Медицинская радиология. Л. Д. Линденбратена защищено 20 докторских и кандидатских диссертаций
 Скачать 10.64 Mb.
|
|
лучевой диагностики С каждым шагом методики вперед мы как бы поднимаемся ступенью выше, с которой открывается нам более широкий горизонт, с невидимыми раньше предметами. И.П.Павлов •Меланхолия, атомно-урановая идилия". Сальвадор Дали, 1945 Медицинская диагностика основана на выявлении патологических изменений в органах и системах человека и установлении связи обнаруженного комплекса симптомов с определенным заболеванием. Эта задача не из легких ввиду очень большого числа болезней и крайней вариабельности их проявлений у отдельных больных. Выдающийся русский терапевт С П . Боткин с грустью отмечал, что он был бы рад, если бы ему в % случаев удалось добиться полного совпадения клинического и патологоанатомического диагнозов. С тех пор утекло много воды и диагностика сделала поистине гигантский шаг вперед. Это произошло в первую очередь потому, что врач смог дополнить клинический осмотр больного многочисленными исследованиями, из которых наибольшее значение приобрели лучевые. Существующие методы лучевой диагностики можно сгруппировать следующим образом Рентгенологический метод Радионуклидный метод Магнитно-резонансный метод Ультразвуковой метод. ВЕЛИКИЙ РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД Вдруг стало видимо далеко вовсе концы света. Н.В. Гоголь Рентгенологический метод — это способ изучения строения и функции различных органов и систем, основанный на качественном и количественном анализе пучка рентгеновского излучения, прошедшего через тело человека. Получение рентгеновского изображения Современная рентгеновская установка — сложное техническое устройство. Оно включает элементы телеавтоматики, электроники, компьютерной техники. Многоступенчатая система защиты обеспечивает полную радиационную и электрическую безопасность персонала и обследуемых больных. Рентгенодиагностические аппараты принято делить на универсальные (общего назначения позволяющие производить рентгеновское просвечивание и рентгеновские снимки всех частей тела, и аппараты специального назначения (специализированные Последние предназначены для выполнения рентгенологических исследований в неврологии, стоматологии, урологии, маммологии, ангиологии. Созданы также специализированные аппараты для обследования детей, проведения массовых проверочных исследований (флюорографии, исследований в палатах и операционных. В состав типового рентгенодиагностического аппарата входят питающее устройство, излучатель (рентгеновская трубка, устройство для коллимации пучка, рентгеноэкспонометр и приемники излучения (рис. У некоторых аппаратов имеется дополнительный компьютерный терминал Рнс. II. I. Принципиальная схема рснтгенодиагностической установки — питающее устройство 2 — излучатель (рентгеновская трубка 3 — устройство для коллимации пучка излучения 4 — пациент 5 — отсеивающая решетка 6 — рентгеноэкспонометр; 7 — рентгеновская кассета 8 — рентгеновская пленка в комбинации с усиливающими экранами 9 — электронно-оптический усилитель — люминесцентная пластина для цифровой рентгенографии 11 — дисплей — магнитный накопитель изображений. Рентгеновский аппарат питается от городской сети переменным током напряжением 220 или 380 В. Питающее устройство преобразует это напряжение в высокое — порядка 40—150 кВ. Пульсацию напряжения доводят до минимальной в некоторых аппаратах с высокочастотным генератором это напряжение практически постоянное. От величины напряжения зависит качество рентгеновского пучка, в частности его проникающая способность. Рентгенодиагностический аппарат общего назначения (рис. II.2) включает поворотный стол-штатив, на котором располагается обследуемый. Врач- рентгенолог находится либо поблизости, у экрана монитора, либо в соседнем помещении, если штатив имеет телеметрическое управление. Существуют аппараты, предназначенные только для выполнения рентгенограмм — в рентгеновском кабинете, операционной, палате (рис. II.3). Управлять аппаратом несложно, так как выбор и регулировка технических условий осуществляются, как правило, автоматически с помощью микропроцессорной техники Рис II.2. Ренпенодиашостический аппарат. При прохождении через тело человека пучок рентгеновского излучения ослабевает. Тело человека представляет собой неоднородную среду, поэтому в разных органах излучение поглощается в неодинаковой степени ввиду различной толщины и плотности ткани. При равной толщине слоя излучение сильнее всего поглощается костной тканью, почти в 2 раза меньшее количество его задерживается паренхиматозными органами и свободно проходит через газ, находящийся в легких, желудке, кишечнике. Из изложенного нетрудно сделать простой вывод чем сильнее исследуемый орган поглощает излучение, тем интенсивнее его тень на приемнике излучения, и наоборот, чем больше лучей пройдет через орган, тем прозрачнее будет его изображение. Поясним это положение на примере. На рис. 11.4 представлено изображение органов грудной полости, каким его видит врач на экране рентгеновского дисплея. На изображении четко выделяются ключицы и ребра, поскольку костная ткань задерживает большое количество рентгеновского излучения. Органы средостения — сердце с находящейся в нем кровью, клетчатка, пищевод, лимфатические узлы — поглощают меньше рентгеновского излучения, однако из-за большой общей массы этих органов их тень на рентгенограмме также кажется интенсивной. По бокам от средостения видны светлые легочные поля. Легочная ткань содержит много воздуха и мало мягких тканей в единице объема, поэтому слабее задерживает рентге- 75 Рнс. II.3. Рентгенография с помощью передвижного рентгеновского аппарата Рис. П. Обзорная рентгенограмма органов грудной полости. новское излучение. Таким образом, полученное изображение объективно отразило степень поглощения рентгеновского излучения в разных тканях и органах грудной полости. Искусственное контрастирование органов Обратитесь вновь к рис. И. На нем легко различить изображения сердца и легких, так как они в разной степени поглощают излучение. Они обладают, как принято говорить в рентгенодиагностике естественной контрастностью Однако на снимке неразличимы бронхи, поскольку они, как и легочная ткань, содержат воздух. Невидны также полости сердца, потому что они заполнены кровью, которая задерживает излучение в той же степени, что и сердечная мышца. Для того чтобы получить дифференцированное изображение тканей, примерно одинаково поглощающих излучение, применяют искусственное контрастирование. С этой целью в организм вводят вещества, которые поглощают рентгеновское излучение сильнее или, наоборот, слабее, чем мягкие ткани, и тем самым создают достаточный контраст с исследуемыми органами. Вещества, задерживающие больше излучения чем мягкие ткани, называютреитгенопозитиеными. Они созданы на основе тяжелых элементов - бария или йода. В качестве же рентгеноиегативных контрастных веществ используют газы - закись азота, углекислый газ. Основные требования к рентгеноконтрастным веществам очевидны создание высокой контрастности изображения, безвредность при введении в организм больного, быстрое выведение из организма. Существуют два принципиально различных способа контрастирования органов. Один из них заключается в прямом механическом введении контрастного вещества в полость органа — в пишевод, желудок, кишечник, слезные или слюнные протоки, желчные пути, полость матки, кровеносные сосуды или полости сердца. Второй способ контрастирования основан на способности некоторых органов поглощать из крови введенное в нее контрастное вещество, концентрировать и выделять его. Этот принцип — концентрации и выведения используют при рентгенологическом исследовании мочевыделитель- ной системы и желчных путей. В рентгенологической практике в настоящее время применяют следующие контрастные средства Препараты сульфата бария (BaSO 4 ). Водная взвесь сульфата бария основной препарат для исследования пищеварительного канала. Она нерастворима вводе и пищеварительных соках, безвредна. Применяют в виде суспензии в концентрации 1:1 или более высокой — до 5:1. Для придания препарату дополнительных свойств (замедление оседания твердых частиц бария, повышение прилипаемости к слизистой оболочке) вводную взвесь добавляют химически активные вещества (танин, цитрат натрия, сорбит и др, для увеличения вязкости — желатин, пищевую целлюлозу. Существуют готовые официнальные препараты сульфата бария, отвечающие всем перечисленным требованиям Йодсодержащие растворы органических соединений Это большая группа препаратов, представляющих собой главным образом производные некоторых ароматических кислот — бензойной, адипиновой, фенилпропио- новой и др. Препараты используют для контрастирования кровеносных сосудов и полостей сердца. К ним относятся, например, урографин, тразо- граф, триомбраст и др. Эти препараты выделяются мочевыводящей системой, поэтому могут быть использованы для исследования чашечно-лоха- ночного комплекса почек, мочеточников, мочевого пузыря. В последнее время появилось новое поколение йодсодержащих органических соединений — неионные (сначала мономеры — омнипак, ультравист, затем димеры — йодиксанол, йотролан). Их осмолярность значительно ниже, чем ионных, и приближается к осмолярности плазмы крови (300 моем). Вследствие этого они значительно менее токсичны, чем ионные мономеры. Ряд йодсодержащих препаратов улавливается из крови печенью и выводится с желчью, поэтому их применяют для контрастирования желчных путей. С целью контрастирования желчного пузыря применяют йодистые препараты, всасывающиеся в кишечнике (холевид). 3. Иодированные масла Эти препараты представляют собой эмульсию йодистых соединений в растительных маслах (персиковом, маковом. Они завоевали популярность как средства, используемые при исследовании бронхов, лимфатических сосудов, полости матки, свищевых ходов Особенно хороши ультражидкие йодированные масла (липоидол) которые характеризуются высокой контрастностью и мало раздражают ткани. Иодсодержащие препараты, особенно ионной группы, могут вызывать аллергические реакции и оказывать токсическое воздействие на организм Общие аллергические проявления наблюдаются со стороны кожи и слизистых оболочек (конъюнктивит, ринит, крапивница, отек слизистой оболочки гортани, бронхов, трахеи, сердечно-сосудистой системы (снижение кровяного давления, коллапс, центральной нервной системы (судороги, иногда параличи, почек (нарушение выделительной функции. Указанные реакции обычно преходящи, но могут достигать высокой степени выраженности и даже привести к смертельному исходу. В связи с этим перед введением в кровь йодсодержащих препаратов, особенно высокоосмолярных из ионной группы, необходимо провести биологическую пробу осторожно вливают внутривенно 1 мл рентгеноконтрастного препарата и выжидают мин, внимательно наблюдая за состоянием больного. Лишь в случае отсутствия аллергической реакции вводят основную дозу, которая при разных исследованиях варьирует от 20 до 100 мл. При малейших признаках реакции на введение пробной дозы исследование прекращают. С большой осторожностью прибегают к рентгеноконтрастным исследованиям улиц с аллергическими заболеваниями: бронхиальной астмой, сенной лихорадкой, аллергическим назофаринги- томи др. В рентгеновском кабинете всегда хранятся средства для предотвращения и устранения аллергических и токсических реакций. Еще раз подчеркнем, что благодаря введению в клиническую практику контрастных препаратов неионной группы значительно уменьшились количество и выраженность неблагоприятных реакций. Однако их высокая стоимость пока сдерживает повсеместный переход только на эти рентгеноконтрастные вещества Газы (закись азота, углекислый газ, обычный воздух. Для введения в кровь можно применять только углекислый газ вследствие его высокой растворимости. При введении в полости тела и клетчаточные пространства также во избежание газовой эмболии используют закись азота. В пищеварительный канал допустимо вводить обычный воздух. В некоторых случаях рентгенологическое исследование проводят с двумя рентгеноконтрастными веществами — рентгенопозитивным и рентгено- негативным. Это так называемое двойное контрастирование. Чаще таким приемом пользуются в гастроэнтерологии, когда при исследовании пищеварительной трубки одновременно вводят сульфат бария и воздух. Рентгенография Рентгенография (рентгеновская съемка) - способ рентгенологического исследования, при котором фиксированное рентгеновское изображение объекта получают на твердом носителе, в подавляющем большинстве случаев на рентгеновской пленке В цифровых рентгеновских аппаратах это изображение может быть зафиксировано на бумаге, в магнитной или магнитно-оптической памяти, получено на экране дисплея Рнс. Η.5. Подготовка к рентгенографии предплечья. Пленочную рентгенографию выполняют либо на универсальном рентгеновском аппарате, либо на специальном штативе, предназначенном только для этого вида исследования. Исследуемая часть тела располагается между рентгеновским излучателем и кассетой (рис. II.5). Внутренние стенки кассеты покрыты усиливающими экранами, между которыми и помещается рентгеновская пленка. Усиливающие экраны содержат люминофор, который под действием рентгеновского излучения светится и, таким образом воздействуя на пленку, усиливает его фотохимическое действие. Основное назначение усиливающих экранов — уменьшить экспозицию, а значит, и радиационное облучение пациента. В зависимости от назначения усиливающие экраны делят на стандартные, мелкозернистые (у них мелкое зерно люминофора, пониженная светоотдача, но очень высокое пространственное разрешение, которые применяют в остеологии, и скоростные (с крупными зернами люминофора, высокой светоотдачей, но пониженным разрешением, которые используют при проведении исследования у детей и быстродвижущихся объектов, например сердца. Исследуемую часть тела помещают максимально близко к кассете, чтобы уменьшить проекционное искажение (в основном увеличение, которое возникает из-за расходящегося характера пучка рентгеновских лучей Кроме того такое расположение обеспечивает необходимую резкость изображения. Излучатель устанавливают так, чтобы центральный пучок проходил через центр снимаемой части тела и был перпендикулярен пленке В некоторых случаях, например при исследовании височной кости, применяют наклонное положение излучателя. Рентгенографию можно выполнять в вертикальном, горизонтальном или наклонном положении больного, а также в положении на боку. Съемка в разных положениях позволяет судить о смещаемости органов и выявлять некоторые важные диагностические признаки, например растекание жидкости в плевральной полости или наличие уровней жидкости в петлях ки- шечника. Снимок части тела (голова, таз и др) или целого органа (легкие, желудок) называют обзорным. Снимки с изображением интересующей врача части органа в проекции, оптимальной для исследования той или иной детали, именуют прицельными. Их нередко производит сам врач под контролем просвечивания. Снимки могут быть одиночными или серийными. Серия может состоять из 2—3 рентгенограмм, на которых зафиксированы разные состояния органа (например, перистальтика желудка. Однако чаще под серийной рентгенографией понимают изготовление нескольких рентгенограмм в течение одного исследования и обычно за короткий промежуток времени. Например, при арте- риографии (контрастное исследование сосудов) с помощью специального устройства — сериографа — производят до 6—8 снимков все- кунду. Из вариантов рентгенографии заслуживает упоминания съемка с прямым увеличением изображения, которого обычно достигают, отодвигая рентгеновскую кассету от объекта съемки на 20—30 см. В результате этого на рентгенограмме получается изображение мелких деталей, неразличимых на обычных снимках. Эту технологию можно использовать только при наличии специальных трубок, в которых фокусное пятно имеет очень небольшие размеры — порядка 0,1—0,3 мм. Для изучения костно-суставной системы оптимальным считается увеличение враз (рис. На рентгенограммах можно получить изображение любой части тела. Некоторые органы хорошо различимы на снимках благодаря естественной контрастности (кости, сердце, легкие. Другие органы достаточно четко отображаются только после их искусственного контрастирования (бронхи, сосуды, желчные протоки, полости сердца, желудок, кишечник. В любом случае рентгенологическая картина формируется из светлых и темных участков. Почернение рентгеновской пленки, как и фотопленки, происходит вследствие восстановления металлического серебра в ее экспонированном эмульсионном слое. Для этого пленку подвергают химической и физической обработке проявляют, фиксируют, промывают, сушат. В современных рентгеновских кабинетах весь процесс обработки пленки автоматизирован благодаря наличию проявочных машин. Применение микропроцессорной техники, высокой температуры и быстродействующих химических реактивов позволяет уменьшить время получения рентгенограммы домин Рис. II.6. Рентгенограмма костей запястья с увеличением изображения. Следует помнить, что рентгеновский снимок является негативом по отношению к изображению, видимому на флюоресцентном экране при просвечивании, поэтому прозрачные для рентгеновских лучей участки тела на рентгенограммах получаются темными (затемнения, а более плотные — светлыми (просветления 1. Однако главная особенность рентгенограммы заключается в другом. Каждый луч при прохождении через тело человека пересекает ие одну точку, а огромное количество точек, расположенных как на поверхности, таки в глубине тканей. Следовательно, каждой точке на снимке соответствует множество действительных точек объекта, которые проецируются друг на друга, поэтому рентгеновское изображение является суммационным, плоскост- 1 По существующим правилам все рентгенограммы в учебнике воспроизводятся в позитивном отображении, идентичном изображению на флюоресцентном экране Рис П. Различные виды суммации (1-3) и вычитания (4) теней на рентгено- ным. На рис. II.7 показано, что это обстоятельство приводит к потере изображения многих элементов объекта, поскольку изображение одних деталей накладывается на тень других. Из этого вытекает основное правило рентгенологического исследования рентгенограммы любой части тела (органа) должны быть произведены как минимум в двух взаимно перпендикулярных проекциях — прямой и боковой. В дополнение к ним могут понадобиться снимки в косых и аксиальных (осевых) проекциях. Рентгенограммы изучают в соответствии с общей схемой анализа лучевых изображений 1 Рентгенографию применяют повсеместно. Она может быть выполнена во всех лечебных учреждениях, проста и необременительна для пациента. Снимки можно производить в стационарном рентгеновском кабинете, палате, операционной, реанимационном отделении. При правильном выборе технических условий на снимке отображаются мелкие анатомические детали. Рентгенограмма является документом, который можно хранить продолжительное время, использовать для сопоставления с повторными рентгенограммами и предъявлять для обсуждения неограниченному числу специа- листов. Показания к рентгенографии весьма широки, нов каждом конкретном случае должны быть обоснованы, так как рентгенологическое исследование сопряжено с лучевой нагрузкой. Относительными противопоказаниями служат крайне тяжелое состояние или сильное возбуждение больного, а также острые состояния, при которых требуется экстренная хирургическая помощь (например, кровотечение из крупного сосуда, открытый пневмоторакс). В качестве приемника рентгеновского изображения ранее применяли селеновые пластины, которые перед экспонированием заряжали на специальных аппаратах. Затем изображение переносили на писчую бумагу. Метод получил название электрорентгенографии Однако в дальнейшем этот метод себя не оправдал из-за большого числа артефактов, высокой лучевой нагрузки и искажения рентгеновских изображений Подробно см Линденбратен Л.Д. Методика изучения рентгеновских снимков М Медицина, 1971. 83 Гимн рентгенограмме Она тонка, стройна, ее скелет Из хрупких кальция соединений Лучей катодных всепроникновеньем Воссоздан здесь. Рентгеновский портрет Рисует гармоничность позвонков, Стряхнувших эпидермиса покров. И в дымке очертаний плоти слабой Я вижу сердца трепетный овал; Твою улыбку взор дорисовал, И я шепчу Любимая, я раб твой. О, жемчуг рта О, полутеней гамма! Любовь и страсть моя, рентгенограмма». Лоренс Рассел Прогресс компьютерной техники открыл возможность разработки ди- гитальных (цифровых) способов получения рентгеновского изображения (от англ. digit — цифра. Для этих способов характерно представление рентгеновского изображения в цифровом варианте. Такие изображения формируются с помощью различных устройств. Соответственно различают следующие системы цифровой рентгенографии I) электронно-оптическая цифровая рентгенография 2) сканирующая цифровая рентгенография 3) цифровая люминесцентная рентгенография 4) цифровая селеновая или силиконовая рентгенография (прямая цифровая рентгенография). При электронно-оптической цифровой рентгенографии рентгеновское изображение, полученное в телевизионной камере, после усиления поступает на аналого-цифровой преобразователь (рис. II.8). Все электрические сигналы, несущие информацию об исследуемом объекте, превращаются в череду цифр. Иными словами, создается цифровой образ объекта. Цифровая информация поступает затем в компьютер, где обрабатывается по заранее составленным программам. Программу выбирает врач, исходя из задач исследования. С помощью компьютера можно улучшить качество изображения, повысить его контрастность, очистить от помех, выделить интересующие врача детали или контуры. В системах, в которых использована техника сканирования объекта, через него пропускают движущийся узкий пучок рентгеновских лучей, т.е. последовательно просвечивают все его отделы. Прошедшее через объект излучение регистрируется детектором и преобразуется в электрический сигнал, который после оцифровки в аналого-цифровом преобразователе передается на компьютер для последующей обработки. Быстро развивается цифровая люминесцентная рентгенография при которой пространственный рентгеновский образ воспринимается запоминающей люминесцентной пластиной, способной сохранять скрытое в ней изображение в течение нескольких минут. Затем эта пластина сканируется специальным лазерным устройством, а возникающий при этом световой поток преобразуется в цифровой сигнал. Особенно привлекает внимание прямая цифровая рентгенография основанная на прямом преобразовании энергии рентгеновских фотонов в свободные электроны. Подобная трансформация происходит при действии рентгеновского пучка, прошедшего через объект, на пластины из аморфного селена или аморфного полукристаллического силикона. По ряду сообра- 84 Рис. П. Электронно-оптическая цифровая система для рентгенографии и рент- геноскопии. жений такой метод рентгенографии пока используют только для исследования грудной клетки. Независимо от вида цифровой рентгенографии окончательное изображение при ней сохраняется на различного рода магнитных носителях (дискеты, жесткие диски, магнитные ленты) либо в виде твердой копии (воспроизводится с помощью мультиформатной камеры на специальной фотопленке, либо с помощью лазерного принтера на писчей бумаге. К достоинствам цифровой рентгенографии относятся высокое качество изображения, пониженная лучевая нагрузка и возможность сохранять изображения на магнитных носителях со всеми вытекающими из этого последствиями удобство хранения, возможность создания упорядоченных архивов с оперативным доступом к данными передачи изображения на расстояния — как внутри больницы, таки за ее пределы. Знаменитого математика Давида Гильберта (1862— 1943) спросили об одном из его бывших учеников Ах, этот-то? — вспомнил Гильберт Он стал поэтом. Для математики у него было слишком мало воображе- ния. {физики шутят М Мир, 1966) 85 Мультиформатная камера Генератор Излучатель Телевизионная система высокого разрешения строк) Цифровая память Цифровая обработка изображений Фиксированный диск Дисплей |