Половина. Физикотехнические основы рентгенологии. Методы исследования. Принцип искусственного контрастирования
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
Тема: Рентгеновская компьютерная томография. Магнитно-резонансная томография. Ангиография. Рентгеновская компьютерная томография (РКТ) – это послойное рентгенологическое исследование объекта с помощью компьютерной реконструкции изображения, получаемого при круговом сканировании объекта узким пучком рентгеновского излучения. Основы метода были разработаны физиком А. Кормаком (ЮАР, Кейптаунская больница), который в 1963г. опубликовал статью о возможности компьютерной реконструкции изображения мозга. Через 7 лет этим вопросом серьезно занялась группа английских инженеров под руководством Г. Хаунсфилда, и уже в 1972г. впервые в клинической практике была выполнена компьютерная томография (КТ) женщине с опухолью головного мозга. Именно возможность визуализации структуры головного мозга стала визитной карточкой метода, и расширение его диагностических возможностей произошло несколько позднее. В 1979г. А. Кормаку и Г. Хаунсфилду была присуждена Нобелевская премия. Компьютерный томограф – это сложное устройство, требующее для своего размещения значительные площади и специальное оборудование помещения. Принцип работы томографа заключается в том, что узкий пучок рентгеновского излучения сканирует человеческое тело по окружности, перпендикулярно длинной оси тела. Толщина пучка может меняться от 1 до 10мм. Проходя через ткани, излучение ослабляется соответственно плотности и атомному составу этих тканей. Проходящий через тело пациента пучок рентгеновских лучей фиксируется, в отличие от рутинной рентгенографии, не пленкой, а специальной системой детекторов (их количество может достигать нескольких тысяч), преобразующих энергию излучения в электрические сигналы. В качестве детекторов используются кристаллы йодида натрия или полые камеры, наполненные сжатым ксеноном. Чувствительность детекторов компьютерного томографа в регистрации степени ослабления рентгеновского излучения в 100 раз превышает чувствительность рентгеновской пленки. Таким образом, получаемое при КТ изображение является не аналоговым, как в случае с традиционной рентгенографией, а цифровым. Вращаясь вокруг пациента, рентгеновский излучатель сканирует его тело под разными углами, проходя в общей сложности 360°. К концу одного полного оборота в памяти компьютера оказываются зафиксированными все сигналы от всех детекторов, на основании которых с помощью компьютерной обработки строится плоскостное изображение – срез. Учитывая, что срез имеет определенную толщину, изображение, получаемое при КТ, состоит не из «квадратиков» - пикселов (единиц плоскостного изображения), а из вокселов — «кубиков» (единиц объемного изображения). Участки среза, сильно ослабляющие рентгеновское излучение, выглядят яркими, белыми или светлыми, а участки, пропускающие рентгеновские лучи, — черными или темными. Стандартное программное обеспечение томографа позволяет не только получить тонкий срез исследуемой области, но и произвести масштабирование полученного изображения, выделить зоны интереса, провести измерение величин интересующих объектов. Принципиально важным является возможность получения точной количественной характеристики условной плотности тканей, измеряемой в единицах Хаунсфилда. За нулевую отметку принята плотность воды. Плотность воздуха составляет —1000, плотность кости составляет +1000. Остальные ткани человеческого тела занимают промежуточное положение, в большинстве случаев их плотность колеблется от 0 до 200-300 единиц по шкале Хаунсфилда. Естественно, весь диапазон плотностей одномоментно отобразить ни на пленке, ни на дисплее невозможно, поэтому во время исследования врач сам выбирает ограниченный диапазон на шкале Хаунсфилда — «окно», величина которого составляет несколько десятков единиц. Выбирается это «окно» в зависимости от планируемой зоны осмотра и предполагаемой патологии. При проведении КТ не ограничиваются получением одного среза. Выполняется пошаговая серия срезов на расстоянии 3-10 м друг от друга в зависимости от области предполагаемой патологии. Современные компьютерные томографы оснащены мощным программным обеспечением и по совокупности полученных срезов могут воссоздать ЗD-реконструкцию выбранного объекта. Это существенно облегчает работу врача по трактовке полученного изображения, особенно когда зона интереса имеет большую протяженность. Также ЗD-реконструкция объекта позволяет специалистам смежных специальностей (в первую очередь челюстно-лицевым хирургам) получить представление о пространственном взаиморасположении исследуемых объектов. Безусловно, проведение КТ, получение множества срезов требует определенного времени и техническое совершенствование аппаратов заключается в том числе и в стремлении уменьшить продолжительность исследования. Это позволяют делать так называемые мультислайсные томограммы, когда одномоментно получают несколько параллельных срезов — от 2 до 64, в зависимости от разновидности прибора. Еще одной разновидностью КТ является спиральная компьютерная томография (СКТ), когда вращение системы трубка-детектор и перемещение тела пациента внутри этой системы происходит одновременно и непрерывно, в результате рентгеновский луч движется через тело пациента по спирали. Это позволяет значительно сократить время обследования, снизить лучевую нагрузку и получать более качественные реконструкции изображений как в различных плоскостях, так и в ЗD-варианте. Основные термины, используемые при описании исследования: - гиперденсный — участок, обладающий высокой способностью поглощать рентгеновские лучи, выглядит белым (светлым), например, кость, свежая кровь; - гиподенсный — участок, свободно пропускающий рентгеновские лучи, выглядит темным (черным). Например, газ, ликвор, область отека; - изоденсный — участок со средней способностью поглощать рентгеновские лучи. Например, мышечная ткань. Преимущества КТ: — позволяет визуализировать любые внутренние органы человеческого тела, оценивать кровоснабжение органов; — отсутствие суперпозиционности; - высокое контрастное разрешение; — позволяет получать ЗD-изображения зоны интереса. Противопоказания к проведению исследования: — крайне тяжелое состояние пациента; — беременность. Магнитно-резонансная томография (МРТ). В 1946г. группы исследователей в Стэндфордском и Гарвардском университетах независимо друг от друга открыли явление, которое было названо ядерно-магнитным резонансом (ЯМР). Суть его состояла в том, что ядра некоторых атомов, находясь в магнитном поле, под действием внешнего электромагнитного поля способны поглощать энергию, а затем испускать ее в виде радиосигнала. За это открытие F. Bloch и Е. Рurcell в 1952г. были удостоены Нобелевской премии. Основными компонентами магнитно-резонансного (МР) томографа являются сильный магнит, радиопередатчик, приемная радиочастотная катушка и компьютер. Внутренняя часть магнита часто сделана в форме туннеля, достаточно большого для размещения внутри него взрослого человека. МРТ основана на способности ядер некоторых атомов вести себя как магнитные диполи. Этим свойством обладают ядра, которые содержат нечетное количество нуклонов. Современные МР-томографы «настроены» на ядра водорода, т. е. на протоны. Будучи помещенными в постоянное магнитное поле, протоны «упорядочиваются», ориентируясь в зависимости от полярности магнита, когда же на них дополнительно воздействуют переменным магнитным полем, частота которого равна частоте перехода между энергетическими уровнями протонов, то они переходят в вышележащее по энергии квантовое состояние – происходит резонансное поглощение магнитного поля. При прекращении воздействия переменного магнитного поля возникает резонансное выделение энергии — протоны возвращаются на исходный энергетический уровень с выделением энергии «релаксации». МР-томографы по мощности различаются в зависимости от напряженности статического магнитного поля. Различают томографы с ультраслабым магнитным полем — до 0,02 тесла (Т), со слабым полем — 0,1-0,5 Т, средним полем — от 0,5 до 1 Т, с сильным полем — свыше 1 Т. Аппараты с магнитным полем 0,5 Т и выше требуют специальных условий функционирования, в частности охлаждения жидким гелием. Такие высокопольные магниты требуют особых условий размещения: для них требуются отдельные помещения, тщательно экранированные от внешних магнитных и радиочастотных полей: кабинет, в котором размещается томограф, помещают в специальную металлическую клетку (клетка Фарадея), поверх которой уже наносится отделочный материал: стены, пол, потолок. МР-характеристиками исследуемого объекта служат: 1) плотность протонов, которая зависит от их количества в исследуемой среде. Больше всего протонов содержится в воде, составляющей основу человеческого тела, поэтому протонную плотность иногда называют плотностью по воде; 2) время Т1 — спин-решетчатая (продольная) релаксация; 3) время Т2 — спин-спиновая (поперечная) релаксация. Времена Т1 и Т2 зависят от многих факторов (молекулярная струк¬тура вещества, вязкость, температура и пр.). На МР-томограммах отчетливо видны головной и спинной мозг, глазные яблоки, зрительные нервы, крупные и средние сосуды, полости и слизистые оболочки придаточных пазух, носа, носоглотки, мышцы, жировая клетчатка, суставы. Основные термины, используемые при описании исследования: - гиперинтенсивный — сигнал от тканей с высокой протонной плотностью (жир, метгемоглобин, жидкость в Т2-режиме), на экране выглядит светлым или белым; - гипоинтенсивный — сигнал от тканей с низкой протонной плотностью (воздух, компактная кость, жидкость в Т1 режиме), на экране выглядит темным или черным. Преимущества МРТ: - неинвазивность; - отсутствие лучевой нагрузки; — естественная контрастность от движущей крови; - высокая дифференциация мягких тканей. Ограничения: — высокая стоимость; — необходимость в течение относительно долгого времени (около 20-30 мин) лежать совершенно неподвижно, дети младшего возраста нуждаются в медикаментозной седации. Абсолютные противопоказания. — кардиостимуляторы; — ферромагнитные или электронные имплантаты среднего уха; — кровоостанавливающие клипсы сосудов головного мозга. Относительные противопоказания. — прочие стимуляторы (инсулиновые насосы, нейростимуляторы); — неферромагнитные имплантаты внутреннего уха, протезы клапанов сердца; — кровоостанавливающие клипсы прочей локализации; — клаустрофобия; — I триместр беременности. Тема: Комплексная лучевая диагностика в урологии и нефрологии. Методы лучевой диагностики в уронефрологии: Трансабдоминальное ультразвуковое исследование (ТАУЗИ); Трансректальное ультразвуковое исследование (ТРУЗИ); Магнитно-резонансная томография (МРТ); Компьютерная томография (КТ); Рентгенологические методы; Радионуклидная диагностика. Показания к УЗИ: Воспалительные заболевания почек; Конкременты почек и мочевого пузыря; Объемные образования мочеполовой системы; Заболевания мочевого пузыря (воспалительные и опухолевые); Исследование предстательной железы (воспалительный процесс, опухоль). УЗИ мочевыделительной системы Для исследования почек, мочевого пузыря используется абдоминальный датчик; для исследования предстательной железы и проксимальной уретры следует применять трансректальный датчик; при исследованияи задней стенки мочевого пузыря у женщин – трансвагинальный датчик. Подготовка пациента к исследованию: Исследование мочевого пузыря и предстательной железы через переднюю стенку живота проводится при наполненном мочевом пузыре. Преимущества УЗИ: Нет лучевой нагрузки; Простота и быстрота исполнения; Возможность многократного повторения; Возможность визуализировать паренхиму, чашечно-лоханочную систему (ЧЛС), сосудистую ножку почки; Возможность дифференцировать структуру образования (кистозное или солидное); УЗ – ангиография оценивает кровоток в органе и выявленном патологическом образовании. Недостатки УЗИ: Не визуализируются мочеточники на всем протяжении; Нет возможности изучить функцию почек; При больших размерах образования не всегда можно точно определить из какого органа оно исходит. Показания к рентгенологическим методам исследования: Подозрение на конкременты мочевыводящих путей; Воспалительные процессы; Объемные образования почек, мочевого пузыря; Нарушение секреторной, экскреторной функции почек. Экскреторная урография – основная рентгенологическая методика исследования мочевыделительной системы, основанная на функциональной способности почек захватывать введенное в кровь рентгеноконтрастное средство, концентрировать его во внутренних полостях почек, а затем выделять с мочой. Сначала производят обзорный снимок (до ведения контрастного средства), на котором можно выявить тени рентгеноконтрастных конкрементов мочевыводящих путей. Затем вводят в/в водорастворимое йодсодержащее контрастное средство (например, урографин, омнипак, ультравист) (20-40 мл в зависимости от массы тела) и производят серию экскреторных урограмм (на 5-7; 15-20; 25-40 минуте). Последний снимок (выполненный через 25-40 минут после введения контрастного вещества) называется нисходящей цистограммой, за это время происходит тугое наполнение мочевого пузыря контрастной мочой (в норме мочевой пузырь имеет у мужчин округлую форму, у женщин – седловидную, четкие, ровные контуры, однородную структуру). Подготовка пациента к экскреторной урографии: В течение 2-3 суток ограничение приема углеводов (черного хлеба, сладостей), овощей, молочных продуктов; Очистительная клизма (утром и вечером); Прием активированного угля. Преимущества экскреторной урографии: Возможность изучения секреторной, экскреторной функции почек; Видны мочеточники; Возможность выполнения ортостатической пробы. Недостатки экскреторной урографии: Лучевая нагрузка на пациента; Использование рентгеноконтрастных препаратов; Не визуализируются рентгенонегативные конкременты; При объемных процессах выявляются только косвенные признаки; Нельзя дифференцировать кисты и солидные образования. Показания к КТ и МРТ: При опухолях для определения распространенности патологического процесса; Для выполнения аортографии (контрастирования почечных сосудов); Для выявления отдаленных метастазов (печень, легкие, кости таза и т.д.). Аномалии развития: Аномалии положения: Дистопии (врожденное ненормальное положение почки): - субдиафрагмальная (уровень отхождения почечной артерии выше тела L1 позвонка; - поясничная (от L2 до бифуркации); - подвздошная (от общих подвздошных артерий); - тазовая (от внутренней подвздошной артерии). Аномалии количества почек: Аплазия – редкая патология, для окончательной диагностики должен быть применен весь комплекс урорентгенологических методов, среди которых наиболее ценным является почечная ангиография; Удвоение почки (полное и неполное) – определяются две ЧЛС с одной стороны; Третья, добавочная почка – крайне редкая аномалия. Аномалии величины почек: Гипоплазия почки – полагают, что почка оказывается недоразвитой вследствие уменьшения калибра почечной артерии; Такая почка вырабатывает мочу, но в уменьшенном объеме; Нужно дифференцировать со вторично сморщенной почкой. Аномалии взаимоотношения почек: Симметричное сращение: - подковообразная почка (почки срастаются нижними полюсами). Асимметричное сращение: - L-образная почка; - S-образная почка. У пациентов с подозрением на нефроптоз почек производится ортостатическая проба. Ортостатическая проба: Все экскреторные урограммы выполняются в горизонтальном положении пациента; При проведении ортостатической пробы хотя бы один из снимков должен быть выполнен в положении стоя; Расположение почек изменяется при смене положения тела, но в норме в пределах 2 см, если выявлено большее смещение говорят о нефроптозе. Трансректальное ультразвуковое исследование (ТРУЗИ). ТРУЗИ получило широкое распространение в диагностике заболеваний предстательной железы, как наиболее экономичный, простой и в то же время достоверный скрининговый метод визуализации. Из-за высокой информативности, неинвазивности и отсутствия лучевой нагрузки возможно его многократное повторение. Многие годы считалось, что для рака предстательной железы (РПЖ) характерным ультразвуковым признаком являлось наличие гипоэхогенных узловых элементов, локализующихся в периферических отделах предстательной железы. Однако позже было установлено, что подобная картина может наблюдаться и при заболеваниях неопухолевой природы (доброкачественной гиперплазии, простатите, туберкулезе); а также то, что опухолевые элементы могут иметь различную эхогенность. Для доброкачественных образований предстательной железы характерно наличие узловых образований, чаще в центральных отделах, контуры патологических узлов – четкие, ровные. При использовании цветового, энергетического допплеровского картирования для злокачественного процесса характерно нарушение симметричности кровотока, что проявляется деформацией, дезинтеграцией сосудистого рисунка. При этом можно определить васкуляризацию выявленных патологических элементов, которые чаще всего бывают гиперваскулярны. При аденоме предстательной железы отмечается симметричность кровотока, узловые образования аваскулярны. Кроме того, в настоящее время трансректальную биопсию предстательной железы выполняют под ультразвуковым контролем. При этом имеется возможность осуществления контроля за продвижением иглы при выполнении пункционной биопсии. Также ТРУЗИ может быть использовано для изучения отдаленных результатов лечения злокачественного поражения предстательной железы. Трансабдоминальное ультразвуковое исследование (ТАУЗИ). Несмотря на низкую информативность трансабдоминального сканирования при изучении структуры простаты, эта методика позволяет решить ряд важнейших диагностических задач: осмотр верхних мочевых путей, мочевого пузыря, определение объема остаточной мочи, оценка состояния региональных лимфатических коллекторов, оценка состояния парааортальных и паракавальных лимфатических узлов, исследование печени на наличие очаговых изменений. Магнитно-резонансная томография (МРТ). Если ультразвуковой метод позволяет более точно дифференцировать патологические изменения структуры предстательной железы, то МРТ в большей степени выявляет экстракапсулярное распространение патологического процесса. Также позволяет оценить вовлечение в патологический процесс таких органов мишеней, как кости таза, в лучшей степени оценить состояние регионарных лимфатических узлов. При МРТ на Т1 ВИ изучается анатомия предстательной железы, а на Т2 ВИ оценивается структура органа. Для злокачественного поражения предстательной железы характерными МР-признаками являются наличие гипоинтенсивных узловых элементов, локализующихся в периферических отделах простаты. С целью повышения точности диагностики и оценки динамики состояния при проведении лечения РПЖ на современном этапе применяется МРТ с оценкой динамики накопления контрастного препарата. Динамическая МРТ наряду с обладанием всеми преимуществами рутинной МРТ, позволяет быстро и эффективно получить наиболее полную информацию о состоянии предстательной железы, окружающих тканей и органов, а также при необходимости использовать ее ретроспективно в полном объеме. При динамическом контрастном усилении РПЖ характеризуется однородным быстрым и ранним накоплением контрастирующего препарата (к 10-15 секунде) и постепенным его вымыванием за следующие 10-15 секунд. Доброкачественные изменения, напротив, имеют неоднородное (в случае ДГПЖ) медленное и длительное накопление препарата с длительной фиксацией его в ткани. Радионуклидная диагностика широко используется в уронефрологии. Внутривенно вводится РФП, затем захватывается паренхимой почек, при этом мы можем изучить концентрационную и экскреторную функции почек (динамическая реносцинтиграфия). При раке предстательной железы, почки назначается остеосцинтиграфия, для диагностирования метастазов в кости скелета. Острый пиелонефрит выявляется по клиническим данным, а также с помощью УЗИ (отмечается увеличение размеров почек, понижается эхогенность органа и др.). Хронический пиелонефрит на экскреторных урограммах проявляется деформацией ЧЛС (уплощение сводов чаш), гипотонией (умеренное расширение ЧЛС). Цистит при УЗИ диагностируется в случае утолщения стенки мочевого пузыря более 5 мм, при этом в пузыре может быть неоднородное содержимое (взвесь). Объемные образования проявляются на рентгенограммах дефектом наполнения, при этом доброкачественные образования имеют четкие ровные контуры, злокачественные – нечеткие, неровные. При УЗИ выявляются гипер-, гипо-, изо- или анэхогенные образования. Кисты имеют анэхогенную структуру. В режиме цветового доплеровского картирования злокачественные образования имеют гиперваскуляризацию (сосудистую неосеть). На экскреторных урограммах можно выявить тень патологического образования, деформацию ЧЛС объемным процессом. При опухолях показано выполнение КТ или МРТ. При этом можно определить объемное образование, распространенность патологического процесса. |