Лекции по ветеринарной рентгенологии. Лекционный курс рентгенология. Лекция 1 принципы и методы лучевой диагностики
 Скачать 352.34 Kb.
|
|
Методы искусственного контрастирования При обычном рентгенографическом исследовании легко получить изображение органов, которые в разной степени поглощают рентгеновское излучение, такие органы обладают естественной контрастностью. Например, кости, которые хорошо определяются при обычной рентгенографии. Однако обычная рентгенография не может обеспечить различного изображения органов и тканей, обладающие приблизительно одинаковой способностью поглощать рентгеновское излучение. Так, на обзорном снимке грудной полости видны контуры сердца, но нельзя различить его камеры, заполненные кровью, поскольку кровь и сердечная мышца в одинаковой степени задерживают рентгеновские лучи. Это относится ко всем мягкотканым структурам организма. Для того чтобы дифференцировать ткани, обладающие одинаковыми способностями задерживать рентгеновские лучи, применяют искусственное контрастирование. В организм вводят вещества, способные поглощать рентгеновское излучение сильнее или слабее, чем мягкие ткани, что позволяет достичь необходимого контраста исследуемых органов. Различают 2 группы искусственного контрастирования: методы прямого и непрямого контрастирования. Прямое контрастирование основано на введении контрастного вещества непосредственно в полость исследуемого органа или в окружающую его полость, ткань. Например – методы исследования органов желудочно-кишечного тракта, сосудов, матки, слюнных желез, свищевых ходов и др. Непрямое контрастирование основано на способности некоторых органов избирательно улавливать из крови контрастное вещество, концентрировать его и выводить со своим физиологическим секретом. Например – печень, желчный пузырь, почки. После введения таких веществ через определенное время при рентгенологическом исследовании можно различить у пациента желчные протоки, желчный пузырь, полостную систему почек, мочеточники, мочевой пузырь. Методики искусственного контрастирования значительно расширили возможности рентгенологических методов исследования в различных областях медицины. Методы искусственного контрастирования используются: – в гастроэнтерологии – исследование различных отделов органов пищеварения (пищевод, желудок, 12-перстная кишка, тонкая и толстая кишка; желчевыводящие пути – холангиография операционная, чресдренажная, ретроградная эндоскопическая, внутривенная холеграфия и др.); – ангиологии – все виды сосудистых исследований (артериография, флебография, лимфография и др.); – кардиологии (ангиокардиография); пульмонологии (бронхография, ангиопульмонография); – гинекологии (гистеросальпингография, пневмопельвиография); – урологии (экскреторная урография, ретроградная урография); – неврологии (миелография, каротидная артериография); – оториноларингологии (гайморография и др.); – остеологии (артрография, фистулография и др.). Рентгеноконтрастные вещества (РКВ) РКВ подразделяются на рентгенопозитивные (тяжелые) и рентгенонегативные (газообразные). К рентгенопозитивным РКВ относятся вещества с высокой молекулярной массой и поглощающие рентгеновское излучение в значительно большей степени, чем ткани организма. Из них наиболее широкое применение получили следующие препараты: сульфат бария и йодированные препараты на различной основе. Сульфат бария предназначен исключительно для исследования желудочно-кишечного канала и используется в виде водной взвеси (суспензии) различной консистенции. Тонкодисперстная водная взвесь, приготовленная с помощью электро- или ультразвукового миксера, создает наиболее благоприятные условия для исследования мелких структур слизистой оболочки пищеварительного канала. Эффективно также использование комбинированных методов исследования, например двойного (введение в желудок (кишку) водной взвеси сульфата бария в сочетании с газообразными веществами) или тройною (с дополнительным наложением пневмоперитонеума) контрастирования. Нередко комбинированное контрастирование сочетается с линейной или компьютерной томографией (КТ). Йодированные РКВ на водной основе предназначены для контрастирования преимущественно артериальных и венозных сосудов. Из органических соединений йода на водной основе в качестве РКВ применяют производные некоторых ароматических кислот (бензойной, фенилпропионовой, адипиновой и др.), содержащие атомы йода. Выпускаются в ампулах по 10-20 мл различной концентрации – 30-70 %. РКВ для внутрисосудистых исследований подразделяются на ионные и неионные. К ионным мономерам относятся водные растворы, такие как кардиотраст, триотраст, уротраст, верографин, гипак, билигност, урографин и др. При внутрисосудистых введениях ионных РКВ возможны побочные реакции различной степени тяжести (слабые, выраженные, тяжелые), которые проявляются в виде болевых ощущений (в груди, животе, сосудах), чувства жара, головокружения, головной боли, озноба. Может появиться зуд кожных покровов, крапивница, сыпь, насморк, чихание, покраснение и набухание слизистых оболочек, отек лица, охриплость голоса, кашель, затруднение дыхания, тошнота, рвота, диспептические расстройства, тахикардия, брадикардия, аритмия, повышение (понижение) артериального давления, удушье, потеря сознания. Тяжелые реакции встречаются редко. Учитывая возможность возникновения побочных реакций, перед исследованием (за 1-2 дня) обязательно производится проба на чувствительность путем внутривенного введения 1-2 мл препарата. Кроме того, в целях предупреждения или ослабления побочных реакций, рекомендуется использование антигистаминных препаратов. К неионным мономерам относятся ультрависг-иопромид и омниопакиогексол, к неионным димерам – визипак-иоди-ксанол и иомерон, а также изовист-иотролан, иопамирон (иопамидол), оптирей (иоверон). Применение неионных препаратов сопровождается значительно меньшим риском развития побочных реакций (в 3-5 раз). Неионные препараты отличаются низкой осмолярностью и минимальным воздействием на биологические мембраны, что обуславливает их незначительную токсичность и хорошую переносимость при ангиографии. Неионные препараты используются при необходимости болюсного внутриартериального и венозного введения, при пиелографии, а также для исследования лиц с признаками аллергизации организма, при бронхиальной астме, гиперфункции щитовидной железы, почечной недостаточности, сахарном диабете и др. Йодированные РКВ на жировой основе применяют для бронхографии, лимфографии, метросальпингографии, фистулографии, для выявления врожденных пороков пищевода у новорожденных и др. К ним относятся: йодолипол, липиодол, йодатол, сверхжидкий липиодол и др. Препараты выпускаются в ампулах по 10 мл (стерильно). Йодированные РКВ таблетированной формы используются для холецистографии (холевид, йопагност, билимин и др.). Газообразные вещества (ГВ) относятся к рентгенонегативным контрастным веществам, например, атмосферный воздух, молекулярный кислород, углекислый газ и закись азота. ГВ используются для введения в различные отделы пищеварительного канала: плевральную полость (диагностический пневмоторакс), брюшную полость (диагностический пневмоперитонеум), забрюшинное пространство (ретропневмоперитонеум), средостение (пневмомедиастинум) – при двойном контрастировании и др. Методы, регулирующие размеры изображения К ним относятся: телерентгенография и прямое увеличение рентгеновского изображения. Телерентгенография – снимок на расстоянии (не путать с рентгенотелевидением!). Основная задача метода – получение рентгеновского изображения, размеры которого на снимке приближаются к истинным размерам исследуемого объекта. При обычной рентгенографии, когда фокусное расстояние составляет 100-120 см, мало увеличиваются лишь те детали снимаемого объекта, которые находятся непосредственно у кассеты. Чем дальше отстоит деталь от пленки, тем больше степень увеличения. Показания: необходимость воспроизведения изображения объекта, размеры которого максимально приближаются к истинным – исследование сердца, легких, челюстно-лицевой области, тазобедренного, коленного сустава при протезировании и др. Методика: объект исследования и кассету с пленкой отодвигают от рентгеновской трубки на значительно большее, чем при обычной рентгенографии расстояние – до 1,5-2 м, а при исследовании лицевого черепа и зубочелюстной системы — до 4-5 м. При этом изображение на пленке формируется центральным (более параллельным) пучком рентгеновских лучей. Прямое увеличение рентгеновского изображения достигается в результате увеличения при рентгенографии расстояния «объект-пленка». Показания: методика чаще используется для исследования тонких структур – костно-суставного аппарата, легочного рисунка в пульмонологии. Методика: кассету с пленкой удаляют от объекта на некоторое расстояние при фокусном расстоянии 100-120 см. Расходящийся пучок рентгеновских лучей в этом случае воспроизводит увеличенное изображение. Оптимально использовать увеличение изображение при коэффициенте 1,5-1,6. При выполнении метода прямого увеличения целесообразно использовать рентгеновскую трубку с микрофокусом (0,3х0,3 мм и менее). Небольшие размеры фокуса улучшают четкость структурных элементов. Методы пространственного исследования. К методам пространственного исследования относятся линейная и компьютерная томографии, панорамная томография, панорамная зонография. Линейная томография – методика послойного рентгенологического исследования, при которой изображение органа получают на заданной глубине. Эффект томографии достигается благодаря непрерывному синхронному движению в противоположных направлениях рентгеновской трубки и кассеты с пленкой по параллельным плоскостям вдоль неподвижного объекта на угол до 30-50°. При таком перемещении все точки, находящиеся вне центра вращения трубка-кассета получаются нечеткими, размазанными, а точки, находящиеся на уровне центра вращения изображены наиболее четко. Толщина исследуемого слоя зависит от амплитуды поворота системы - чем больше амплитуда, тем меньше толщина получаемого среза. При амплитуде 30-50° она составляет 2-3 мм. Линейная томография широко используется для исследования органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, органов брюшной полости, костно-суставного аппарата, как более дешевая альтернатива компьютерным томографам. Если же устанавливают малый угол перемещения (8-10°), то получают изображения более «толстого» слоя. Данная разновидность линейной томография называется линейной зонографией – послойное исследование при амплитуде поворота системы 8-10°. Толщина среза – 10-12 мм, томографический шаг-1-2 см. Панорамная зонография – послойного исследование лицевого черепа с помощью специального панорамного аппарата, при включении которого рентгеновская трубка совершает движение вокруг лицевой области головы, при этом изображение объекта записывается узким рентгеновским лучом на изогнутую по форме лица кассету с пленкой (верхняя и нижняя челюсти, пирамидки височных костей, верхние шейные позвонки). Лекция№4 Рентгеновская компьютерная томография Основы метода рентгеновской компьютерной томографии были разработаны математиком из ЮАР Аланом МакКормаком. В кейптаунской больнице Хорте Схюр им овладела идея усовершенствования технологии исследования головного мозга. В 1963 г. он опубликовал статью с математическими расчетами, которые позволяли реконструировать изображение после его сканирования узким пучком рентгеновских лучей. Изучив эти материалы группа инженеров английской фирмы электромузыкальных инструментов EMI под руководством Годфри Хаунсфилда занялось созданием компьютерного томографа для исследования головного мозга (поэтому первые системы РКТ и назывались EMI-сканерами). Через 7 лет в 1972 году впервые в клинической практике с помощью РКТ было выполнено исследование головного мозга. Именно возможность исследования структур головного мозга, которые нельзя визуализировать при обычной рентгенографии, впервые нашла свое применение с помощью РКТ. Исследование других органов и систем началось несколько позже. Но уже с этого момента начинается бурное развитие метода РКТ. Ведущие фирмы по производству медицинской техники начинают работать в данной области и налаживают производственный выпуск компьютерных томографов уже в 1973 году. В 1975 году был создан РКТ для исследования всего тела. За создание метода РКТ Годфри Хаунсфилду и Алану МакКормаку в 1979 году была присуждена Нобелевская премия в области медицины. Рентгеновская компьютерная томография (РКТ) может быть определена как рентгенологическое исследование, при котором изображение слоя исследуемого объекта получают путем компьютерной обработки результатов многократного просвечивания узким пучком рентгеновского излучения слоя, когда рентгеновская трубка совершает движение по окружности. Проходя через ткани исследуемого пациента рентгеновское излучение ослабляется соответственно плотности и атомному составу тканей. При этом пучок рентгеновских лучей фиксируется специальной системой детекторов, которые преобразуют энергию излучения в электрические сигналы (по принципу цифровой рентгенологии). Получаемое при РКТ изображение изначально является цифровым. Рентгеновская трубка, вращаясь вокруг пациента, с помощью узкого пучка рентгеновских лучей просвечивает (сканирует) его тело под разными углами, проходя за полный оборот 360°. К концу оборота в память компьютера вводятся сигналы от всех детекторов, затем с помощью компьютерной обработки создается плоскостное изображение – срез. После получения одного среза переходят к получению следующего, для чего стол пациента продвигается на 0,3-10мм (на «шаг») – в зависимости от задач исследования. На это требуется определенное время (5-15 сек), необходимое для перемещения стола для следующего сканирования. Поэтому данные КТсистемы еще называют «пошаговыми». Участки среза, которые ослабляют рентгеновское излучение, выглядят светлыми, а участки, пропускающие рентгеновские лучи – темными (по принципу обычной рентгенографии). Программное обеспечение РКТ также позволяет произвести масштабные измерение полученного изображения, выделить зоны интереса и т.д, т.е. полный постпроцессинг изображения, свойственный для цифровых технологий. Но особенно важным является возможность получения количественной характеристики плотности тканей, которая измеряется в условных единицах – единицах Хаунсфилда HU (в честь Годфри Хаунсфилда, первого создателя РКТ). За нулевую отметку принимается плотность воды – 0 HU. Плотность воздуха составляет -1000 UH, плотность костной ткани +1000 HU. Остальные ткани человеческого тела занимают промежуточные значения. Поскольку все зоны плотности нельзя одновременно отобразить на дисплее, во время исследования врач выбирает определенный диапазон по шкале Хаунсфилда, так называемое «окно». Выбирается «окно» в зависимости от планируемой зоны осмотра и предполагаемой патологии. Со времени начала внедрения технологий РКТ в клиническую практику (с начала 1970-х годов) их развитие прошло несколько этапов, которые называют поколениями. Каждое новое поколение имело бόльшее количество детекторов, тем самым сокращалось время исследования. Исследователи постоянно работали над техническим совершенствованием аппаратов, которое заключалось в стремлении уменьшить продолжительность исследования. В 1990-х годах был разработан новый тип сканеров, которые были названы спиральными КТ (СКТ). В СКТ рентгеновская трубка с детекторами постоянно вращается вокруг непрерывно движущегося стола с пациентом. Это позволило не только сократить время исследования, но и устранить ограничения «пошаговой» методики – пропуска участков, которые «не попали в срез», а также участков, которые пропускались из-за разной глубины задержки дыхания пациентом. Специальная компьютерная программа позволяет реконструировать полученные данные в любой плоскости или воспроизвести трехмерное изображение органа или группы органов. СКТ позволяет значительно ускорить процесс сканирования, и, соответственно – сократить время исследования, снизить лучевую нагрузку и получить более качественные реконструкции изображений как в различных плоскостях, так и при 3D реконструкции. В 1998 г. появилась мультиспиральная КТ (МСКТ), когда были созданы системы не с одним (как при СКТ), а 4 рядами цифровых детекторов. В последующем были созданы МСКТ с 16 рядами, а в 2003 г. – количество рядов достигло 64. В 2007 г. появились МСКТ с 256 и 320 рядами детекторных элементов. На таких томографах можно получить сотни и тысячи томограмм всего лишь за несколько секунд с толщиной среза 0,5-0,6 мм. Кроме уменьшения времени обследования и улучшения качества изображения была создана возможность исследования коронарных сосудов и полостей сердца с помощью МСКТ. Для улучшения дифференцировки органов друг от друга, нормальных и патологических структур, в РКТ используются методики контрастного усиления, чаще всего, с применением йодсодержащих контрастных препаратов. Основной способ введения контрастного препарата является внутривенный. Контрастное исследование при КТ позволяет уточнить характер выявляемых патологических изменений, в том числе с высокой диагностической эффективностью указать наличие опухолей на фоне окружающих их мягких тканей, а также визуализировать изменения, не выявляемые при обычном или «нативном» исследовании. Внутривенное контрастирование может проводиться двумя способами: «ручное» внутривенное контрастирование и болюсное контрастирование. При первом способе контраст вводится вручную рентгенлаборантом или процедурной медсестрой, время введения и скорость не регулируется, исследование начинается после введения контрастного вещества. Этот способ применяется на «медленных» (пошаговых) аппаратах, при МСКТ «ручное» введение контрастного препарата уже не соответствует значительно возросшим возможностям метода. При болюсном контрастном усилении контрастный препарат вводится внутривенно шприцем-инжектором с установленными скоростью и временем подачи вещества. Целью болюсного контрастного усиления является разграничение фаз контрастирования. Преимущества РКТ перед традиционной рентгенографией: 1. Изображение органов не накладывается друг на друга (отсутствует эффект суммации); 2. Информация о внутренней строении исследуемой части тела может быть представлена в трехмерной виде по результатам суммирования серии тонких срезов исследуемой области (устранение недостатков плоскостного изображения); 3. КТ более чувствительна к плотности тканей: Р-графия может отобразить ткани, имеющие разницу в плотности ткани не менее 10%, при КТ – 1% и менее; 4. Возможность обрабатывать и настраивать изображение после завершения сканирования (постпроцессинг): регулировка яркости, контрастности, масштабирования, регулировка градации серой шкалы – регулировка окна (windowing) для лучшей визуализации анатомии интереса. К недостаткам РКТ можно отнести: 1. Относительно высокую (по сравнению с рентгенографией) лучевую нагрузку на пациента – это обстоятельство диктует жесткую необходимость использования РКТ исключительно по строгим показаниям (беременным противопоказано); 2. Появление артефактов от плотных структур, особенно металлических – протезов суставов, инородных тел и т.д. 3. Относительно невысокое мягкотканое контрастное разрешение. |