяется программный перерасчет полученных данных, в доступный для отображения интервал шкалы.

При обычном сканировании томография показывает изображение всех структур, существенно различающихся по плотности, но структуры, имеющие близкие показатели, на мониторе не визуализируются, применяют сужение «окна» (диапазона) изображения. При этом хорошо различимы все объекты, находящиеся в просматриваемой зоне, но окружающие структуры разглядеть уже нельзя.

Эволюция КТ-аппаратов

Принято выделять 4 этапа совершенствования компьютерных томографов, каждое поколение которых отличалось улучшением качества получения информации благодаря увеличению количества принимающих детекторов и, соответственно, количества получаемых проекций.

1 поколение . Первые компьютерные томографы появились в 1973 году и состояли из одной рентгеновской трубки и одного детектора. Процесс сканирования осуществлялся посредством осуществления оборота вокруг тела пациента, в результате чего получался один срез, обработка которого занимала около 4–5 минут.

2 поколение . На смену пошаговым томографам, пришли аппараты, использующие веерный метод сканирования. В аппаратах такого типа использовалось сразу несколько детекторов, расположенных напротив излучателя, благодаря чему, время получения и обработки информации удалось сократить более чем в 10 раз.

3 поколение . Появление компьютерных томографов 3-го поколения заложило основу для последующего развития спиральной КТ. В конструкции аппарата было предусмотрено не только увеличение количества люминесцентных датчиков, но и возможность пошагового перемещения стола, во время движения которого происходило полное вращение сканирующей аппаратуры.

4 поколение . Несмотря на то что существенных изменений в качестве получаемой информации, с помощью новых томографов, достигнуть не удалось, положительным изменением стало сокращение времени обследования. Благодаря большому количеству электронных датчиков (более 1000), стационарно расположенных по всему периметру кольца, и самостоятельному вращению рентгеновской трубки, время, затрачиваемое на один оборот, стало составлять 0,7 секунды.

Важно! Одной из основных целей совершенствования КТ, является не только улучшение качества получаемой информации, но и сокращение времени проведения процедуры, что позволяет существенно снизить объем лучевой нагрузки на пациента.

Виды томографии

Самой первой областью исследования с помощью КТ стала голова, но благодаря постоянному совершенствованию используемого оборудования, сегодня, есть возможность исследовать любую часть человеческого тела. На сегодняшний день можно выделить следующие виды томографии, использующие при сканировании рентгеновское излучение:

спиральная КТ;
МСКТ;
КТ с двумя источниками излучения;
конусно-лучевая томография;
ангиография.

Суть спирального сканирования сводится к одновременному выполнению следующих действий:

постоянное вращение рентгеновской трубки, выполняющей сканирование тела пациента;
постоянное перемещение стола с лежащим на нем пациентом в направлении оси сканирования через окружность томографа.

Схематичное изображение работы спиральной КТ, имеющей массу преимуществ перед другими видами диагностики

Благодаря движению стола, траектория движения лучевой трубки приобретает форму спирали. В зависимости от целей исследования, скорость движения стола может регулироваться, что никак не отражается на качестве, получаемого изображения. Сильной стороной компьютерной томографии, является возможность исследования структуры паренхиматозных органов брюшной полости (печени, селезенки, поджелудочной железы, почек) и легких.

МСКТ

Мультиспиральная (мультисрезовая, многослойная) компьютерная томография (МСКТ), является относительно молодым направлением КТ, появившимся в начале 90-х. Основным отличием МСКТ от спиральной КТ, является наличие нескольких рядов детекторов, стационарно расположенных по окружности. Для обеспечения стабильного и равномерного приема излучения всеми датчиками, была изменена форма пучка, излучаемого рентгеновской трубкой.

Количество рядов детекторов обеспечивает одновременное получение нескольких оптических срезов, например, 2 ряда детекторов, обеспечивает получение 2-х срезов, а 4 ряда, соответственно, 4-х срезов одновременно. Количество получаемых сечений зависит от того, сколько рядов детекторов предусмотрено в конструкции томографа.

Последним достижением МСКТ считается 320-рядовые томографы, позволяющие не только получать объемное изображение, но и наблюдать физиологические процессы, происходящие в момент обследования (например, наблюдать за сердечной деятельностью). Еще одним положительным отличием МСКТ последнего поколения, можно считать, возможность получить полную информацию об исследуемом органе после одного оборота рентгеновской трубки.

Трехмерная реконструкция шейного отдела позвоночника

КТ с двумя источниками излучения

КТ с двумя источниками излучения можно считать одной из разновидностей МСКТ. Предпосылкой для создания такого аппарата, послужила необходимость исследования движущихся объектов. Например, для получения среза при исследовании сердца, требуется временной промежуток, в период которого, сердце находится в относительном покое. Такой промежуток должен быть равен третьей части секунды, что составляет половину времени оборота рентгеновской трубки.

Поскольку, при увеличении скорости оборота трубки, увеличивается ее вес, и, соответственно, растет перегрузка, то единственная возможность получить информацию за такой короткий срок – это использовать 2 рентгеновские трубки. Расположенные под углом в 90°, излучатели позволяют проводить обследование сердца и частота сокращений неспособна повлиять на качество полученных результатов.

Конусно-лучевая томография

Конусно-лучевой компьютерный томограф (КЛКТ), как и любой другой состоит из рентгеновской трубки, регистрирующих датчиков и программного комплекса. Однако, если у обычного (спирального) томографа пучок излучения имеет веерную форму, а регистрирующие датчики расположены на одной линии, то конструктивной особенностью КЛКТ, является прямоугольное расположение датчиков и небольшой размер фокусного пятна, что позволяет получить изображение небольшого объекта за 1 оборот излучателя.

Такой механизм получения диагностической информации в разы снижает лучевую нагрузку на пациента, что позволяет использовать этот метод в следующих областях медицины, где потребность в рентгенологической диагностике чрезвычайно велика:

стоматология;
ортопедия (исследование коленного, локтевого или голеностопного сустава);
травматология.

Кроме того, при использовании КЛКТ предусмотрена возможность дополнительного снижения лучевой нагрузки путем перевода томографа в импульсный режим, во время которого излучение подается не постоянно, а импульсами позволяя снизить дозу облучения еще на 40%.

Важно! Незначительная доза облучения при проведении КЛКТ, позволяет использовать его при обследовании детей.

О различных вариантах расположения нервного канала нижней челюсти стало известно только после появления КЛКТ

Ангиография

Информация, полученная с помощью КТ-ангиографии, представляет собой трехмерное изображение кровеносных сосудов, полученное с помощью классической рентгеновской томографии и компьютерной реконструкции изображения. Для получения объемного изображения сосудистой системы в вену пациента вводят рентгенконтрастное вещество (обычно йодосодержащее) и выполняют серию снимков обследуемой зоны.

Несмотря на то что под КТ понимается преимущественно рентгеновская компьютерная томография, во многих случаях, понятие включает в себя и другие диагностические методы, основанные на ином способе получении исходных данных, но сходным способом их обработки.

Примером таких методик могут служить:

магнитно-резонансная томография (МРТ);

Несмотря на то что в основе МРТ лежит аналогичный КТ принцип обработки информации, способ получения исходных данных имеет существенные различия. Если при КТ, происходит регистрация ослабления ионизирующего излучения, проходящего сквозь исследуемый объект, то при МРТ регистрируют разницу между концентрацией ионов водорода в различных тканях.

Для этого ионы водорода приводят в возбуждение с помощью мощного магнитного поля и фиксируют энергетический выброс, позволяющий получить представление о структуре всех внутренних органов. Благодаря отсутствию негативного влияния на организм ионизирующего излучения и высокой точности получаемой информации, МРТ стала достойной альтернативой КТ.

Также, МРТ имеет определенное превосходство перед лучевой КТ, при исследовании следующих объектов:

мягких тканей;
полых внутренних органов (прямой кишки, мочевого пузыря, матки);
головного и спинного мозга.

Важно! Основным преимуществом МРТ перед КТ, является отсутствие негативного влияния ионизирующего излучения.

ОКТ

Диагностика с помощью оптической когерентной томографии осуществляется путем замера степени отражения инфракрасного излучения с чрезвычайно короткой длиной волны. Механизм получения данных имеет некоторое сходство с ультразвуковым исследованием, однако, в отличие от последнего, позволяет исследовать только близкорасположенные и некрупные объекты, например:

слизистая оболочки;
сетчатка глаза;
кожа;
десневые и зубные ткани.

ПЭТ

Позитронно-эмиссионный томограф не имеет в своей структуре рентгеновской трубки, так как производит регистрацию излучения радионуклида, находящегося непосредственно в организме пациента. Метод не дает представления о структуре органа, но позволяет оценить его функциональную активность. Чаще всего ПЭТ используют для оценки деятельности почек и щитовидной железы.

На снимке ПЭТ статическое изображение почек

Контрастное усиление

Необходимость постоянного совершенствования результатов обследования, заставляет усложнять диагностический процесс. Повышение информативности за счет контрастирования, опирается на возможность разграничения тканевых структур, имеющих даже незначительные отличия по плотности, часто не определяемые при проведении обычной КТ.

Известно, что здоровая и пораженная патологией ткань имеет различную интенсивность кровоснабжения, что обусловливает разницу в объеме поступающей крови. Введение рентгенконтрастного вещества позволяет усилить плотность изображения, что тесно взаимосвязано с концентрацией йодосодержащего рентгенконтраста. Введение в вену 60% контрастного вещества в количестве 1 мг на 1 кг веса пациента позволяет улучшить визуализацию исследуемого органа приблизительно на 40–50 единиц Хаунсфилда.

Существует 2 способа введения контраста в организм:

пероральный;
внутривенный.

В первом случае, пациент выпивает препарат. Как правило, такой способ применяют для визуализации полых органов желудочно-кишечного тракта. Внутривенное введение позволяет оценить степень накопления препарата тканями исследуемых органов. Его проведение может осуществляться путем ручного или автоматического (болюсного) введения вещества.

Важно! Скорость болюсного введения препарата полностью соответствует режиму работы современного томографа, поэтому получить аналогичный результат с помощью ручного практически невозможно.

Показания

Область применения КТ практически не имеет ограничений. Чрезвычайно информативна томография органов брюшной полости, головного мозга, костного аппарата, при этом выявление опухолевых образований, травм и обычных воспалительных процессов, обычно, не требует дополнительных уточнений (например, проведения биопсии).

КТ показана в следующих случаях:

когда требуется исключить вероятный диагноз, среди пациентов, входящих в группу риска (скрининговое обследование), проводится при следующих сопутствующих обстоятельствах:
постоянные головные боли;
травма головы;
обморок, не спровоцированный очевидными причинами;
подозрения на развитие злокачественных новообразований в легких;
при необходимости проведения экстренного обследования головного мозга:
судорожный синдром, осложненный лихорадкой, потерей сознания, отклонениями в психическом состоянии;
травма головы с проникающим повреждением черепа или нарушением свертываемости крови;
головная боль, сопровождающаяся нарушением психического состояния, когнитивными нарушениями, повышением артериального давления;
подозрения на травматическое или иное повреждение магистральных артерий, например, аневризма аорты;
подозрения на наличие патологических изменений органов, вследствие проводимого ранее лечения или при наличии в анамнезе онкологического диагноза.

Шприц инжектор вводит контрастное вещество в режиме, оптимальном для проведения сканирования

Проведение

Несмотря на то что для выполнения диагностики требуется сложное и дорогостоящее оборудование, процедура довольно проста в исполнении и не требует от пациента каких-либо усилий. В перечень этапов, описывающих, как делают компьютерную томографию, можно включить 6 пунктов:

Анализ показаний к диагностике и разработка тактики проведения исследования.
Подготовка и укладывание пациента на стол.
Корректировка мощности излучения.
Выполнение сканирования.
Фиксация полученной информации на съемном носителе или фотобумаге.
Составление протокола с описанием результата обследования.

Накануне или в день проведения обследования, паспортные данные пациента, анамнез и показания к проведению процедуры, фиксируются в базе данных поликлиники. Сюда же заносятся результаты компьютерной томографии.

Важно! Проведение КТ не требует от пациента специальной подготовки, за исключением необходимости проведения исследования желудочно-кишечного тракта. В этом случае на процедуру следует приходить натощак, ограничив накануне потребление продуктов, стимулирующих газообразование в кишечнике.

Довольно трудно охватить все направления развития и диагностические возможности КТ, которые, до сих пор, продолжают расширяться. Появляются новые программы, позволяющие получить объемное изображение интересующего органа, «очищенное» от посторонних структур, не имеющих отношения к исследуемому объекту. Разработки «низкодозного» оборудования, предоставляющие аналогичные по качеству результаты, смогут составить конкуренцию не менее информативному методу МРТ.

Компьютерная томография - это особый вид рентгенологического исследования, которое проводится посредством непрямого измерения ослабления или затухания, рентгеновских лучей из различных положений, определяемых вокруг обследуемого пациента. В сущности, все, что мы знаем, это:

что покидает рентгеновскую трубку,
что достигает детектора и
каково место рентгеновской трубки и детектора в каждом положении.

Все остальное следует из этой информации. Большинство КТ-сечений ориентированы вертикально по отношению к оси тела. Они обычно называются аксиальными или поперечными срезами. Для каждого среза рентгеновская трубка поворачивается вокруг пациента, толщина среза выбирается заранее. Большинство КТ-сканеров работают по принципу постоянного вращения с веерообразным расхождением лучей. При этом рентгеновская трубка и детектор жестко спарены, а их ротационные движения вокруг сканируемой области происходят одновременно с испусканием и улавливанием рентгеновского излучения. Таким образом, рентгеновские лучи, проходя через пациента, доходят до детекторов, расположенных на противоположной стороне. Веерообразное расхождение происходит в диапазоне от 40° до 60°, в зависимости от устройства аппарата, и определяется углом, начинающимся от фокусного пятна рентгеновской трубки и расширяющимся в виде сектора до наружных границ ряда детекторов. Обычно изображение формируется при каждом обороте в 360°, полученных данных оказывается для этого достаточно. В процессе сканирования во многих точках измеряют коэффициенты ослабления, формируя профайл затухания. На самом деле профайлы затухания представляют собой не что иное, как набор полученных сигналов от всех каналов детекторов с данного угла системы трубка-детектор. Современные КТ-сканеры способны излучать и собирать данные приблизительно с 1400 положений системы детектор-трубка на окружности 360°, или около 4 положений в градусе. Каждый профайл ослабления включает в себя измерения от 1500 каналов детекторов, т. е. приблизительно 30 каналов в градусе, при условии угла расхождения луча 50°. В начале исследования, при продвижении стола пациента с постоянной скоростью внутрь гентри, получают цифровую рентгенограмму («сканограмму» или «топограмму»), на которой в дальнейшем могут быть распланированы требуемые срезы. При КТ-исследовании позвоночника или головы гентри поворачивают под нужным углом, тем самым добиваясь оптимальной ориентации сечений).

Компьютерная томография использует комплексные показания датчика рентгена, который вращается вокруг пациента с целью получения большого количества разнообразных изображений определенной глубины (томограммы), которые переводятся в цифровую форму и преобразовываются в перекрестные изображения. КТ обеспечивает 2- и 3-мерную информацию, которую невозможно получить с помощью простого рентгена и с помощью гораздо более высококонтрастного разрешения. В результате КТ стала новым стандартом для отображения большей части внутричерепных, головных и шейных, внутригрудных и внутрибрюшных структур.

Ранние образцы сканеров КТ использовали только один датчик рентгена, и пациент проходил через сканер с приращением, останавливаясь для каждого снимка. Этот метод был в значительной степени заменен винтовой КТ: пациент непрерывно перемещается через сканер, который непрерывно вращается и делает снимки. Винтовая КТ в большой степени сокращает время отображения и уменьшает толщину пластины. Использование сканеров с многочисленными датчиками (4-64 рядов датчиков рентгена) далее уменьшает время отображения и обеспечивает толщину пластины менее 1 мм.

С таким количеством отображенных данных изображения могут быть восстановлены в почти любом ракурсе (как это делается в МРТ) и могут использоваться для построения 3-мерных снимков при поддержании диагностического решения изображения. Клиническое применение включает ангиографию КТ (например, для оценки легочной эмболии) и кардиоотоб-ражения (например, коронарная ангиография, оценка коронарного отвердения артерии). Электронно-лучевая КТ, другой тип быстрой КТ, может также использоваться для оценки коронарного отвердения артерии.

Снимки КТ могут быть получены с/или без контраста. Неконтрастная КТ может обнаруживать острое кровоизлияние (которое кажется ярко-белым) и характеризовать переломы кости. Контрастная КТ использует IV или устный контраст, или оба. IV контраст, подобный используемому в простом рентгене, применяется для отображения опухолей, инфекции, воспаления и травм в мягких тканях и для оценки состояния сосудистой системы, как в случаях подозрения на легочную эмболию, аортальную аневризму или аортального рассечения. Выделение контраста через почки позволяет дать оценку мочеполовой системы. Для получения информации о контрастных реакциях и их трактовке.

Оральный контраст используется для отображения брюшной области; это помогает отделять кишечную структуру от окружающих. Стандартный устный контраст - контраст на основе бариумного йода, может использоваться в том случае, когда есть подозрение на кишечную перфорацию (например, при травме); низкий осмолярный контраст должен использоваться, когда высок риск аспирации.

Воздействие радиации - важный вопрос при использовании КТ. Лучевая доза от обычной брюшной КТ в 200- 300 раз выше, чем доза радиации, получаемая при типичном рентгене грудной области. КТ сегодня является наиболее распространенным источником искусственного облучения для большей части населения и составляет более 2/3 совокупного медицинского облучения. Эта степень подверженности человека облучению - не тривиальна, риск облучения детей, сегодня испытывающих воздействие радиации КТ, за всю их жизнь, согласно подсчетам, будет намного выше, чем степень облучения взрослых. Поэтому необходимость экспертизы КТ должна быть тщательно взвешена с учетом возможного риска для каждого отдельного пациента.

Мультиспиральная компьютерная томография

Спиральная компьютерная томография с многорядным расположением детекторов (мультиспиральная компьютерная томография)

Компьютерные томографы с многорядным расположением детекторов относятся к самому последнему поколению сканеров. Напротив рентгеновской трубки располагается не один, а несколько рядов детекторов. Это дает возможность значительно укоротить время исследования и улучшить контрастное разрешение, что позволяет, например, четче визуализировать контрастированные кровеносные сосуды. Ряды детекторов Z-оси напротив рентгеновской трубки различны по ширине: наружный ряд шире, чем внутренний. Это обеспечивает лучшие условия для реконструкции изображения после сбора данных.

Сравнение традиционной и спиральной компьютерной томографии

При традиционной компьютерной томографии получают серии последовательных одинаково пространственно расположенных изображений через определенную часть тела, например, брюшную полость или голову. Обязательна короткая пауза после каждого среза для продвижения стола с пациентом в следующее заранее заданное положение. Толщина и наложение/межсрезовый промежуток выбираются заранее. Сырые данные для каждого уровня сохраняются отдельно. Короткая пауза между срезами дает возможность пациенту, находящемуся в сознании, перевести дыхание и тем самым избежать грубых дыхательных артефактов на изображении. Тем не менее, исследование может занимать несколько минут, в зависимости от области сканирования и размеров пациента. Необходимо правильно подобрать время получения изображения после в/в введения КС, что особенно важно для оценки перфузионных эффектов. Компьютерная томография является методом выбора для получения полноценного двухмерного аксиального изображения тела без помех, создаваемых наложением костной ткани и/или воздуха, как это бывает на обычной рентгенограмме.

При спиральной компьютерной томографии с однорядным и многорядным расположением детекторов (МСКТ) сбор данных исследования пациента происходит постоянно во время продвижения стола внутрь гентри. Рентгеновская трубка при этом описывает винтовую траекторию вокруг пациента. Продвижение стола скоординировано со временем, необходимым для оборота трубки на 360° (шаг спирали) - сбор данных продолжается непрерывно в полном объеме. Подобная современная методика значительно улучшает томографию, потому что дыхательные артефакты и возникающие помехи не затрагивают единый набор данных так значительно, как при традиционной компьютерной томографии. Единая база сырых данных используется для восстановления срезов различной толщины и различных интервалов. Частичное наложение сечений улучшает возможности реконструкции.

Сбор данных при исследовании всей брюшной полости занимает 1 - 2 минуты: 2 или 3 спирали, каждая длительностью 10-20 секунд. Ограничение времени обусловлено способностью пациента задержать дыхание и необходимостью охлаждения рентгеновской трубки. Еще некоторое время необходимо на воссоздание изображения. При оценке функции почек требуется небольшая пауза после введения контрастного вещества, чтобы дождаться экскреции контрастного препарата.

Еще одно важное преимущество спирального метода - возможность выявить патологические образования меньшего размера, чем толщина среза. Маленькие метастазы в печени могут быть пропущены, если в результате неодинаковой глубины дыхания пациента во время сканирования не попадают в срез. Метастазы хорошо выявляются из сырых данных спирального метода при восстановлении срезов, полученных с наложением сечений.

Пространственное разрешение

Восстановление изображения основано на различиях в контрастности отдельных структур. На основе этого создается матрица изображения области визуализации 512 х 512 или более элементов изображения (пикселей). Пиксели выглядят на экране монитора как участки различных оттенков серого цвета в зависимости от их коэффициента ослабления. На самом деле это даже не квадратики, а кубики (воксели = объемные элементы), имеющие длину вдоль оси тела, соответственно толщине среза.

Качество изображения повышается с уменьшением вокселей, но это относится только к пространственному разрешению, дальнейшее истончение среза снижает соотношение «сигнал-помеха». Другой недостаток тонких срезов - увеличение дозы облучения пациента. Тем не менее, маленькие воксели с одинаковыми размерами во всех трех измерениях (изотропный воксель), дают значительные преимущества: мультипланарная реконструкция (MPR) в корональной, сагиттальной или других проекциях представлена на изображении без ступенчатого контура). Использование вокселей неодинаковых размеров (анизотропные воксели) для MPR приводит к появлению зубчатости реконструированного изображения. Так, например, могут возникнуть трудности при исключении перелома.

Шаг спирали

Шаг спирали характеризует степень перемещения стола в мм за одно вращение и толщину среза. Медленное продвижение стола формирует сжатую спираль. Ускорение перемещения стола без изменения толщины среза или скорости вращения создает пространство между срезами на получаемой спирали.

Наиболее часто шаг спирали понимают как отношение перемещения (подачи) стола при обороте гентри, выраженное в мм, к коллимации, также выраженной в мм.

Поскольку размерности (мм) в числителе и знаменателе уравновешены, шаг спирали - величина безразмерная. Для МСКТ за т. н. объемный шаг спирали обычно принимают отношение подачи стола к одиночному срезу, а не к полной совокупности срезов вдоль оси Z. Для примера, который был использован выше, объемный шаг спирали равен 16 (24 мм / 1,5 мм). Тем не менее, существует тенденция возврата к первому определению шага спирали.

Новые сканеры дают возможность выбора краниокаудального (ось Z) расширения области исследования по топограмме. Также по мере необходимости корректируются время оборота трубки, коллимирование среза (тонкий или толстый срез) и время исследования (промежуток задержки дыхания). Программное обеспечение, например, «SureView», рассчитывает соответствующий шаг спирали, обычно устанавливая величину между 0,5 и 2,0.

Коллимирование среза: разрешение вдоль оси Z

Разрешение изображения (вдоль оси Z или оси тела пациента) может также быть адаптировано к конкретной диагностической задаче с помощью коллимирования. Срезы толщиной от 5 до 8 мм полностью соответствуют стандартному исследованию брюшной полости. Однако точная локализация небольших фрагментов переломов костей или оценка едва различимых легочных изменений требуют использования тонких срезов (от 0,5 до 2 мм). Что определяет толщину среза?

Термин коллимирование определяют как получение тонкого или толстого среза вдоль продольной оси тела пациента (ось Z). Врач может ограничить веерообразное расхождение пучка излучения от рентгеновской трубки коллиматором. Размер отверстия коллиматора регулирует прохождение лучей, которые попадают на детекторы позади пациента широким или узким потоком. Сужение пучка излучения позволяет улучшить пространственное разрешение вдоль оси Z пациента. Коллиматор может быть расположен не только сразу на выходе из трубки, но также непосредственно перед детекторами, то есть «позади» пациента, если смотреть со стороны источника рентгеновского излучения.

Зависимая от ширины отверстия коллиматора система с одним рядом детекторов позади пациента (одиночный срез) может выполнять срезы толщиной 10 мм, 8 мм, 5 мм или даже 1 мм. КТ-исследование с получением очень тонких сечений именуется «КТ высокого разрешения» (ВРКТ). Если толщина срезов меньше миллиметра - говорят о «КТ сверхвысокого разрешения» (СВРКТ). СВРКТ, применяемая для исследования пирамиды височной кости со срезами толщиной около 0,5 мм, выявляет тонкие линии перелома, проходящие через основание черепа или слуховые косточки в барабанной полости). Для печени высококонтрастное разрешение используется с целью обнаружения метастазов, при этом требуются срезы несколько большей толщины.

Схемы расстановки детекторов

Дальнейшее развитие односрезовой спиральной технологии привело к внедрению мультисрезовой (мультиспиральной) методики, при которой используется не один, а несколько рядов детекторов, расположенных перпендикулярно оси Z напротив источника рентгеновского излучения. Это дает возможность одновременно собирать данные с нескольких сечений.

В связи с веерообразным расхождением излучения ряды детекторов должны иметь разную ширину. Схема расстановки детекторов заключается в том, что ширина детекторов увеличивается от центра к краю, что позволяет варьировать комбинациями толщины и количества получаемых срезов.

Например, 16-срезовое исследование может быть выполнено с 16 тонкими срезами высокого разрешения (для Siemens Sensation 16 это методика 16 х 0,75 мм) или с 16 сечениями вдвое большей толщины. Для подвздошно-бедренной КТ-ангиографии предпочтительно получение объемного среза за один цикл вдоль оси Z. При этом ширина коллимирования 16 х 1,5 мм.

Развитие КТ-сканеров не закончилось 16 срезами. Сбор данных можно ускорить, используя сканеры с 32 и 64 рядами детекторов. Однако тенденция к уменьшению толщины срезов ведет к повышению дозы облучения пациента, что требует дополнительных и уже осуществимых мероприятий по снижению воздействия излучения.

При исследовании печени и поджелудочной железы многие специалисты предпочитают уменьшать толщину срезов с 10 до 3 мм для улучшения резкости изображения. Однако это увеличивает уровень помех приблизительно на 80 %. Поэтому, чтобы сохранить качество изображения, нужно или дополнительно прибавить силу тока на трубке, т. е. повысить силу тока (мА) на 80 %, или увеличить время сканирования (возрастает произведение мАс).

Алгоритм реконструкции изображений

Спиральная компьютерная томография имеет дополнительное преимущество: в процессе восстановления изображения большинство данных не измеряются фактически в конкретном срезе. Взамен этого, измерения, полученные за пределами этого среза, интерполируются с большинством значений вблизи среза и становятся данными, закрепленными за этим срезом. Другими словами: результаты обработки данных вблизи среза являются более важными для восстановления изображения конкретного сечения.

Из этого следует интересный феномен. Доза пациента (в мГр) определяется как мАс за вращение, разделенное на шаг спирали, а доза на одно изображение приравнивается к мАс за вращение без учета шага спирали. Если, например, выставлены настройки 150 мАс за вращение с шагом спирали 1,5, то доза пациента составляет 100 мАс, а доза, приходящаяся на изображение, - 150 мАс. Поэтому использование спиральной технологии может улучшить контрастное разрешение выбором высокого значения мАс. При этом появляется возможность увеличить контрастность изображения, тканевое разрешение (четкость изображения) за счет уменьшения толщины среза и подобрать такой шаг и длину интервала спирали, чтобы доза пациента уменьшалась! Таким образом, большое количество срезов может быть получено без увеличения дозы или нагрузки на рентгеновскую трубку.

Эта технология особенно важна при преобразовании полученных данных в 2-мерные (сагиттальную, криволинейную, корональную) или 3-мерные реконструкции.

Данные измерений от детекторов пропускаются, профайл за профайлом, к электронной части детектора как электрические сигналы, соответствующие фактическому ослаблению рентгеновского излучения. Электрические сигналы оцифровываются и затем пересылаются на видеопроцессор. На этом этапе реконструкции изображения используется метод «конвейера», состоящий из предварительной обработки, фильтрации и обратного проектирования.

Предварительная обработка включает все исправления, произведенные для подготовки полученных данных для восстановления изображения. Например, исправление темнового тока, выходного сигнала, калибровки, коррекция дорожек, увеличение жесткости излучения и др. Эти корректировки выполняются для уменьшения вариаций в работе трубки и детекторов.

Фильтрация использует отрицательные величины для коррекции размазывания изображения, присущего обратному проектированию. Если, например, сканируется цилиндрический водный фантом, который воссоздается без фильтрации, края его окажутся крайне расплывчатыми. Что произойдет, когда восемь профайлов ослабления накладываются друг на друга для восстановления изображения? Так как некоторая часть цилиндра измеряется двумя совмещенными профайлами, вместо реального цилиндра получается звездчатое изображение. Вводя отрицательные величины за пределами положительной составляющей профайлов ослабления, удается достичь того, что края этого цилиндра становятся четкими.

Обратное проектирование перераспределяет данные свернутого скана в 2-мерную матрицу изображения, отображая порченные срезы. Это выполняется, профайл за профайлом, до завершения процесса воссоздания образа. Матрицу изображения можно представить в виде шахматной доски, но состоящей из 512 x 512 или 1024 х 1024 элементов, обычно называемых «пикселями». В результате обратного проектирования каждому пикселю в точности соответствует заданная плотность, которая на экране монитора имеет различные оттенки серого цвета, от светлого до темного. Чем светлее участок экрана, тем выше плотность ткани в пределах пикселя (например, костные структуры).

Влияние напряжения (кВ)

Когда исследуемая анатомическая область характеризуется высокой поглощающей способностью (например, КТ головы, плечевого пояса, грудного или поясничного отделов позвоночника, таза или просто полного пациента), целесообразно использовать повышенное напряжение или, взамен этого, более высокие значения мА. При выборе высокого напряжения на рентгеновской трубке, вы увеличиваете жесткость рентгеновского излучения. Соответственно, рентгеновские лучи гораздо легче проникают через анатомическую область с высокой поглощающей способностью. Положительной стороной этого процесса является снижение низкоэнергетических компонентов излучения, которые поглощаются тканями пациента, не влияя на получение изображения. Для обследования детей и при отслеживании болюса KB может быть целесообразным использование более низкого напряжения, чем в стандартных установках.

Сила тока трубки (мАс)

Сила тока, измеряемая в миллиампер-секундах (мАс), также оказывает влияние на дозу облучения, получаемую пациентом. Крупному больному для получения качественного изображения требуется увеличение силы тока трубки. Таким образом, более тучный пациент получает большую дозу облучения, чем, например, ребенок с заметно меньшими размерами тела.

Области с костными структурами, которые больше поглощают и рассеивают излучение, такие как плечевой пояс и таз, нуждаются в большей силе тока трубки, чем, например, шея, брюшная полость худощавого человека или ноги. Эта зависимость активно используется при защите от облучения.

Время сканирования

Следует выбрать максимально короткое время сканирования, особенно при исследовании брюшной полости и грудной клетки, где сокращения сердца и перистальтика кишечника могут ухудшить качество изображения. Качество КТ-исследования также улучшается при снижении вероятности непроизвольных движений пациента. С другой стороны, может возникать необходимость более длительного сканирования для сбора достаточного количества данных и максимального пространственного разрешения. Иногда выбор продленного времени сканирования со снижением силы тока используется сознательно с целью продления срока эксплуатации рентгеновской трубки.

Трехмерная реконструкция

В связи с тем, что при спиральной томографии собирается объем данных для целой области тела пациента, визуализация переломов и кровеносных сосудов заметно улучшилась. Применяют несколько различных методов трехмерной реконструкции:

Проекция максимальной интенсивности (Maximal Intensity Projection), MIP

MIP - это математический метод, посредством которого из двухмерного или трехмерного набора данных извлекаются гиперинтенсивные воксели. Воксели выбираются из набора данных, полученных иод различными углами, и затем проецируются как двухмерные изображения. Трехмерный эффект получают изменением угла проецирования с малым шагом, и затем, визуализируя восстановленное изображение в быстрой последовательности (т. е. в динамическом режиме просмотра). Этот метод часто используется при исследовании кровеносных сосудов с контрастным усилением.

Мультипланарная реконструкция (Multiplanar Reconstruction), MPR

Эта методика делает возможной реконструкцию изображения в любой проекции, будь то корональная, сагиттальная или криволинейная. MPR является ценным инструментом в диагностике переломов и в ортопедии. Например, традиционные аксиальные срезы не всегда дают полную информацию о переломах. Тончайший перелом без смещения отломков и нарушения кортикальной пластинки может быть более эффективно обнаружен с помощью MPR.

Трехмерная реконструкция затененных поверхностей (Surface Shaded Display), SSD

Этот метод воссоздает поверхность органа или кости, определенную выше заданного порога в единицах Хаунсфилда. Выбор угла изображения, так же как местоположение гипотетического источника света, является ключевым фактором для получения оптимальной реконструкции (компьютер вычисляет и удаляет с изображения участки затенения). На поверхности кости четко виден перелом дистальной части лучевой кости, продемонстрированный с помощью MPR.

Трехмерная SSD также используется при планировании хирургического вмешательства, как в случае травматического перелома позвоночника. Меняя угол изображения, легко обнаружить компрессионный перелом грудного отдела позвоночника и оценить состояние межпозвоночных отверстий. Последние можно исследовать в нескольких различных проекциях. На сагиттальной МПР виден костный фрагмент, который смещается в спинномозговой канал.

Основные правила чтения компьютерных томограмм

Анатомическая ориентация

Изображение на мониторе - не просто 2-мерное отображение анатомических структур, оно содержит данные о средней величине поглощения тканями рентгеновского излучения, представленное матрицей, состоящей из 512 x 512 элементов (пикселей). Срез имеет определенную толщину (d S) и представляет собой сумму кубовидных элементов (вокселей) одинакового размера, объединенных в матрицу. Эта техническая особенность лежит в основе эффекта частного объема, объясняемого ниже. Получаемые изображения обычно представляют собой вид снизу (с каудальной стороны). Поэтому правая сторона пациента находится на изображении слева и наоборот. Например, печень, расположенная в правой половине брюшной полости, представлена на левой стороне изображения. А органы, расположенные слева, такие как желудок и селезенка, видны на картинке справа. Передняя поверхность тела, в данном случае представленная передней брюшной стенкой, определяется в верхней части изображения, а задняя поверхность с позвоночником - снизу. Тот же принцип формирования изображения используется при традиционной рентгенографии.

Эффекты частного объема

Рентгенолог сам устанавливает толщину среза (d S). Для исследования грудной и брюшной полостей обычно выбирают 8 - 10 мм, а для черепа, позвоночника, глазниц и пирамид височных костей - 2 - 5 мм. Поэтому структуры могут занимать всю толщину среза или только часть ее. Интенсивность окраски вокселя по серой шкале зависит от среднего коэффициента ослабления для всех его компонентов. Если структура имеет одинаковую форму по всей толщине среза, она будет выглядеть четко очерченной, как в случае брюшной аорты и нижней полой вены.

Эффект частного объема возникает, когда структура занимает не всю толщину среза. Например, если срез включает только часть тела позвонка и часть диска, то их контуры оказываются нечеткими. То же самое наблюдается, когда орган суживается внутри среза. Это является причиной плохой четкости полюсов почки, контуров желчного и мочевого пузыря.

Различие между узловыми и трубчатыми структурами

Важно уметь отличать увеличенные и патологически измененные ЛУ от сосудов и мышц, попавших в поперечное сечение. Сделать это только по одному сечению бывает очень сложно, потому что эти структуры имеют одинаковую плотность (и одинаковый оттенок серого). Поэтому следует всегда анализировать соседние срезы, расположенные краниальнее и каудальнее. Уточнив, на скольких срезах видна данная структура, можно решить дилемму, видим ли мы увеличенный узел или более-менее длинную трубчатую структуру: лимфоузелбудет определяться только на одном - двух срезах и не визуализируется на соседних. Аорта, нижняя полая венаи мышцы, например, пояснично-подвздошная, видны на протяжении серии кранио-каудальных изображений.

Если возникло подозрение на увеличенное узловое образование на одном срезе, то врачу следует немедленно сравнить соседние сечения, чтобы четко определить, не является ли это «образование» просто сосудом или мышцей в поперечном сечении. Такая тактика хороша и тем, что дает возможность быстро установить эффект частного объема.

Денситометрия (измерение плотности тканей)

Если не известно, например, является ли жидкость, найденная в плевральной полости, выпотом или кровью, измерение ее плотности облегчает дифференциальный диагноз. Точно так же, денситометрию можно применить при очаговых образованиях в паренхиме печени или почек. Однако не рекомендуется делать заключение на основании оценки одиночного вокселя, т. к. подобные измерения малодостоверны. Для большей надежности следует расширить «область интереса», состоящую из нескольких вокселей в очаговом образовании, какой-либо структуре или объеме жидкости. Компьютер рассчитывает среднюю плотность и величину стандартного отклонения.

Следует быть особенно внимательным и не упустить артефакты увеличения жесткости излучения или эффекты частного объема. Если образование распространяется не на всю толщину среза, то измерение плотности включает в себя соседствующие с ним структуры. Плотность образования будет измерена корректно, только если оно заполняет всю толщину среза (d S). В этом случае более вероятно, что измерения будут затрагивать само образование, а не соседние структуры. Если ds больше, чем диаметр образования, например, очаг маленьких размеров, это приведет к проявлению эффекта частного объема на любом уровне сканирования.

Уровни плотности различных типов тканей

Современные аппараты способны охватить 4096 оттенков серой шкалы, которыми представлены различные уровни плотности в единицах Хаунсфилда (HU). Плотность воды произвольно была принята за 0 HU, а воздуха за - 1000 HU. Экран монитора может отображать максимум 256 оттенков серого. Однако человеческий глаз способен различить только около 20. Поскольку спектр плотностей тканей человека простирается шире, чем эти довольно узкие рамки, можно выбрать и отрегулировать окно изображения таким образом, чтобы были видны только ткани требуемого диапазона плотности.

Средний уровень плотности окна необходимо установить как можно ближе к уровню плотности исследуемых тканей. Легкое, из-за повышенной воздушности, лучше исследовать в окне с настройками низкого значения HU, тогда как для костной ткани уровень окна следует значительно повысить. От ширины окна зависит контрастность изображения: суженное окно более контрастно, поскольку 20 оттенков серого перекрывают только малую часть шкалы плотностей.

Важно отметить, что уровень плотности почти всех паренхиматозных органов находится в пределах узких границ между 10 и 90 HU. Исключением являются легкие, поэтому, как было указано выше, необходимо установить специальные параметры окна. В отношении кровоизлияний следует принять в расчет, что уровень плотности недавно свернувшейся крови примерно на 30 HU выше, чем свежей крови. Затем уровень плотности снова падает в участках старого кровоизлияния и в зонах лизиса тромбов. Экссудат с содержанием белка более 30 г/л нелегко отличить от транссудата (с содержанием белка ниже 30 г/л) при стандартных настройках окна. В дополнение следует сказать, что высокая степень совпадения плотностей, например, у лимфоузлов, селезенки, мышц и поджелудочной железы, делает невозможным установить принадлежность ткани только на основании оценки плотности.

В заключение следует отметить, что обычные значения плотностей тканей также индивидуальны у разных людей и меняются под влиянием контрастных препаратов в циркулирующей крови и в органе. Последний аспект имеет особое значение для исследования мочеполовой системы и касается в/в введения КВ. При этом контрастный препарат быстро начинает выделяться почками, что приводит к повышению плотности паренхимы почек во время сканирования. Этот эффект можно использовать для оценки функции почек.

Документирование исследований в различных окнах

Когда изображение получено, для документирования исследования необходимо перенести снимок на пленку (сделать твердую копию). Например, при оценке состояния средостения и мягких тканей грудной клетки устанавливается такое окно, что мышцы и жировая ткань четко визуализируются оттенками серого цвета. При этом используется мягко-тканное окно с центром на 50 HU и шириной 350 HU. В результате серым цветом представлены ткани плотностью от -125 HU (50-350/2) до +225 HU (50+350/2). Все ткани с плотностью ниже чем -125 HU, такие как легкое, выглядят черными. Ткани с плотностью выше +225 HU - белыми, а их внутренняя структура не дифференцируется.

Если необходимо исследовать паренхиму легких, например, когда исключают узловые образования, центр окна должен быть снижен до -200 HU, а ширина увеличена (2000 HU). При использовании данного окна (легочное окно), лучше дифференцируются структуры лёгкого с низкой плотностью.

Для достижения максимальной контрастности между серым и белым веществом головного мозга следует выбрать специальное мозговое окно. Так как плотности серого и белого вещества различаются незначительно, мягкотканное окно должно быть очень узким (80 - 100 HU) и высококонтрастным, а его центр должен находиться в середине значений плотности мозговой ткани (35 HU). При таких установках невозможно исследовать кости черепа, т. к. все структуры плотнее 75 - 85 HU выглядят белыми. Поэтому центр и ширина костного окна должны быть значительно выше - около +300 HU и 1500 HU, соответственно. Метастазы в затылочной кости визуализируются только при использовании костного. но не мозгового окна. С другой стороны, головной мозг практически не виден в костном окне, поэтому небольшие метастазы в веществе мозга будут незаметны. Следуем всегда помнить эти технические детали, т. к. на пленку в большинстве случаев не переносят изображения во всех окнах. Врач, проводящий исследование, просматривает изображения на экране во всех окнах, чтобы не пропустить важные признаки патологии.

Метод компьютерной томографии позволяет послойно исследовать ткани и органы человеческого организма без повреждения целостности кожных покровов. Сравнивая его с другими видами обследований, нужно отметить безболезненность и высокую достоверность полученных данных, которыми может оперировать в дальнейшем специалист.

Что за процедура КТ (компьютерная томография)

Обследование с помощью компьютерной томографии заключается в пропускании рентгеновских лучей сквозь ткани. Лучи фиксируются сверхчувствительными датчиками, затем программное обеспечение переводит полученные данные КТ-исследования в цифровой формат и обеспечивает дальнейшую расшифровку и обработку.

Современный томограф – сложноустроенный комплекс, сочетающий механические детали и компьютерную часть.

Томограмма – результат обработки нескольких сканирований одного и того же участка тела, выполненных под различными углами. Длительность воздействия рентгеновских лучей на один участок не должна превышать 3 секунд.

Детекторы, фиксирующие излучение, постоянно обновляются и совершенствуются с целью получения точной картинки за наименьший промежуток воздействия.

Возможности современного оборудования позволяют получить предельно четкое графическое изображение, увеличить его при необходимости для детального изучения. Анализ КТ проводит специалист.

Виды компьютерной томографии

Спиральная томография – что это?

Во время проведения спиральной КТ одновременно совершают вращательные движения два предмета: трубка, генерирующая рентгеновские лучи, и стол, на котором лежит пациент.

Таким образом, траектория лучей имеет форму спирали – отсюда название метода. Скорость поступательного движения стола может меняться в зависимости от поставленной задачи.

Что показывает мультисрезовая (многослойная) КТ?

В отличие от спиральной, при мультисрезовой КТ датчики, принимающие рентгеновское излучение, располагаются в несколько рядов. Объемный пучок позволяет получать с помощью современных томографов 3D-изображение и контролировать процессы, протекающие в органах, в реальном времени.

Один оборот рентгеновской трубки позволяет исследовать мозг или сердце целиком, значительно снижая дозу облучения и количество времени, необходимого для проведения процедуры.

Время для сканирования (а, значит, и дозу облучения) позволяет уменьшить одновременное использование двух источников лучей. Каждая из трубок работает независимо от другой. Этот способ наиболее благоприятен для изучения сердца.

Диагностика с контрастным усилением

Контрастное вещество, содержащее йод, используется при проведении компьютерной томографии для разделения органов, расположенных очень близко друг к другу и дифференциации здоровых и патологических тканей.

Для обследования полых органов ЖКТ контрастное вещество принимают перорально, в остальных случаях – вводят внутривенно:

с помощью шприца, если не важна скорость подачи вещества;
болюсно, аппаратным методом, если необходимо контролировать скорость и интенсивность поступления контрагента.

Кому показана КТ

В качестве исследования, входящего в комплекс мер для установления причины недомогания, КТ применяют при травмах и ушибах головы, помутнении сознания (без обморочных состояний), мигренях, а так же для обследования легких при подозрении на онкологию.

При угрозе жизни компьютерная томограмма позволяет диагностировать целостность кровеносных сосудов, инсультное состояние, обследовать пациента при тяжелых травмах, возможных патологиях внутренних органов.

Применяется КТ в ходе лечения для контроля происходящих процессов и при плановых обследованиях.

Для забора цитологии или гистологи томограмма может использоваться в качестве дополнительного метода.

Противопоказания

Метод имеет ряд противопоказаний:

Избыточная масса тела, размеры тела, не позволяющие использовать томограф.
Беременность.
Аллергия на контрастное вещество (при контрастном методе).
Почечная недостаточность.
Эндокринные нарушения ( , заболевания ).
Патологии костного мозга.

Подготовка к компьютерной томографии

В большинстве случаев никакой специальной подготовки для проведения томографии не требуется (речь идет о спиральной и многослойной КТ).

Для использования контрастного метода при исследовании органов брюшной полости и малого таза, почек, необходимо принять накануне раствор урографина. Точные рекомендации можно получить на консультации у специалиста.

В каких случаях назначают и что показывает КТ

В результате обследования врач видит наличие патологических процессов, очагов воспаления, образование опухолей, кист, уплотнений, изменение формы и структуры тканей.

КТ головного мозга

КТ головного мозга точно указывает наличие и местоположение инородных структур, новообразований, в том числе, злокачественных, повреждений кровеносных сосудов и кровоизлияний.

С помощью графического изображения врач определяет уплотнение структуры тканей или снижение их плотности. Новообразования, кисты, тромбы, бляшки определяют с помощью контрастного вещества.

КТ головного мозга назначают при наличии симптомов нарушения мозговой деятельности – ухудшении внимания и памяти, неврологических нарушениях, повышенном ВЧД, травмах головы, навязчивых .

КТ легких и грудной клетки

При заболевании легких – туберкулезная инфекция, пневмония, злокачественные новообразования становятся показанием для назначения КТ легких. Ее проводят в двух режимах:

Исследуют строение, состояние и положение легких, бронхов, дыхательных путей, сосудов;
Помимо легких, в поле зрения попадают сердце, кровеносные сосуды (аорта, верхняя полая вена, легочная артерия), лимфатические грудные узлы.

Развернутым вариантом обследования легких становится КТ грудной клетки .

Трехмерное графическое изображение позволяет на ранних стадиях диагностировать:

новообразования,
метастазы в грудной клетке,
определить локализацию туберкулезных очагов,
дифференцировать аневризму и убедиться в целостности сосудов,
следить за результативностью назначенного лечения в ходе длительной терапии тяжелых заболеваний.

КТ носа и носовых пазух

Перед проведением ринопластики и после полученных серьезных травм носа необходима КТ носа и носовых пазух . С ее помощью исключается возможность наличия очагов воспаления в придаточных пазухах.

КТ спины, почек

Наличие опухолей, конкрементов, врожденных патологий развития почек, кист определяет КТ. Ее назначают при получении травм спины и почек.

КТ челюстей и зубов

Накануне серьезных вмешательств, операций на зубах делают КТ зубов и челюсти . С ее помощью врач оценивает состояние здоровья ротовой полости, локализацию очагов воспаления, состояние костной ткани.