Радиол. Реферат по медицинской радиологии Введение в медицинскую радиологию
 Скачать 72.22 Kb.
|
1 2 Общие принципы выбора оптимального лучевого метода исследования Цель изучения данного раздела соотвествует его названию - научиться трактовать общие принципы выбора оптимального лучевого метода исследования. Как показано в предыдущих разделах, существует четыре группы лучевых методов исследования – рентгенологические, ультразвуковые, радионуклидные и магнитно-резонансные. Для эффективного использования их в диагностике различных заболеваний врачу-лечебнику необходимо уметь выбрать из этого множества методов оптимальный для конкретной клинической ситуации. При этом следует руководствоваться такими критериями, как: 1) информативность метода; 2) биологическое действие излучений, применяемых при этом методе; 3) доступность и экономичность метода. Информативность лучевых методов исследования, т.е. их способность обеспечить врача информацией о морфологическом и функциональном состоянии различных органов, является основным критерием выбора оптимального лучевого метода исследования и будет подробно освещена в разделах второй части нашего учебника. Сведения о биологическом действии излучений, применяемых при том или другом лучевом методе исследования, относятся к исходному уровню знаний-умений, осваиваемых в курсе медицинской и биологической физики. Однако, учитывая важность этого критерия при назначении пациенту лучевого метода, следует подчеркнуть, что все рентгенологические и радионуклидные методы связаны с ионизирующими излучениями и соответственно вызывают ионизацию в тканях организма пациента. При правильном выполнении этих методов и соблюдении принципов радиационной безопасности они не представляют угрозы здоровью и жизни человека, т.к. все обусловленные ими изменения являются обратимыми. В то же время необоснованно частое их применение может привести к увеличению суммарной дозы облучения, полученной пациентом, возрастанию риска возникновения опухолей и развитию в его организме местных и общих лучевых реакций, о которых вы подробно узнаете из курсов лучевой терапии и радиационной гигиены. Основным биологическим эффектом при проведении ультразвуковых исследований и магнитно-резонансной томографии является нагревание. Более выражен этот эффект при МРТ. Поэтому первые три месяца беременности некоторыми авторами расцениваются как абсолютное противопоказание для МРТ из-за риска перегревания плода. Еще одним абсолютным противопоказанием к применению этого метода является наличие ферромагнитного объекта, перемещение которого может быть опасным для пациента. Наиболее важными являются внутричерепные ферромагнитные клипсы на сосудах и внутриглазные ферромагнитные инородные тела. Наибольшая связанная с ними потенциальная опасность - кровотечение. Наличие кардиостимуляторов также является абсолютным противопоказанием для МРТ. На функционирование этих приборов может повлиять магнитное поле, и, более того, в их электродах могут индуцироваться электрические токи, способные нагреть эндокард. Третий критерий выбора оптимального метода исследования – доступность и экономичность – явлется менее важным, чем первые два. Однако, направляя пациента на обследование, любой врач должен помнить, что начинать следует с более доступных, распространенных и менее дорогих методов. Соблюдение этого принципа, прежде всего, - в интересах пациента, которому диагноз будет установлен в более короткий срок. Таким образом, при выборе оптимального лучевого метода исследования врач должен, главным образом, руководствоваться его информативностью, а из нескольких методов, близких по информативности, назначить более доступный и обладающий меньшим воздействием на организм пациента. Роль лучевой диагностики в подготовке врача и в медицинской практике все возрастает. Это связано с созданием диагностических центров, с вводом в строй крупных городских, областных и республиканских больниц, оснащенных новейшей аппаратурой, с развертыванием сети межрайонных больниц со специализированными отделениями. Это объясняется также быстрыми успехами компьютерной рентгеновской и магнитно-резонансной томографии, ультразвуковых и радионуклидных исследований. Указанные обстоятельства ведут к созданию новой системы медицинской диагностики, существенную часть которой составляет лучевая диагностика, открывающая небывалые прежде возможности углубленного исследования органов путем получения их изображений (medical imaging) с помощью различных полей и излучений. В) Лучевая терапия Лучевая терапия - метод лечения опухолевых и ряда неопухолевых заболеваний с помощью ионизирующих излучений. Такое излучение создается с помощью специальных аппаратов, в которых используется радиоактивный источник. Эффект лучевой терапии основан на повышенной чувствительности раковых клеток к ионизирующему излучению. Под действием этого излучения в клетках развивается огромное количество мутаций, и они погибают. При этом нормальные клетки организма не подвергаются таким изменениям, так как более устойчивы к облучению. Гибель опухоли происходит также за счет специальной методики облучения, когда лучи подводятся к опухоли с разных сторон. В результате в опухоли накапливается максимальная доза. Лучевая терапия является одним из трех ведущих методов лечения онкологических заболеваний. Наравне с хирургическим и лекарственным методом лечения, лучевая терапия позволяет добиться при некоторых заболеваниях полного излечения, например, при лимфогранулематозе. При ряде заболеваний лучевая терапия дополняет химиотерапию и хирургическое лечение, улучшая результат. Например, при раке молочной железы, при раке прямой кишки, при раке легкого и др. При ряде заболеваний лучевая терапия избавляет больного от мучительных симптомов заболевания. Например, при метастазах рака в кости уменьшаются боли. Лучевая терапия используется и в лечении неопухолевых заболеваний. Так, например, ранее рентгенотерапия использовалась как способ эпиляции и лечения повышенной потливости. Сегодня этот вид лечения часто используется для лечения пяточных шпор. Ионизирующее излучение является небезопасным для здоровых тканей, поэтому облучение проводится в несколько сеансов. При необходимости проводят облучение с нескольких точек, таким образом, чтобы здоровые ткани получали минимум дозы, а опухоль максимум. Лучевая терапия всегда начинается с планирования. Для этого выполняется ряд рентгенологических исследований, при которых определяется точное месторасположение опухоли. С помощью такой методики удается направить ионизирующее излучение точно на опухоль. Существует несколько видов лучевой терапии. Прежде всего, они делятся по виду излучения - рентгентерапия и гамматерапия. По расположению источника относительно тела человека существует дистанционное облучение (на расстоянии), контактное, внутриполостное. Излучение может подводиться непосредственно к опухоли с помощью тонких игл (внутритканевое облучение). Во время сеанса пациент не испытывает боли и каких-либо других ощущений. Облучение проходит в специально оборудованном помещении. Медсестра помогает больному занять положение, которое было выбрано во время планирования (разметки). С помощью специальных блоков защищают от облучения здоровые органы и ткани. После этого начинается сеанс, который длится от 1 до 5 минут. Врач наблюдает за процедурой из кабинета, имеющего визуальное сообщение с помещением, где проводится облучение. Побочные эффекты лучевой терапии При дистанционном облучении может возникать сухость кои, шелушение, зуд, краснота, появления мелких пузырьков. Для предупреждения и лечения такой реакции используются мази, аэрозоль "Пантенол", кремы и лосьоны для ухода за детской кожей. При облучении опухолей головы и шеи может отмечаться выпадение волос, нарушение слуха, ощущение тяжести в голове. При лучевой терапии опухолей лица и шеи может отмечаться сухость во рту, першение в горле, боли при глотании, осиплость голоса, потеря аппетита. Для предотвращения и усиления подобных реакций рекомендуется не употреблять острую, соленую, кислую и грубую пищу. Полезна пища, приготовленная на пару, вареная, измельченная или протертая. Питание должно быть частым и небольшими порциями. Рекомендуется употреблять больше жидкости (кисели, фруктовые компоты, отвар шиповника, некислый клюквенный морс). Для уменьшения сухости и першения в горле используется отвар ромашки, календулы, мяты. Рекомендуется закапывать в нос масло облепихи на ночь. Днем принимать несколько ложек растительного масла натощак. Зубы следует чистить мягкой зубной щеткой. При облучении органов грудной полости могут возникать боли и затруднение при глотании, сухой кашель, одышка, болезненность мышц. При облучении молочной железы может отмечаться болезненность мышц, припухлость и болезненность молочной железы, воспалительная реакция кожи в области облучения. Иногда отмечается кашель, воспалительные явления со стороны горла. За кожей следует ухаживать по вышеописанной методике. При облучении опухолей органов брюшной полости может отмечаться потеря аппетита, снижение веса, тошнота и рвота, понос, боли. При облучении органов малого таза побочными эффектами являются тошнота, потеря аппетита, понос, нарушение мочеиспускания, боли в прямой кишке, сухость влагалища и выделения. Для устранения этих явлений рекомендуется диетическое питание. Кратность приемов пищи следует увеличить. Пища должна быть отварной или приготовленной на пару. Не рекомендуются острые, копченые, соленые блюда. При вздутии живота следует отказаться от молочных продуктов, рекомендуются протертые каши, супы, кисели, паровые блюда, пшеничный хлеб. Потребление сахара следует ограничить. Сливочное мало рекомендуется класть в готовые блюда. При лучевой терапии следует носить свободную одежду, которая не стесняет место, где проводится облучение, не натирает кожу. Нательное белье должно быть из льна или хлопка. Для мытья следует использовать теплую воду и мыло. Обычно дистанционное облучение длится 3-4 недели. Внутриполостное облучение занимает меньше времени. Существует методика, при которой за один сеанс дают большую дозу, однако общая доза за курс меньше (при равном эффекте). В таких случаях облучение проводится в течение 3-4 дней. При лучевой терапии, особенно при сочетании ее с химиотерапией, нередко отмечается нейтропения - снижение уровня лейкоцитов - защитных клеток крови. Лучевая терапия редко является причиной возникновения вторичных опухолей. Обычно такие опухоли возникают через 10-20 лет после облучения. Как правило, вторичные опухоли появляются после проведения лучевой терапии в высоких дозах. В целом при лучевой терапии редко встречаются летальные осложнения. Лучевая терапия располагает в настоящее время большим набором источников квантового и корпускулярного излучений, обеспечивающих облучение нужного объема тканей в нужной дозе. Поэтому лучевая терапия стала важной частью комплексного лечения злокачественных опухолей, а лучевые терапевты работают в тесном контакте с онкологами, хирургами и химиотерапевтами. Без радиологии сегодня не могут обойтись никакие медицинские дисциплины. Лучевые методы широко используют в анатомии (рентгеноанатомия), физиологии (рентгенофизиология), биохимии (радиационная биохимия). Изучением действия ионизирующих излучений на живые объекты занимается радиобиология. В связи с развитием ядерных технологий и расширяющимся применением излучений в медицинской практике, народном хозяйстве и научных исследованиях все большее значение приобретает радиационная гигиена. К смежным специальностям относятся также все основные клинические дисциплины: кардиология, пульмонология, гастроэнтерология, остеопатология, эндокринология и т. д. Это и понятно. Уже давно не найти области изолированного использования законов и методов патологической анатомии и физиологии, терапии и хирургии, стоматологии и радиологии — есть лишь сфера их взаимного сопряженного коллективного действия.В этом содружестве дисциплин медицинская радиология занимает обширную территорию. 4. Технологические аспекты направления 1.1 Рентгеновская трубка В течение последних 100 лет основные принципы устройства рентгеновской трубки не претерпели существенных изменений. Внутри вакуумной оболочки, обычно изготовленной из стекла, располагаются два электрода. Катод включает нить накаливания, такую же, как и в электрической лампочке. Когда её свечение достигает белого каления, выделяется облако электронов. Для анода используют хорошо теплопроводящие материалы, например медь. На конце анода находится небольшое количество другого вещества, обычно вольфрама. Эту конструкцию называют — мишень для рентгеновских лучей. Когда высокое напряжение, обычно в порядке от 25,000 volts (25kV) до 150,000 volts (150 kV), устанавливается между катодом и анодом, электроны от катода устремляются к мишени. Область мишени, где электроны с ней сталкиваются, что и приводит к испусканию рентгеновских лучей, называется фокусом или фокальным пятном. Высокое напряжение, подводимое к рентгеновской трубке, обычно характеризуется максимальным или пиковым значением, так как применяемое напряжение обычно не постоянно. Таким образом, речь идёт о киловольтном пике kVp и качество пучка рентгеновского излучения обычно определяется величиной kVp. Ток в рентгеновской трубке измеряется в миллиамперах (мА) и определяет степень нагрева нити накаливания. Мощность дозы рентгеновского пучка, выраженная в миллиамперах в секунду (мАс), зависит от тока в трубке, отнесенного к времени работы. Таким образом, количество рентгеновского излучения прямо пропорционально мАc. Производятся две различные вида рентгеновских трубок – генерирующих тормозное рентгеновское излучение или испускающие характеристическое рентгеновское излучение. Тормозное рентгеновское излучение возникает в результате взаимодействия электронов с материалом мишени. В процессе взаимодействия производится рентгеновское излучение, которое может иметь энергию в границах от нуля до величины, определяемой напряжением между анодом и катодом. Например, рентгеновская трубка с киловольтным пиком в 100 kVp производит рентгеновские лучи с энергией от 0 до 100 keV. Характеристическое рентгеновское излучение генерируется, когда электронная бомбардировка атомов мишени приводит к их возбуждению, т.е. выталкиванию электронов с внутренних орбит на наружные. Затем электроны возвращаются на свои внутренние орбиты, излучая квант характеристического рентгеновского излучения. Оно называется характеристическим, так как его энергия соответствует веществу мишени. Большинство рентгеновских излучений, используемых в диагностике относятся к категории тормозного. Лишь небольшой процент рентгеновской энергии является характеристическим излучением (менее 15% at 100 kVp). В этом процессе почти 99% кинетической энергии электронов превращается в термическую (тепло), которая должна отводиться от трубки. Поэтому можно сказать, что этот способ получения рентгеновского излучения эффективен только на 1%. 1.2 Рентгеновский спектр и фильтрация Широкий диапазон энергий производимых рентгеновских лучей может быть описан рентгеновским спектром. На Рисунке 2 показан типичный спектр, из которого вы можете видеть, что большая часть излучения является низкоэнергетической. Эта радиация легко поглощается телом человека, приводя к накоплению нежелательной дозы, и не участвует в формировании диагностического изображения.Мы можем удалить эту часть спектра путём введения алюминиевого фильтра, несколько миллиметров толщиной непосредственно за рентгеновской трубкой. Если не используется фильтр, кожная доза пациента может превысить норму в 10 раз без какой-либо заметной разницы в качестве рентгеновского снимка. Конечно, это приводит к необоснованному облучению пациента и этого нужно избегать. 1.3 Коллимирование Так как количество радиации, воздействующей на пациента пропорционально размеру рентгеновского поля облучения, его размер всегда должен быть скорректирован до минимально необходимой величины необходимой для проведения исследования. Это известно как коллимирование. При коллимировании пучка (обычно используются непроницаемые для рентгеновского излучения коллиматоры, с квадратными или круглыми полями) мы также обеспечиваем то, что рассеянное излучение, достигающее персонал, проводящий рентгеновские исследования, удерживается на минимуме. Наибольшее количество рассеянной радиации приходится на ближайшую к рентгеновской трубке часть тела пациента. 1.4 Сокращение рассеивания Радиографическое изображение фиксирует ослабление радиации – кости производят наибольшее ослабление, а воздух в лёгких – наименьшее. Хороший радиограф должен довести до максимума контраст между различными типами тканей. Тем ни менее, это осложняется тем фактом, что рассеянная радиация от пациента ухудшает качество радиографического изображения. Для того, чтобы удалить это нежелательное рассеивание используется анти-рассевающая решётка. Такая решётка состоит из ряда узких, близко расположенных свинцовых полос с низко ослабляющим радиацию материалам между ними. Только радиация, которая распространяется по прямой линии от рентгеновской трубки к приемнику изображения (плёнка или усилителю) может пройти сквозь решётку. Решётка гасит около половины тормозного излучения. Это значит, что уровень облучения пациента должен быть удвоен с целью получить равное число рентгеновских фотонов достигших приемника изображения и таким образом получить изображение, которое можно использовать. Реальный размер решётки приведенной на Рисунке 5 намного меньше размеров рисунка. На самом деле, полоски решётки имеют толщину в 1мм и расположены с плотностью 25 полосок на сантиметр. Альтернативой решётке является использование воздушного зазора. В этой случае, воздушный зазор достигает приблизительно 10-20 см и располагается между пациентом и приемником изображения. Эта дистанция позволяет низкоэнергетической рассеянной радиации избежать взаимодействия с приемником изображения. Эффективность приблизительно равна эффективности использования анти-рассеивающей решётки. При этой технологии увеличение расстояние от объекта до плёнки влечёт за собой усиление изображения. Для компенсации этого эффекта, дистанцию от источника до изображения также возрастает. Техника воздушного зазора широко применяется в радиографии грудной клетки. 1.5 Приемник изображения Рентгеновские снимки могут фиксироваться на плёнку (радиографические изображения) или визуализироваться с помощью электронного детектора (флюороскопическое изображение). В случае плёнки, радиация не воздействует непосредственно на плёнку. Вместо этого, рентгеновская энергия вначале конвертируется в свет посредством усиливающего экрана и затем воздействует на плёнку (как показано на Рисунке 3 Раздела 1.2). В этом типе визуализации, выбор комбинации пленки и экрана делает значимой разницу в радиационных дозах для пациента. Обычная комбинация плёнки и экрана требует для получения изображения дозы порядка 5 мГр. В зависимости от части тела пациента, кожная доза в области входа рентгеновских лучей может быть порядка 1 мГр. Обычно выбираемая комбинация представляет собой компромисс между минимальной дозой радиации и максимальным качеством изображения, а также стоимостью. Не должно допускаться использование плёнок без усиливающего экрана из-за относительно высокого уровня радиационных доз и низкого качества получаемых снимков. В случае флюороскопии электронный детектор как и усилитель изображения используется для получения снимка. Усилитель изображения состоит из ФЭУ с системой динодов покрытых с фосфором (input phosphor) , который вначале преобразует рентгеновские лучи в свет, а затем в электроны. Электроны, имеющие заряд, могут затем фокусироваться и ускоряться по направлению ко второму диноду, который опять превращает их в видимый свет большей интенсивности (см. Рисунок 6). Сигнал виден на телевизионном мониторе и затем может быть рассмотрен и обработан как требуется. Уровень дозы с использованием системы усиления изображения обычно варьируется на уровне 50 мкГр/мин, приводя к кожной дозе пациента порядка 10 мкГр/мин. В некоторых процедурах, время воздействия может быть достаточно длительным и может быть при неосторожности получена высокая кожная доза. В крайних случаях могут возникнуть радиационные ожоги. Ранее флюороскопия проводилась с использованием флюоресцентного экрана непосредственно рентгенологом. Эта практика приводила к высокой дозе облучения пациента и рентгенолога, во многих странах такой вид обследования сейчас находится под запретом. 1.6 Специальные техники визуализации Компьютерная томография (CT) это особый вид радиографической визуализации, когда рентгеновский луч используется в форме вращающегося веера, а приемник изображения это линейный блок детекторов регистрирующих фотоны рентгеновского излучения. Полученные данные обрабатываются с использованием сложных алгоритмов и в результате получают объемное изображение, представляющее собой набор эффективный срезов тела пациента по различным направлениям Маммография схожа с обычной плёночной радиографией, но использует низкоэнергетическое рентгеновское излучение (с энергией около 25 kVp) для усиления контраста между структурами мягких тканей груди. По причине использования низкой энергии, радиационная входная доза пациента может быть достаточно высокой и поэтому требуется строгий контроль качества. 1 2 |