Общие вопросы лучевой диагностики. Методическая разработка к практическому занятию 2 для студентов ІІІ курса
 Скачать 373 Kb.
|
1 2 Контрастные вещества. Для того чтобы получить дифференцированное изображение тканей, примерно одинаково поглощающих излучение, применяют искусственное контрастирование. С этой целью в организм вводят вещества, которые поглощают рентгеновские лучи сильнее или наоборот слабее, чем мягкие ткани, и тем самым создают достаточный контраст по отношению к исследуемым органам. Вещества, задерживающие излучение сильнее чем мягкие ткани, называют рентгенпозитивными. Они созданы на основе тяжелых элементов – бария или йода. Можно использовать для контрастности и газообразные вещества: закись азота, углекислый газ, кислород или даже воздух. Требования к рентгенконтрастным веществам:
Существуют два принципиально различных метода контрастирования: 1.прямое введение контраста в полость органа или сосуды и введение вещества в полость, клетчаточное пространство которое окружает исследуемый орган, иногда можно методом пункции вводить вещество непосредственно в паренхиму органа. 2.метод концентрации и элиминации – использование контраста в выделительных системах и желчных путях. В рентгенологической практике на сегодняшний день существуют следующие рентгенконтрастные вещества:
Однако йодсодержащие препараты наиболее часто вызывают различные аллергические реакции. Поэтому перед их введением в организм, особенно в кровеносное русло, необходимо провести пробы. Особенное внимание у лиц с аллергическими реакциями или заболеваниями: бронхиальная астма, сенная лихорадка и т.д. К реакциям могут относится конъюктивиты, риниты, крапивница, отеки слизистых, в тяжелых случаях шоки, коллапсы, судороги.
Лет 5-10 назад контрастные средства для МРТ считались совершенно ненужными. Во многих клинических ситуациях это действительно так. Опыт показал, что контрастные средства могут при определенных патологиях увеличить объём диагностической информации. Большое число контрастных средств для МРТ было разработано в течение последних лет. Все они обладают магнитными свойствами и изменяют интенсивность изображения тканей, в которых они находятся, укорачивая релаксацию (Т1 и/или Т2) окружающих их протонов. Наиболее часто используемые контрастные средства содержат парамагнитный йон металла гадолиния (Gd3+ ), связанный с молекулой - носителем. Эти контрастные средства вводятся внутривенно и распределяются по организму подобно водорастворимым рентгенконтрастным средствам. Для ультразвуковой диагностики применяют специальные вещества которые содержат определенным образом поляризованные атомы с повышенной отражающей способностью. Эти препараты вводятся внутривенно с соблюдением всех основных принципов растворов для внутреннего введения. Группы РФП. Требования к РФП. Принципы использования в диагностике. Изотопы это атомы одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра (одинаковое количество протонов и электронов), но разную атомную массу (разное количество нейтронов). Химические свойства разных изотопов одного элемента однотипны. Таким образом, как обычный химический элемент, так и его изотопы принимают одинаковое участие в биохимических реакциях организма. Для медицинских целей используются не только "чистые" изотопы, но и их химические соединения с различными веществами. По этому правильно называть эти соединения радиофармацевтическими препаратами (РФП), в молекуле которых содержится радионуклид и химическое вещество которое разрешено для введения человеку с диагностическою или лечебною целью. Радионуклид должен излучать определенный спектр энергии, обусловливать минимальное облучение и отображать состояние исследуемого организма. Радиофармацевтический препарат – это химическое соединение содержащее в своей молекуле радионуклид, которое разрешено для введения человеку с диагностической целью. А) Методы синтеза РФП. I. Первый метод - когда радионуклиды как химические элементы получают з продуктов распада урана в атомных реакторах. Известно более 60 первичных продуктов распада 235U под влиянием нейтронов, большинство которых являются радиоактивными. Например: 235U (n, f) 99Мо- 99mТс. а) путем облучения гамма-лучами, заряженными частицами (протонами) или нейтронами стабильных химических элементов, которые в результате облучения становятся радиоактивными; б) облучения нейтронами (наиболее распространенный метод): 99Мо+ 1n = 99mMoβ- Образованные в результате реакции нуклиды являются изотопами мишени: 15 31Р + o1n = 3215P + гамма-квант; в) Образованные радионуклиды не являются изотопами мишени: 147N+o1n=148C+11p. Для выделения и очистки радионуклидов используются физические или химические методы. После облучения в реакторе изотопы получают в твердом состоянии, а в ускорителях - в газообразном или в жидком состоянии. Потом радионуклиды в состоянии простых соединений, например Na131I - йодида натрия или H332РO4 - фосфорнокислого натрия, вводятся путем химического, биохимического или биологического синтеза в большие молекулы в качестве радиоактивной метки (поэтому эти препараты еще называются мечеными). Пометить соединение можно также путем замещения стабильного элемента в молекуле на радиоактивный или путем биологического синтеза. Например, водород можно заместить без химической реакции если добавить к стабильному препарату радиоактивный тритий. Получение трития: 63Li + о1n = 31Н + 24Не. При биологическом синтезе к среде в которой культивируются микроорганизмы добавляют, например, радиоактивную серу. Микроорганизмы ее усваивают и вводят в процессе обмена веществ в состав метионина. II. Второй метод получения радионуклидов - циклотронный. а) реакция (d, п) - при облучении дейтронами из ядер мишени реализуются нейтроны и получаются гамма излучающие радионуклиды трех наиболее важных элементов углевода, азота, кислорода. Все они имеют малый период полураспада (от 2-х до 30-ти минут): N14(d, n) O15; б) реакция (а, рп) - облучение α-частицами. При их взаимодействии образуются две частицы (нейтрон и протон): О16(а, pn)F18; в) реакция (а, 2п) - облучения α -частицами. При их взаимодействии с ядрами мишени получаются два нейтрона: Sb121(a, 2n) И123. III. Третий метод - когда РФП получают в генераторных системах. Основные требования к любой подобной системе состоят в том, что радионуклид, который нас интересует, должен иметь короткий период полураспада относительно материнского радионуклида (у которого большой период полураспада). Он может быть выделен из материнского физическим или химическим методом. Например, Тс-99м получают из Мо-99. Период полураспада молибдена - 67, а технеция - 6 часов. Молибден получают из продуктов распада урана в ядерном реакторе. Радионуклид технеция вымывают из генератора физиологическим раствором. Приготовление РФП простое и в большинстве случаев подразумевает добавление элюата во флакон с реагентом (фармпрепаратом) в асептических условиях. б) Требования к РФП. Все РФП проходят аттестацию, такую же, как другие лекарства и фармацевтические препараты. Они должны иметь соответствующую химическую, радиохимическую, радионуклидную чистоту, быть стерильными и апирогенными. Химическая чистота РФП определяется наличием в нем других не радиоактивных веществ, особенно примесей тяжелых металлов. Радиохимическая чистота РФП определяется частью радионуклида, которая находится в РФП в необходимой химической форме. Радиохимические примеси могут значительно влиять на достоверность получаемой информации. Радионуклидная чистота РФП состоит в отсутствии примесей радионуклидов которые могут создавать нежелательно высокие дозы облучения пациента, снижать точность и изменять результаты исследования. Этот вид чистоты контролируется радио- и спектрометрией. Стерильность — достигается стерилизацией одним из 4-х способов: паром, сухим теплом, фильтрацией, облучением (радиационная стерилизация). Апирогенность - обеспечивается использованием апирогенных реагентов, растворов, посуды и соблюдения соответствующих требований в процессе производства и приготовления препаратов. Наиболее важно, чтобы препарат дал полезную диагностическую информацию, был не дорогим и не вредным для пациентов. в) Пути введения в организм РФП. 1. Энтеральный (per os). При таком пути введения РФП всасывается в кровь из желудочно-кишечного тракта и накапливается в исследуемом органе. (Всасывание радиоактивного йода при исследовании неорганического этапа обмена йода в организме). 2. Внутривенное введение РФП (используется для исследования функции и топографии печени, почек, сердечно-сосудистой системы, головного мозга и других органов). 3. Внутриартериальный. 4. Подкожный (для проведения непрямой лимфографии с целью оценки состояния лимфатических узлов при диагностике регионарных метастазов). 5. Внутрикожный (для оценки тканевой резорбции при заболеваниях сосудов). 6. Ингаляционный (для оценки вентиляционной способности легких и мозгового кровообращения). 7.В лимфатические сосуды (для проведения прямой лимфографии). 8. Непосредственно в ткани (для оценки мышечного кровообращения). 9. В спино-мозговой канал (для определения его проходимости). г) Метаболизм РФП. В состав радиофармпрепаратов могут входить химические элементы, являющиеся бета- или гамма-излучателями. Регистрируя излучение, определяют наличие, количество или метаболизм меченых препаратов. Выбирают такие препараты, метки которых имеют небольшой период полураспада (для уменьшения дозы облучения) и которые быстро выводятся. Если методика требует длительного времени для ее выполнения, то активность РФП должна быть достаточной для регистрации излучения к окончанию исследования. РФП классифицируются: 1) по виду излучения: - -излучатели (32Р, тритий); - γ-излучатели (99mТс, 123I, 113mIn);
2) по накоплению в органах и тканях: - органотропные (198Аи-коллоид, 197Hg-промеран, 99mТс-пертехнетат);
Органотропность может быть направленной, когда препарат выборочно концентрируется в органе и непрямой, когда РФП накапливается временно на пути его выведения из организма. Например, направленную органотропность к щитовидной железе имеет 131I, 125I; к печени - коллоидный раствор 198Аи; к поджелудочной железе – 75Se-метионин. 3) по периоду полураспада: - ультракороткоживущие - период полураспада составляет минуты, часы; - короткоживущие - период полураспада от нескольких часов до двух недель;
1) Ренгенологический метод; Рентгеновское излучение обладает следующими свойствами, нашедшими применение в медицинской диагностике. Оно проникает через тела и предметы, не пропускающие свет. Оно вызывает свечение ряда химических соединений, на чем основана рентгеноскопия - методика рентгеновского просвечивания. Оно разлагает галоидные соединения серебра, входящие в состав фотоэмульсий, что позволяет получать рентгеновские снимки. Рентгеновский метод - это способ изучения строения и функции различных органов и систем, основанный на качественном и/или количественном анализе пучка рентгеновского излучения, прошедшего через тело человека. Рентгеновское излучение, возникшее в аноде рентгеновской трубки, направляют на больного, в теле которого оно частично поглощается и рассеивается, а частично проходит насквозь. Датчик преобразователя изображения улавливает прошедшее излучение, а преобразователь строит видимый световой образ, который воспринимает врач. Методики:
Это способ рентгенологического исследования, при котором изображение объекта получают на рентгеновской пленке путем ее прямого экспонирования пучком излучения. Пленочную рентгенографию выполняют на специальном аппарате. Пациент располагается между рентгеновской трубкой и пленкой. Исследуемую часть тела максимально приближают к кассете. Это необходимо, чтобы избежать значительного увеличения изображения из-за расходящегося характера пучка рентгеновского излучения. Рентгеновскую трубку устанавливают в таком положении, чтобы центральный пучок проходил через центр снимаемой части тела и перпендикулярно к пленке. Все части тела, не входящие в зону интереса экранируют. Съемку можно проводить в различном положении больного. При необходимости исследование проводят во взаимно перпендикулярных проекциях. Следует помнить, что рентгеновский снимок по отношению к изображению, видимому на флуоресцентном экране при просвечивании, является негативом. Поэтому прозрачные участки на рентгенограмме называют темными, а затемненные – светлыми. Показания к рентгенографии очень широкие, но в каждом конкретном случае должны быть обоснованы, так как рентгенологические исследования связаны с лучевыми нагрузками.
Это метод рентгенологического исследования, при котором изображение объекта получают на светящемся экране. Это экран, покрытый специальным составом который начинает светиться под воздействием рентгеновского излучения. Со стороны обращенной к врачу экран покрыт свинцовым стеклом, предохраняющим врача от прямого воздействия Р-излучения. У рентгеноскопии немало достоинств: она легко выполнима, общедоступна, экономична, ее можно проводить в различных отделениях и даже в палате пациента. Позволяет изучить перемещение органов при изменении положения тела, сокращении и расслаблении сердца и пульсацию сосудов, дыхательные движения и т.д. Но она связана с большей лучевой нагрузкой как на пациента, так и на медицинский персонал.
Это более поздний метод. Выполняется с помощью усилителя рентгеновского изображения, в состав которого входят рентгеновский электронно-оптический преобразователь и замкнутая телевизионная система. Одним из преимуществ является более низкая лучевая нагрузка как на пациента, так и на персонал.
Это метод рентгенологического исследования, заключающегося в фотографировании изображения с рентгеновского флюоресцентного экрана на фотопленку небольшого формата. Основным назначением флюорографии в нашей стране является проведение диспансеризации, т.е профилактических обследований. Важное достоинство- возможность исследования большого числа лиц в течении короткого времени, экономичность, удобство хранения флюорограмм. В целом, в таком виде рентгенодиагностика успешно работала на протяжении более чем 70 лет. Прорыв в рентгеновскую визуализацию был сделан в 70-е годы, когда начала создаваться компьютерная томография. Компьютерный томограф - поистине вершина научной мысли и электронной технологии последней четверти ХХ века. Рентгеновская компьютерная томография из экзотического метода исследования, который на первых порах использовался только для изучения головного мозга, превратился в настоящее время в один из самых распространенных и достоверных методов рентгенологической диагностики патологических изменений органов и тканей организма человека. В 1972 году была произведена первая томография женщине с опухолью мозга. Преимущества нового метода были столь очевидны, что многие крупные электронные фирмы переключились на производство новых аппаратов. Впоследствии их стали называть компьютерными томографами. Первые КТ были спроектированы только для исследования головы, однако вскоре появились и сканеры для всего тела. В настоящее время КТ можно использовать для визуализации любой части тела. А в 1979 году Кормак и Хаундсфилд были удостоены Нобелевской премии. 2)Компьютерная томография. Компьютерная рентгеновская томография - метод послойного рентгенологического исследования органов и тканей. КТ основана на компьютерной обработке множественных рентгеновских изображений поперечного слоя, выполненных под разными углами. Физические принципы КТ. Все технологии и методики визуализации с использованием рентгеновских лучей основываются на факте, что разные ткани ослабляют рентгеновские лучи в различной степени. При КТ рентгеновскими лучами экспонируются только тонкие срезы ткани. Отсутствуют мешающее наложение или размывание структур, расположенных вне выбранных срезов. В результате разрешение по контрастности значительно превышает характеристики проекционных рентгеновских технологий. Узкоколлимированный (ограниченный) рентгеновский пучок сканирует (просматривает) человеческое тело по окружности. Проходя через ткани, излучение ослабляется соответственно плотности и атомному составу этих тканей. По другую сторону от пациента и трубки установлена круговая система датчиков рентгеновского излучения, каждый из которых (а их количество может достигать 1000 и более) преобразует энергию излучения в электрические сигналы. Эти сигналы трансформируются в цифровой код, который хранится в памяти компьютера. Зафиксированный сигнал отражает степень ослабления пучка в каком-либо одном направлении. Вращаясь вокруг пациента, рентгеновский излучатель просматривает его тело под различными ракурсами, в общей сложности под углом 3600. К концу вращения излучателя в памяти компьютера оказываются зафиксированными все сигналы от всех датчиков. По стандартным программам компьютер перерабатывает полученную информацию и рассчитывает внутреннюю структуру объекта. Данные расчета, свидетельствующие о поглощении излучения в тонком слое органа, выводятся на дисплей. Общая характеристика КТ. КТ обладает рядом преимуществ перед обычным рентгенологическим исследованием: 1) прежде всего высокой чувствительностью, что позволяет отдифференцировать отдельные органы и ткани друг от друга по плотности в пределах 1-2%, а на томографах 3-4 поколения - до 0,5%; 2) в отличии от обычной томографии, где на так называемом трансмиссионном изображении органа (обычный рентгеновский снимок) суммарно переданы все структуры, оказавшиеся на пути лучей, КТ позволяет получить изображения органов и патологических очагов только в плоскости исследуемого среза и дает четкое изображение без наслоения выше и ниже лежащих образований. Современные томографы позволяют получать изображения очень тонких слоев - толщиной от 1 до 5 мм; 3) КТ дает возможность получить точную количественную информацию о размерах и плотности отдельных органов, тканей и патологических образований, что позволяет делать важные выводы относительно характера поражения; 4) КТ позволяет судить не только о состоянии изучаемого органа, но и о взаимоотношении патологического процесса с окружающими органами и тканями, например инвазии опухоли в соседние органы, наличие других патологических изменений? 5) КТ позволяет получить топограммы, т.е. продольное изображение исследуемой области наподобие рентгеновского снимка путем перемещения больного вдоль неподвижной трубки. Топограммы используют для установления протяженности патологического очага и определения количества срезов. Диагностика с помощью КТ основана на прямых рентгенологических симптомах, т.е. определении точной локализации, формы, размеров отдельных органов и патологического очага, и, что особенно существенно, на показателях плотности. Плотность измеряют в условных единицах- единицах Хаундсфилда. Современная медицина немыслима без КТ. Но её значение не ограничивается ее использованием в диагностике самых разнообразных заболеваний. Под контролем КТ производят пункции и прицельную биопсию различных органов и патологических очагов. КТ играет важную роль в контроле за консервативным и хирургическим лечением больных. КТ является ценным средством точной локализации опухолевых образований и наводки источника излучения на очаг при планировании лучевого лечения злокачественных новообразований. 3) ЭМИССИОННАЯ КОМПЬТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ Подобно рентгеновской КТ, у радионуклидной визуализации есть своя томографическая технология. Применяются два основных томографических метода: 1) однофотонная эмиссионная КТ (ОФЭКТ,SPECT), 2) позитронная эмиссионная томография (ПЭТ, PET). Oднофотонная эмиссионная КТ ОФЭКТ основана на вращении вокруг тела пациента обычной гамма-камеры. Фиксируя радиоактивность при различных углах, можно реконструировать секционное изображение. ОФЭКТ - это широко используемый метод, особенно в кардиологических и неврологических обследованиях. Позитронная эмиссионная томография Эта томографическая технология основывается на использовании испускаемых радионуклидами позитронов. Позитроны и электроны имеют одинаковую массу, но противоположный заряд. Испускаемый позитрон сразу же реагирует с ближайшим электроном; данная реакция называется аннигиляцией и приводит к возникновению двух гамма-квантов по 511 кэВ, распространяющихся в диаметрально противоположных направлениях. Для обнаружения аннигиляционных квантов применяют специальные детекторы: энергия фотона (511 кэВ) слишком велика, чтобы использовать обычную гамма-камеру. Чувствительность ПЭТ настолько высока, что удается констатировать изменение расхода глюкозы, меченной 11С, в глазном центре головного мозга при открывании глаз. Поэтому ПЭТ используют при исследовании тончайших метаболических процессов в мозге, вплоть до мыслительных. С помощью ПЭТ изучают метаболизм глюкозы, жиров, белков, кинетику переноса веществ через клеточные мембраны, динамику концентрации водородных ионов в клетках, фармакокинетику и фармакодинамику лекарственных препаратов. ПЭТ позволяет осуществить осуществлять количественную оценку концентрации радионуклидов и заключает в себе колоссальные потенциальные возможности по изучению метаболических процессов на различных стадиях заболевания, в том числе психических. Есть несколько элементов, участвующих в важных биохимических процессах и имеющих позитроно-эмитирующие изотопы, это, например, 11С ,15О. Основные недостатки радионуклидов для ПЭТ - это необходимость использования для их производства дорогих циклотронов и короткие периоды полураспада (периоды полураспада 15О и 18F составляют 2мин и 11мин соответственно). Быстрый распад требует очень близкого расположения циклотрона к лаборатории, этим отчасти объясняется медленное распространение ПЭТ. 4) МЕДИЦИНСКАЯ ТЕРМОГРАФИЯ Медицинская термография - метод регистрации естественного теплового излучения тела человека в невидимой инфракрасной области электромагнитного спектра. Как известно, любое физическое тело, имеющее хоть какую-нибудь температуру, отличную от абсолютного нуля, служит источником излучения тепла (теплового радиоизлучения). Интенсивность теплового излучения пропорциональна температуре тела. При термографии определяется характерная тепловая картина всех областей тела. У здорового человека она относительно постоянна, но при патологических состояниях меняется. Впервые клиническое значение тепловидения было подробно обосновано в 1956 году канадским врачом Лоусоном, который показал, что рак молочной железы может быть диагностирован путем анализа изменения температуры соответствующих областей кожи. Однако подлинный расцвет метода относится к 70-м годам, когда были созданы компьютеризированные тепловизионные системы с высокой способностью различать температуру тела человека на расстоянии. Тепловое поле человека создается инфракрасным излучением. Последнее, как известно, является электромагнитным излучением и занимает промежуточное положение между видимым светом и радиоволнами. Инфракрасные лучи невидимы. Их можно зарегистрировать только с помощью специальных инфракрасных датчиков. Подготовка пациента предусматривает отмену лекарственных средств, влияющих на кровообращение и метаболические процессы. На поверхности тела не должно быть никаких мазей и косметики. Пациенту запрещают курить за 4 часа до исследования. Это особенно важно при изучении периферического кровообращения. В норме каждая область поверхности тела имеет характерный тепловой рельеф. Над крупными кровеносными сосудами температура выше, чем в окружающих областях. Более высокая температура отмечается в зонах интенсивной васкуляризации, как, например, в области лба и глазниц, в околоротовой области, в верхней части молочных желез. Температура выше в складках кожи и впадинах , где перекрещиваются тепловые потоки. Тепловое фото содержит обширную информацию о состоянии организма. Перепад температур на протяжении 1 см более чем на 10 С четкой границей свидетельствует о патологическом состоянии. Для воспалительных процессов и для злокачественных опухолей характерна зона гипертермии, соответствующая области инфильтрации с разницей в температуре с окружающими тканями от 1 до 2,50. При нарушении артериального кровообращения (ангиоспазм, сужение или полный стеноз сосуда) определяется зона гипотермии, которая по положению, форме и размерам соответствует области снижения кровотока. Наоборот, при поражениях венозных сосудов обычно выявляется зона повышенной температуры. Термография находит применение в диагностике таких патологических состояний, как, в первую очередь расстройств кровообращения, воспалительных, опухолевых и некоторых профессиональных заболеваний. С помощью термограмм выявляют нарушения мозгового кровотока, окклюзии артерий и вен конечностей. В отношении раковых заболеваний термография оказалась наиболее полезной при исследовании молочных желез. Метод термографии объективен, прост и абсолютно безвреден. К нему нет противопоказаний. Существует весьма интересная разновидность термографии - жидкокристаллическая. Она основана на свойстве некоторых жидких кристаллов, например, эфира холестерола, менять свои оптические свойства в зависимости от температуры. При выполнении жидкокристалической термографии врач наносит на поверхность тела больного специальный состав в виде пленки. В зависимости от интенсивности теплового излучения покрытая пленкой поверхность тела раскрашивается всеми цветами радуги, сигнализируя о местоположении участков аномальной теплопродукции. 5) МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ Рентгеновская КТ и МР-томография имеют много общего. Однако, лежащий в основе этих методов физический принцип измерения принципиально различный. В рентгеновской КТ используется дифференцированная абсорбция рентгеновских лучей различными тканями, в то время как МРТ использует свойства материи. В отличие от рентгеновской КТ, измеряющей только физический параметр – абсорбцию, МРТ выдает информацию, допускающую более тонкую дифференциацию ткани. МРТ - самая молодая из радиологических методик. МР томографы могут создать изображения сечений любой части тела. При этом ионизирующее излучение не используется. В сравнении с ультрасонографией и КТ данная методика дороже, технически сложнее и теоретически труднее для понимания. Несмотря на это, МРТ полностью революционизировала некоторые области диагностической радиологии. Мы с Вами остановимся лишь на упрощенном объяснении основных принципов этого метода. По сравнению с рентгеновским и радионуклидным методами, МРТ использует энергию с противоположного края электромагнитного спектра. До настоящего времени не было сообщений об опасных побочных эффектах МРТ. Энергия МРТ на девять порядков ниже , чем энергия рентгеновского и радионуклидного методов. Физические основы МРТ МР интроскопия основана на явлении магнитного резонанса. Если систему, находящуюся в постоянном магнитном поле, облучить внешним переменным магнитным полем, частота которого равна частоте перехода между энергетическими уровнями ядер атомов, то ядра начнут переходить в вышележащие по энергии квантовые состояния. Иначе говоря, наблюдается избирательное (резонансное) поглощение энергии электромагнитного поля. При прекращении воздействия переменного магнитного поля возникает резонансное выделение энергии. МР исследование опирается на способность ядер некоторых атомов вести себя как магнитные диполи. Этим свойством обладают ядра, которые содержат нечетное число нуклонов, которые отличаются ненулевым спином и соответствующим ему магнитным моментом. Современные МР-томографы настроены на ядра водорода. Ядра водорода, часто в данном контексте именуемые протонами, являются очень маленькими магнитными диполями с северным и южным полюсами. Когда пациента помещают внутрь сильного магнитного поля МР-томографа, все маленькие протонные магниты тела разворачиваются в направлении внешнего поля ( подобно магнитной стрелке, ориентирующейся на магнитное поле Земли). Помимо этого, магнитные оси каждого протона начинают вращаться вокруг направления внешнего магнитного поля. Это специфическое вращательное движение называют прецессией. Огромное число (примерно 1022 в мл воды) содержащихся в большинстве тканей протонов (т.е. ядер водорода) обуславливает тот факт, что чистый магнитный момент достаточно велик, для того чтобы индуцировать электрический ток в расположенной вне пациента принимающей катушке. Эти индуцированные МР-сигналы используются для реконструкции МР-изображений. МРТ- один из вариантов МР интроскопии. МРТ позволяет получать изображение любых слоев тела человека. Поскольку большинство современных МР-томографов настроено на регистрацию радиосигналов атомов водорода, МР-томограмма представляет собой картину пространственного распределения молекул, содержащих атомы водорода. Система для МРТ состоит из магнита, создающего статическое магнитное поле. Магнит полый, в нем имеется туннель, в котором располагается пациент. Стол для пациента имеет автоматическую систему управления движением. Для радиоволнового возбуждения ядер водорода внутри магнита устанавливают дополнительную высокочастотную катушку, которая является и приемником сигнала релаксации. Как почти все в нашем мире, МР-томографы появляются самых разных размеров: очень малые, малые, средние, большие и очень большие. В силу технической природы МРТ их называют томографами и ультраслабым, слабым, средним, сильным и сверхсильным магнитными полями. Эти эпитеты относятся к напряженности постоянного магнитного поля соответствующего прибора. Сила магнитного поля измеряется в теслах (Тл), заменивших несколько лет назад прежнюю единицу Гаусс (1Тл=10000Гс). Для клинической МРТ используются поля силой от 0,1 до 2 Тл ( в эксперименте также используют 4Тл. В клинической обстановке служба радиологической безопасности запрещает применение МР-томографов с полем более 2,5 Тл. Свыше этого предела поля предполагаются потенциально опасными и могут допускаться для исследовательских лабораторий. Для сравнения, сила магнитного поля Земли колеблется от 0,7 Гаусса на полюсе до 0,3 Гаусса на экваторе. Выдающийся контраст мягких тканей - одна из основных характеристик МРТ. которая обусловила столь быстрое развитие этой техники. Этот контраст в основном задан релаксационными явлениями Т1 и Т2. Лет 5-10 назад контрастные средства для МРТ считались совершенно ненужными. Во многих клинических ситуациях это действительно так. Опыт показал, что контрастные средства могут при определенных патологиях увеличить объём диагностической информации. Большое число контрастных средств для МРТ было разработано в течение последних лет. Все они обладают магнитными свойствами и изменяют интенсивность изображения тканей, в которых они находятся, укорачивая релаксацию (Т1 и/или Т2) окружающих их протонов. Наиболее часто используемые контрастные средства содержат парамагнитный йон металла гадолиния (Gd3+ ), связанный с молекулой - носителем. Эти контрастные средства вводятся внутривенно и распределяются по организму подобно водорастворимым рентгенконтрастным средствам. Противопоказания и потенциальные опасности МРТ До настоящего времени не доказаны вредные эффекты используемых в МРТ постоянных и переменных магнитных полей. Однако наличие любого ферромагнитного объекта в теле пациента является абсолютным противопоказанием к применению МРТ. Наиболее важными и опасными объектами являются металлические хирургические клипсы после операции на головном мозге, металлические осколки в теле, искусственные суставы, внутриглазные металлические инородные тела. Наибольшая потенциальная опасность, связанная с этими объектами, - тяжелое кровотечение. Наличие кардиостимуляторов является абсолютным противопоказанием для МРТ. На функционирование этих приборов может повлиять магнитное поле, и, более того, в их электродах могут индуцироваться электрические токи с возможным нагревом электрода. Передаваемые радиочастотные волны всегда вызывают нагрев тканей. Для предотвращения опасного нагрева максимально допустимая энергия, излучаемая на пациента, регулируется международными рекомендациями. Первые три месяца беременности некоторыми авторами расцениваются как абсолютное противопоказание для МРТ из-за риска нагрева плода. В течение первых трех месяцев плод окружен относительно большим объемом амниотической жидкости и обладает крайне ограниченными возможностями для отвода избыточного тепла. МР-томография - исключительно ценный метод исследования. Он позволяет получать изображения тонких слоев тела человека в любом сечении: во фронтальной, сагиттальной, аксиальной и косых плоскостях, при этом воздух и кости не являются помехой для визуализации. Можно реконструировать объемные изображения органов, синхронизировать получение томограмм с зубцами электрокардиограммы. Исследование не обременительно для больного и не сопровождается никакими ощущениями и осложнениями. На МР-томограммах лучше, чем на компьютерных томограммах, отображаются мягкие ткани: мышцы, жировые прослойки, хрящи, сосуды. Преимущества этого метода особенно заметны при визуализации головного мозга. На МР-томограммах видны все анатомические структуры головного мозга: борозды, ядра, раздельно белое и серое вещество, мозговые желудочки. Более того, даже небольшие опухоли мозговой ткани, которые не могут быть выявлены при рентгеновской КТ, хорошо визуализируются на МР-томограммах. Это и понятно: время релаксации опухолевой ткани иное, чем здоровой. Таким образом, МРТ под силу анализировать и получать изображения внутренних органов, основываясь не только на их физической структуре, но и на их химических свойствах. Вследствие небольшого содержания воды в костной ткани последняя не создает экранирующего эффекта, как при рентгеновской КТ, т.е. не мешает изображению, например, спинного мозга, межпозвоночных дисков и т.д. Следовательно, при получении МР-томограмм выпадает отрицательное экранирующее действие костей. Для МРТ не являются препятствием и заполненные воздухом полости, например, легкие, кишечник, желудок, что имеет место при УЗИ. Еще одно важное свойство МРТ: поскольку характеристика сигнала меняется придвижении жидкости, можно получить изображения сосудов, не вводя в них контрастное вещество, (МР-ангиография). МРТ за последние десять лет стала одним из ведущих методов неинвазивной диагностики. В мире установлены более 10000 МР-томографов. Миллионы пациентов прошли обследования на этих приборах и , в большинстве случаев, врачами получены уникальные диагностические данные для установления точного диагноза. Показания к применению метода постоянно расширяются. Если на первых порах основное клиническое применение ограничивалось клиникой неврологических болезней, то в настоящее время исследования проводятся пациентам с заболеваниями опорно-двигательного аппарата, сердца и крупных сосудов, органов малого таза, молочных желез , ЛОР- органов, органов брюшной полости и забрюшинного пространства. Аппараты с большой напряженностью магнитного поля, начиная с 1,5Тл, дополнительно к МРТ выполняют программы спектроскопии, что позволяет изучать химический состав тканей и процессы метаболизма in vivo. С помощью МР-спектроскопии можно, например, изучать обмен веществ в клетке, т.е. метаболизм клеток.
Ультразвуковой метод - это способ дистантного определения положения, формы, величины, структуры и движений органов и тканей, а также патологических очагов с помощью ультразвукового излучения. Ультразвук используется в радиологии для двух основных задач: формирования секционных изображений и измерения скорости тока крови. Применять ультразвук для исследования внутренних органов начали в 40-х годах. Впервые ультразвуковое обследование больного с целью выявления опухоли головного мозга произвел в 1942году австрийский невропатолог Дуссик. Исследование органов брюшной полости началось несколько позже, с 1951 года. Наибольшее распространение в клинической практике нашли три метода УЗ диагностики: одномерное исследование (эхография). двухмерное исследование (сонография), измерение скорости кровотока (доплерогафия). Ультрасонография - это одна из наиболее широко распространенных в лучевой диагностике методик. Рассмотрим основные принципы ультрасонографии. Под ультразвуком подразумевают звуковые волны с частотой свыше 20000Гц, т.е. выше порога слышимости человеческого уха. Наиболее часто используются частоты в диапазоне 2-10 МГц. Известно, что ультразвук способен проходить через плотные вещества, в том числе через человеческое тело. При этом звуковые волны легко реагируют на малейшие изменения в структуре объекта. Ультразвуковая волна отражается от границы двух сред с различным акустическим сопротивлением, например, крови и мозга, крови и мышц, мышц и жировой ткани, мышц и кости. Ультразвук отражается от различных тканей и возвращается к датчику в виде эха. Если на больного направить ультразвуковой сигнал, то, войдя в человеческое тело, он отразится от границы двух сред с различным волновым сопротивлением и возвратится обратно в то же место, откуда он излучался, где луч и воспринимается электронным прибором. Ультразвуковые сканеры по своей диагностической способности, конечно же, уступают компьютерным томографам. Конечно, очень часто, врач, проводящий исследование, сталкивается с трудностями, обусловленными чисто физическими ограничениями ультразвука, например, недостаточной разрешающей способностью метода, которая не позволяет хорошо визуализировать отдельные эхоструктуры размерами 3-4 мм. Сюда же следует отнести невозможность провести дифференциацию уже обнаруженных очаговых эхоструктур в случае их эхогенности. Большое значение также играют такие факторы, как расположение органов, их синтопия, наличие на поверхности кожи послеоперационных рубцов и повязок. Наконец, важную роль играют знание врачом ультразвуковой анатомии и владение навыками УЗИ. УЗИ является оператор-зависимой методикой, где квалификация и практические навыки проводящего исследование определяют успех и неудачу исследования. Однако, сама процедура ультразвуковой диагностики непродолжительна, безболезненна, может многократно повторяться. Ультразвуковая установка занимает мало места, не требует никакой защиты. Стоит УЗ аппаратура относительно дешево, проще и дешевле её эксплуатация. УЗ исследования могут быть использованы для обследования как стационарных, так и амбулаторных больных. Но самое главное преимущество УЗИ в том, что оно не связано с ионизирующим излучением и в применяемом в диагностике диапазоне не вызывает биологических эффектов, то есть абсолютно безвредно. Поэтому в отличие от рентгенологического и радионуклидного методов УЗИ широко применяется в педиатрии, акушерстве. Пожалуй, наиболее важное значение УЗ диагностика приобрела в акушерстве. С помощью УЗИ можно определить состояние плода, его размеры, изучить состояние внутренних органов. УЗ диагностика эффективна в исследованиях паренхиматозных органов брюшной полости, органов малого таза, заболеваний щитовидной железы.
Радионуклидный метод- это способ исследования функционального и морфологического состояния органов и систем с помощью радиоактивных нуклидов и меченных ими индикаторов. Общее между рентгенологическими исследованиями и радионуклидной диагностикой - использование ионизирующего излучения. Все рентгенологические исследования, включая КТ, базируются на фиксации прошедшего через тело пациента, т.е. пропущенного, излучения. В то же время радионуклидная визуализация основана на регистрации излучения, испускаемого находящимися внутри пациента радиоактивным веществом. РФП могут использоваться как для диагностических, так и для терапевтических целей. Все они имеют в своем составе радионуклиды - нестабильные атомы, спонтанно распадающиеся с выделением энергии. При синтезе РФП радионуклид соединяется с молекулой-носителем, определяющей его распределение в организме. Идеальный РФП распространяется в организме только в пределах, предназначенных для визуализации определенных органов и структур. Запись характеристик радиоактивности может в дальнейшем предоставить важную функциональную информацию. Способность изучения физиологических функций главное преимущество радионуклидной визуализации по сравнению с альтернативными радиологическими методиками. Относительный недостаток - низкое пространственное разрешение. В идеальном случае период полураспада радионуклида должен быть примерно равен 1/3 продолжительности исследования, которая находится в диапазоне от десяти минут до нескольких часов. Это должно ограничить наличие существенной радиоактивности рамками обследования, без чрезмерного воздействия излучения на пациента после его завершения. Процесс радиоактивного распада может сопровождаться испусканием альфа-, бета-, или гамма-лучей. Для целей визуализации предпочтительнее использовать радионуклиды, испускающие гамма-кванты (высокоэнергетическое электромагнитное излучение). Альфа -частицы (ядра гелия) и бета-частицы (электроны) не используются для целей визуализации из-за плохого прохождения через ткани. Подобно рентгеновским лучам, проникающая способность гамма-излучения возрастает с увеличением энергии фотонов. С другой стороны, энергия не должна быть чрезмерно велика, чтобы фотоны не проходили через детектор без поглощения. Для радионуклидной визуализации предпочтительна энергия в диапазоне 50-300 кэВ, идеальная энергия 150 кэВ. Одним из методик радионуклидных исследований является радиоиммунный анализ. 6. Получение изображений для медицинской диагностики и их анализ. Изображения в медицинской практике создаются специальными системами. Их назначение – сделать доступной для зрительного восприятия информацию, которая не воспринемается визуально. Все изображающие радиологические системы – рентгеновские, радионуклидные, ультразвуковые, термографические, магнитно-резонансные – могут быть представлены в виде схемы. Первый блок – источник излучения. Он может находиться как снаружи от пациента, так и быть введеным внутрь него. Излучение может генерироваться в теле человека спонтанно (термография) или вследствие внешнего возбуждения (МРТ). Второй блок – детектор излучения. Он опосредовательно взаимодействует с исследуемым объектом. Его назначение – уловить данное излучение и преобразовать его в диагностическую информацию. Это может быть –флюоресцентный экран, фото- или рентгеновская пленка, газоразрядная камера или сцинцилляционный счетчик и т.д. Третий блок – преобразователь. Его назначение повысить информационную емкость сигнала, убрать помехи, преобразовать его в удобную форму. Четвертый блок – синтезатор изображений. Его назначение – создать изображение исследуемого органа, части тела или всего человека. Пятый блок – специалист, который оценивает и интерпретирует полученную информацию. ИСТОЧНИК ИЗЛУЧЕНИЯ ПАЦИЕНТДЕТЕКТОР ИЗЛУЧЕНИЯ БЛОК ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИНТЕЗАТОР ИЗОБРАЖЕНИЯ ВРАЧ Любому врачу, независимо от его профиля, приходится иметь дело с материалами лучевых исследований: рентгенограммами, сцинтиграммами, сонограмамми, и т.д. Следовательно, каждый врач должен обладать элементарной базой данных, позволяющей ему правильно интерпретировать результаты назначенных им исследований. Принципиальный порядок изучения лучевого изображения:
Этапы лучевого диагностического обследования ДАННЫЕ АНАМНЕЗА И КЛИНИЧЕСКАЯ КАРТИНА ЗАБОЛЕВАНИЯ  ВЫБОР МЕТОДА ЛУЧЕВОГО ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОДГОТОВКА БОЛЬНОГО ПРОВЕДЕНИЕ ЛУЧЕВОГО ИССЛЕДОВАНИЯ АНАЛИЗ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОРГАНОВ, ПОЛУЧЕННОГО С ПОМОЩЬЮ ЛУЧЕВЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ АНАЛИЗ ФУНКЦИИ ОРГАНА, ПОЛУЧЕННОЙ С ПОМОЩЬЮ ЛУЧЕВЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СОПОСТАВЛЕНИЕ ПОЛУЧЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ В ДИНАМИКЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ (ПРИ ВОЗМОЖНОСТИ) СОПОСТАВЛЕНИЕ ПОЛУЧЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ С ДАННЫМИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ И ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КЛИНИКО-ЛУЧЕВОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ VI. План и организационная структура занятия: VI. План и организационная структура занятия:
VII. Материалы методического обеспечения занятия. 1. материалы контроля для подготовительного этапа занятия. Вопросы: 1.Назовите физические явления, которые лежат в основе методов лучевой диагностики (рентгенологического, радионуклидного, ультразвукового, магнитно-резонансного, термографического). 2.Назовите какие лучевые методы относятся к ионизирующим и неионизирующим. 3..Что такое радиоактивный распад? Какие бывают виды радиоактивного распада? 4. Что представляет собой рентгеновское излучение? 2.Материал методического обеспечения: учебные таблицы, учебные задачи, демонстрационная аппаратура, компьютерное обеспечение. Материалы контроля заключительного этапа:
Тести:
Методические разработки, списки литератур, консультации преподавателей. VIII. Литература: 1. Л.Д.Линденбратен, И.П.Королюк – Медицинская радиология, М., Медицина, 2000. 665с.
1 2 |