Современная лучевая диагностика. Общие вопросы лучевой диагностики. Что такое лучевая диагностика. История становления лучевой диагностики. При неотложных состояниях

Литература.

Тест-вопросы.

Магнитно-резонансная томография (МРТ).

Рентгеновская компьютерная томография (КТ).

Ультразвуковое исследование (УЗИ).

Радионуклидная диагностика (РНД).

Рентгенодиагностика.

Часть I. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ.

Глава 1.

Методы лучевой диагностики .

Лучевая диагностика занимается применением различных видов проникающих излучений, как ионизационных, так и не ионизационных, с целью выявления заболеваний внутренних органов.

Лучевая диагностика в настоящее время достигает 100% применения в клинических методах обследования больных и состоит из следующих разделов: рентгенодиагностика (РДИ), радионуклидная диагностика (РНД), ультразвуковая диагностика (УЗД), компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ). Порядок перечисления методов определяет хронологическую последовательность внедрения каждого из них в медицинскую практику. Удельный вес методов лучевой диагностики по данным ВОЗ на сегодня составляет: 50% УЗД, 43% РД (рентгенография легких, костей, молочной железы – 40%, рентгенологическое исследование желудочно-кишечного тракта – 3%), КТ – 3%, МРТ –2%, РНД-1-2%, ДСА (дигитальная субтракционная артериография) – 0,3%.

1.1. Принцип рентгенодиагностики заключается в визуализации внутренних органов с помощью направленного на объект исследования рентгеновского излучения, обладающего высокой проникающей способностью, с последующей регистрацией его после выхода из объекта каким-либо приемником рентгеновских лучей, с помощью которого непосредственно или опосредственно получается теневое изображение исследуемого органа.

1.2. Рентгеновские лучи являются разновидностью электромагнитных волн (к ним относятся радиоволны, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовые лучи, гамма-лучи и др.). В спектре электромагнитных волн они располагаются между ульрафиолетовыми и гамма-лучами, имея длину волны от 20 до 0,03 ангстрем (2-0,003 нм, рис. 1). Для рентгенодиагностики применяются самые коротковолновые рентгеновские лучи (так называемое жёсткое излучение) с длиной от 0,03 до 1,5 ангстрем (0,003-0,15 нм). Обладая всеми свойствами электромагнитных колебаний – распространение со скоростью света

(300000 км/сек), прямолинейность распространения, интерференция и дифракция, люминесцентное и фотохимическое действие, рентгеновское излучение имеет и отличительные свойства, которые и обусловили применение их в медицинской практике: это проникающая способность – на этом свойстве базируется рентгенодиагностика, и биологическое действие – составляющее сущность рентгенотерапия.. Проникающая способность помимо длины волн («жёсткости») зависит от атомного состава, удельного веса и толщины исследуемого объекта (обратная зависимость).

1.3. Рентгеновская трубка (рис. 2) является стеклянным вакуумным баллоном, в которомвстроены два электрода: катод в виде вольфрамовой спирали и анод в виде диска, который при работе трубки вращается со скоростью 3000 оборотов в минуту. На катод подается напряжение до 15 в, при этом спираль нагревается и эмиссирует элекроны, которые вращаются вокруг нее, образуя облако электронов. Затем подается напряжение на оба эектрода (от 40 до 120 кВ), цепь замыкается и электроны со скоростью до 30000 км/сек летят к аноду, бомбардируя его. При этом кинетическая энергия летящих электронов превращается в два вида новой энергии – энергию рентгеновских лучей (до 1,5%) и в энергию инфракрасных, тепловых, лучей (98-99%).

Получаемые рентгеновские лучи состоят из двух фракций: тормозной и характеристической. Тормозные лучи образуются вследствие сталкивания летящих от катода электронов с электронами наружных орбит атомов анода, вызывая перемещение их на внутренние орбиты, результатом чего и является освобождение энергии в виде квантов тормозного рентгеновского излучения малой жёсткости. Характеристическая фракция получается вследствие проникновения элетронов до ядер атомов анода, результатом чего является выбивание квантов характеристического излучения.

Именно эта фракция, в основном, и используется для диагностических целей, так как лучи этой фракции более жёсткие, то есть обладают большой проникающей способностью. Долю этой фракции увеличивают, подавая более высокое напряжение на рентгеновскую трубку.

1.4. Рентгенодиагностический аппарат или, как сейчас принято обозначать, рентгенодиагностический комплекс (РДК) состоит из следующих основных блоков:

а) рентгеновский излучатель,

б) рентгеновское питающее устройство,

в) устройства для формирования рентгеновских лучей,

г) штатив(ы),

д) приемник(и) рентгеновских лучей.

Рентгеновский излучатель состоит из рентгеновской трубки и системы охлаждения, которая необходима для поглощения тепловой энергии, в большом количестве образующейся при работе трубки (иначе анод быстро разрушится). В качестве охлаждающих систем используется трансформаторное масло, воздушное охлаждение с помщью вентиляторов, или их сочетание.

Следующий блок РДК - рентгеновское питающее устройство , куда входят низковольтный трансформатор (для разогрева спирали катода необходимо напряжение 10-15 вольт), высоковольтный трансформатор (для самой трубки необходимо напряжение от 40 до 120 кВ), выпрямители (для эффективной работы трубки нужен постоянный ток) и пульт управления.

Устройства для формирования излучения состоят из алюминиевого фильтра, который поглощает «мягкую» фракцию рентгеновских лучей, делая его более однородным по жёсткости; диафрагмы, которая формирует рентгеновский пучок по размеру снимаемого органа; отсеивающей решётки, которая отсекает рассеянные лучи, возникающие в теле пациента, с целью улучшения резкости изображения.

Штатив(ы ) служат для расположения пациента, а в ряде случаев и рентгеновской трубки.. Выделяют штативы предназначенные только для рентгенографии - рентгенографические, и универсальные, на которых можно проводить и рентгенографию, и рентгеноскопию.. В рентгенодиагностический комплекс может входить разное количество штативов – один, два, три, что определяется комплектацией РДК в зависимости от профиля ЛПУ.

Приемник(и) рентгеновских лучей . В качестве приемников применяют флюоресцирующий экран для просвечивания, рентгеновскую плёнку (при рентгенографии), усиливающие экраны (плёнка в кассете располагается между двумя усиливающими экранами), запоминающие экраны (для люминисцентной s. компьютерной рентгенографии), усилитель рентгеновского изображения - УРИ, детекторы (при использовании цифровых технологий).

1.5. Технологии получения рентгеновского изображения в настоящее время существуют в трёх вариантах:

прямая аналоговая,

непрямая аналоговая,

цифровая (дигитальная).

При прямой аналоговой технологии (рис. 3) рентгеновские лучи, идущие от рентгеновской трубки и проходя через исследуемую область тела, неравномерно ослабляются, так как по ходу рентгеновского пучка встречаются ткани и органы с различным атомным

и удельным весом и различной толщины. Попадая на простейшие приемники рентгеновских лучей - рентгеновскую пленку или флюоресцирующий экран, они формируют суммационное теневое изображение всех тканей и органов, попавших в зону прохождения лучей. Это изображение изучается (интерпретируется) или непосредственно на флюоросцерующем экране или на рентгеновской плёнке после её химической обработки. На этой технологии основаны классические (традиционные) методы рентгенодиагностики:

рентгеноскопия (флюороскопия за рубежом), рентгенография, линейная томография, флюорография.

Рентгеноскопия в настоящее время используется, в основном, при исследовании желудочно-кишечного тракта. Её достоинствами явлется а) изучение функциоальных характеристик исследуемого органа в масштабе реального времени и б) полное изучение его топографических характеристик, так как больного можно установить в разные проекции, вращая его за экраном. Существенными недостатками рентгеноскопии является высокая лучевая нагрузка на пациента и малая разарешающая способность, поэтому она всегда сочетается с рентгенографией..

Рентгенография является основным, ведущим методом рентгенодиагностики. Её достоинствами является: а) высокая разрешающая способность рентгеновского изображения (на рентгенограмме можно обнаружить патологические очаги размером в 1-2 мм), б) минимальная лучевая нагрузка, так как экспозиции при получении снимка составляют, в основном, десятые и сотые доли секунды, в) объективность получения информации, так как рентгенограмма может анализироваться и другими, более квалифицированными специалистами, г) возможность изучения динамики патологического процесса по рентгенограммам, сделанным в разные периода болезни, д) рентгенограмма является юридическим документом. К недостаткам рентгеновского снимка относят неполные топографические и функциоальные характеристики исследуемого органа.

Обычно при рентгенографии применяются две проекции, которые называют стандартными: прямая (передняя и задняя) и боковая (правая и левая). Проекция определяется придлежанием кассеты с плёнкой к поверхности тела. Например, если кассета при рентгенографии грудной клетки располагается у передней поверхности тела (в этом случае рентгеновская трубка будет располагаться сзади), то такая проекция будет называться прямой передней; если же кассета располагается вдоль задней поверхности тела, получается прямая задняя проекция. Помимо стандартных проекций существуют дополнительные (атипичные) проекции, которые применяются в тех случаях, когда в стандартных проекциях вследствие анатомо-топографических и скиалогических особенностей мы не можем получить полное представление об анатомических характеристиках исследуемого органа. Это косые проекции (промежуточные между прямой и боковой), аксиальная (при этом рентгеновский луч направляется вдоль оси туловища или исследуемого органа), тангенциальная (в этом случае рентгеновский луч направляют касательно к поверхности снимаемого органа). Так, в косых проекциях снимают кисти, стопы, крестцово-подвздошные сосчленения, желудок, двенадцатиперстную кишку и др., в аксиальной – затылочную кость, пяточную кость, молочную железу, органы малого таза и др., в тангенциальной – кости носа, скуловую кость, лобные пазухи и др.

Помимо проекций при рентгенодиагностике используют разные позиции пациента, что определяется методикой исследования или состоянием больного. Основной позицией является ортопозиция – вертикальное положение пациента при горизонтальном направлении рентгеновских лучей (применяется при рентгенографии и рентгеноскопии легких, желудка, при флюорографии). Другими позициями являются трохопозиция – горизонтальное положение пациента при вертикальном ходе рентгеновского пучка (применяется при рентгенографии костей, кишечника, почек, при исследовании пациентов в тяжелом состоянии) и латеропозиция - горизонтальное положение пацикнта при горизонтальном же направлении рентгеновских лучей (применяется при специальных методиках исследования).

Линейная томография (рентгенография слоя органа, от tomos – слой) применяется для уточнения топографии, размеров и структуры патологического очага. При этом методе (рис. 4) в процессе рентгенографии рентгеновская трубка двигается над поверхностью исследуемого органа под углом 30, 45 или 60 градусов в течение 2-3 сек., а кассета с плёнкой в это же время двигается в противоположном направлении. Центром их вращения является выбранный слой органа на определённой глубине от его поверхности, глубина это

ГУ «Уфимский НИИ глазных болезней» АН РБ, г. Уфа

Открытие рентгеновских лучей положило начало новой эре в медицинской диагностике — эре рентгенологии. Современные методы лучевой диагностики подразделяются на рентгенологический, радионуклидный, магнитно-резонансный, ультразвуковой.
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. Рентгенологическое исследование может проводиться в условиях естественной контрастности или искусственного контрастирования.
Простой и необременительной для пациента является рентгенография. Рентгенограмма является документом, который можно хранить продолжительное время, использовать для сопоставления с повторными рентгенограммами и предъявлять для обсуждения неограниченному числу специалистов. Показания к рентгенографии должны быть обоснованы, так как рентгеновское излучение сопряжено с лучевой нагрузкой.
Компьютерная томография (КТ) — это послойное рентгенологическое исследование, основанное на компьютерной реконструкции изображения, получаемого при круговом сканировании объекта узким пучком рентгеновского излучения. Компьютерный томограф способен различать ткани, отличающиеся друг от друга по плотности всего на половину процента. Поэтому компьютерный томограф дает примерно в 1000 раз больше информации, чем обычный рентгеновский снимок. При спиральной КТ излучатель движется по спирали по отношению к телу пациента и захватывает за несколько секунд определенный объем тела, который в последующем может быть представлен отдельными дискретными слоями. Спиральная КТ инициировала создание новых перспективных способов визуализации — компьютерной ангиографии, трехмерного (объемного) изображения органов, и, наконец, так называемой виртуальной эндоскопии, которая стала венцом современной медицинской визуализации.
Радионуклидный метод — это способ исследования функционального и морфологического состояния органов и систем с помощью радионуклидов и меченных ими индикаторов. Индикаторы — радиофармацевтические препараты (РФП) — вводят в организм больного, а затем с помощью приборов определяют скорость и характер перемещения, фиксации и выведения их из органов и тканей. Современными методами радионуклидной диагностики являются сцинтиграфия, однофотонная эмиссионная томография (ОФЭТ) и позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), радиография и радиометрия. В основе методов лежит введение РФП, которые испускают позитроны или фотоны. Эти вещества, введенные в человеческий организм, скапливаются в областях увеличенного метаболизма и повышенных кровяных потоков.
Ультразвуковой метод — способ дистантного определения положения, формы, величины, структуры и движения органов и тканей, а также патологических очагов с помощью ультразвукового излучения. Он может зарегистрировать даже незначительные изменения плотности биологических сред. Благодаря этому ультразвуковой метод стал одним из наиболее популярных и доступных исследований в клинической медицине. Наибольшее распространение нашли три метода: одномерное исследование (эхография), двухмерное исследование (сонография, сканирование) и допплерография. Все они основаны на регистрации отраженных от объекта эхосигналов. При одномерном А-методе отраженный сигнал образует на экране индикатора фигуру в виде пика на прямой линии. Количество и расположение пиков на горизонтальной прямой соответствует расположению отражающих ультразвук элементов объекта. Ультразвуковое сканирование (В-метод) позволяет получать двухмерное изображение органов. Сущность метода заключается в перемещении ультразвукового пучка по поверхности тела во время исследования. Получаемая серия сигналов служит для формирования изображения. Оно возникает на дисплее и может быть зафиксировано на бумаге. Это изображение можно подвергнуть математической обработке, определяя размеры (площадь, периметр, поверхность и объем) исследуемого органа. Допплерография позволяет неинвазивно, безболезненно и информативно регистрировать и оценивать кровоток органа. Доказана высокая информативность цветного допплеровского картирования, которое используют в клинике для изучения формы, контуров и просвета кровеносных сосудов.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — исключительно ценный метод исследования. Вместо ионизирующего излучения используется магнитное поле и радиочастотные импульсы. Принцип действия основан на феномене ядерно-магнитного резонанса. Манипулируя градиентными катушками, создающими небольшие дополнительные поля, можно записывать сигналы от тонкого слоя тканей (до 1 мм) и легко изменять направление среза — поперечный, фронтальный и сагиттальный, получая трехмерное изображение. К основным достоинствам метода МРТ относятся: отсутствие лучевой нагрузки, возможность получать изображение в любой плоскости и выполнять трехмерные (пространственные) реконструкции, отсутствие артефактов от костных структур, высокая разрешающая способность визуализации различных тканей, практически полная безопасность метода. Противопоказанием к проведению МРТ является наличие в организме металлических инородных тел, клаустрофобия, судорожный синдром, тяжелое состояние пациента, беременность и лактация.
Развитие лучевой диагностики играет большую роль и в практической офтальмологии. Можно утверждать, что орган зрения — идеальный объект для КТ ввиду выраженных различий в поглощении излучения в тканях глаза, мышцах, нервах, сосудах и ретробульбарной жировой клетчатке. КТ позволяет лучшим образом изучить костные стенки глазниц, выявить патологические изменения в них. КТ применяют при подозрении на опухоль глазницы, при экзофтальме неясного генеза, травмах, инородных телах глазницы. МРТ дает возможность исследовать глазницу в разных проекциях, позволяет лучше разобраться в структуре новообразований внутри глазницы. Но эта методика противопоказана при попадании металлических инородных тел в глаз.
Основными показаниями к проведению УЗИ являются: повреждения глазного яблока, резкое снижение прозрачности светопроводящих структур, отслойка сосудистой оболочки и сетчатки, наличие инородных внутриглазных тел, опухоли, повреждения зрительного нерва, наличие участков обызвествлений в оболочках глаза и области зрительного нерва, динамическое наблюдение за проводимым лечением, изучение характеристик кровотока в сосудах орбиты, исследования перед МРТ или КТ.
Рентгенографию используют как скрининговый метод при травмах глазницы и поражениях ее костных стенок для выявления плотных инородных тел и определения их локализации, проводят диагностику заболеваний слезных путей. Большое значение имеет метод рентгенологического исследования смежных с глазницей придаточных пазух носа.
Так, в Уфимском научно-исследовательском институте глазных болезней за 2010 год проведено 3116 рентгеновских исследований, в т. ч. пациентам из поликлиники — 935 (34 %), из стационара — 1059 (30 %), из кабинета неотложной помощи — 1122 (36 %). Сделано 699 (22,4 %) специальных исследований, к которым относятся исследование слезоотводящих путей с контрастированием (321), бесскелетная рентгенография (334), выявление локализации инородных тел в орбите (39). Рентгенография органов грудной клетки при воспалительных заболеваниях орбиты и глазного яблока составила 18,3 % (213), а придаточных пазух носа — 36,3 % (1132).

Выводы . Лучевая диагностика является необходимой составной частью клинического обследования больных в офтальмологических клиниках. Многие достижения традиционного рентгенологического исследования все больше отступают перед совершенствующимися возможностями КТ, УЗИ, МРТ.

Виды лучевых методов диагностики

К лучевым методам диагностики относятся:

• Рентгенодиагностика
• Радионуклидное исследование
• УЗИ диагностика
• Компьютерная томография
• Термография
• Рентгенодиагностика

Является самым распространённым (но не всегда самым информативным!!!) методом исследования костей скелета и внутренних органов. Метод основан на физических законах, согласно которым человеческое тело неравномерно поглощает и рассеивает специальные лучи - рентгеновские волны. Рентгеновское излучение является одним из разновидностей гамма излучения. С помощью рентгеновского аппарата генерируется пучок, который направляется через тело человека. При прохождении рентгеновских волн через исследуемые структуры, они рассеиваются и поглощаются костями, тканями, внутренними органами и на выходе образуется своего рода скрытая анатомическая картина. Для её визуализации используются специальные экраны, рентгеновская плёнка (кассеты) или сенсорные матрицы, которые после обработки сигнала позволяют видеть модель исследуемого органа на экране ПК.

Виды рентгенодиагностики

Различают следующие виды рентгенодиагностики:

1. Рентгенография - графическая регистрация изображения на рентгеновской плёнке или цифровых носителях.
2. Рентгеноскопия - изучение органов и систем с помощью специальных флюоресцирующих экранов, на которые проецируется изображение.
3. Флюорография - уменьшенный размер рентгеновского снимка, который получают путём фотографирования флюоресцирующего экрана.
4. Ангиография - комплекс рентгенологических методик, с помощью которых изучают кровеносные сосуды. Изучение лимфатических сосудов носит название - лимфография.
5. Функциональная рентгенография - возможность исследования в динамике. Например, регистрируют фазу вдоха и выдоха при исследовании сердца, лёгких или делают два снимка (сгибание, разгибание) при диагностике заболеваний суставов.

Радионуклидное исследование

Этот метод диагностики делится на два вида:

• in vivo. Больному в организм вводят радиофармпрепарат (РФП) - изотоп, который избирательно накапливается в здоровых тканях и патологических очагах. С помощью специальной аппаратуры (гамма-камера, ПЭТ, ОФЭКТ) накопление РФП фиксируются, обрабатываются в диагностическое изображение и полученные результаты интерпретируются.
• in vitro. При этом виде исследования РФП не вводится в организме человека, а для диагностики исследуются биологические среды организма - кровь, лимфа. Этот вид диагностики имеет ряд преимуществ - отсутствие облучения пациента, высокая специфичность метода.

Диагностика in vitro позволяет проводить исследования на уровне клеточных структур, по сути являясь методом радиоиммунного анализа.

Радионуклидное исследование применяется как самостоятельный метод лучевой диагностики для постановки диагноза (метастазирование в кости скелета, сахарный диабет, болезни щитовидной железы), для определения дальнейшего плана обследования при нарушении работы органов (почки, печень) и особенностей топографии органов.

УЗИ диагностика

В основе метода лежит биологическая способность тканей отражать или поглощать ультразвуковые волны (принцип эхолокации). Используются специальные детекторы, которые одновременно являются и излучателями ультразвука, и его регистратором (детекторами). Пучок ультразвука с помощью этих детекторов направляют на исследуемый орган, который «отбивает» звук и возвращает его на датчик. С помощью электроники отражённые от объекта волны обрабатываются и визуализируются на экране.

Преимущества перед другими методами — отсутствие лучевой нагрузки на организм.

Методики УЗИ диагностики

• Эхография - «классическое» УЗИ-исследование. Применяется для диагностики внутренних органов, при наблюдении за беременностью.
• Допплерография - исследование структур, содержащих жидкости (измерение скорости движения). Чаще всего используется для диагностики кровеносной и сердечно-сосудистой систем.
• Соноэластография - исследование эхогенности тканей с одновременным измерением их эластичности (при онкопатологии и наличии воспалительного процесса).
• Виртуальная сонография - совмещает в себе УЗИ диагностику в реальном времени со сравнением изображения, сделанным с помощью томографа и записанного заранее на УЗИ аппарат.

Компьютерная томография

С помощью методик томографии можно увидеть органы и системы в двух- и трёхмерном (объёмном) изображении.

1. КТ - рентгеновская компьютерная томография . В основе лежат методы рентгенодиагностики. Пучок рентгеновских лучей проходит через большое количество отдельных срезов организма. На основании ослабления рентгеновских лучей формируется изображение отдельного среза. С помощью компьютера происходит обработка полученного результата и реконструкция (путём суммации большого количества срезов) изображения.
2. МРТ - магнитно-резонансная диагностика. Метод основан на взаимодействии протонов клетки с внешними магнитами. Некоторые элементы клетки имеют способность поглощать энергию при воздействии электромагнитного поля, с последующей отдачей специального сигнала - магнитного резонанса. Этот сигнал считывается специальными детекторами, а потом преобразовывается в изображение органов и систем на компьютере. В настоящее время считается одним из самых эффективных методов лучевой диагностики , так как позволяет исследовать любую часть тела в трёх плоскостях.

Термография

Основана на способности регистрировать специальной аппаратурой инфракрасные излучения, которые излучают кожные покровы и внутренние органы. В настоящее время в диагностических целях используется редко.

При выборе метода диагностики необходимо руководствоваться несколькими критериями:

• Точность и специфичность метода.
• Лучевая нагрузка на организм — разумное сочетание биологического действия излучения и диагностической информативности (при переломе ноги нет необходимости в радионуклидном исследовании. Достаточно сделать рентгенографию поражённого участка).
• Экономическая составляющая. Чем сложнее диагностическая аппаратура, тем дороже будет стоить обследование.

Начинать диагностику надо с простых методов, подключая в дальнейшем более сложные (если необходимо) для уточнения диагноза. Тактику обследования определяет специалист. Будьте здоровы.

Одной из активно развивающихся отраслей современной клинической медицины является лучевая диагностика. Этому способствует постоянный прогресс в области компьютерных технологий и физики. Благодаря высокоинформативным неинвазивным методам обследования, обеспечивающим подробную визуализацию внутренних органов, врачам удается выявлять заболевания на разных стадиях их развития, в том числе и до появления ярко выраженной симптоматики.

Сущность лучевой диагностики

Лучевой диагностикой принято называть отрасль медицины, связанную с применением ионизирующего и неионизирующего излучения с целью обнаружения анатомических и функциональных изменений в организме и выявления врожденных и приобретенных заболеваний. Выделяют такие виды лучевой диагностики:

• рентгенологическая, подразумевающая использование рентгеновских лучей: рентгеноскопия, рентгенография, компьютерная томография (КТ), флюорография, ангиография;
• ультразвуковая, связанная с применением ультразвуковых волн: ультразвуковое исследование (УЗИ) внутренних органов в форматах 2D, 3D, 4D, допплерография;
• магнитно-резонансная, основанная на явлении ядерного магнитного резонанса – способности вещества, содержащего ядра с ненулевым спином и помещенного в магнитное поле, поглощать и излучать электромагнитную энергию: магнитно-резонансная томография (МРТ), магнитно-резонансная спектроскопия (МРС);
• радиоизотопная, предусматривающая регистрацию излучения, исходящего от радиофармацевтических препаратов, введенных в организм пациента или в биологическую жидкость, содержащуюся в пробирке: сцинтиграфия, сканирование, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная томография (ОФЭКТ), радиометрия, радиография;
• тепловая, связанная с использованием инфракрасного излучения: термография, тепловая томография.

Современные методы лучевой диагностики позволяют получать плоские и объемные изображения внутренних органов человека, поэтому их называют интраскопическими («intra» – «внутри чего-либо»). Они предоставляют медикам около 90 % информации, необходимой для постановки диагнозов.

В каких случаях противопоказана лучевая диагностика

Исследования такого типа не рекомендуется назначать пациентам, пребывающим в коме и тяжелом состоянии, сочетающемся с лихорадкой (повышенной до 40-41 ̊С температурой тела и ознобом), страдающим от острой печеночной и почечной недостаточности (утраты органами способности в полной мере выполнять свои функции), психических заболеваний, обширных внутренних кровотечений, открытого пневмоторакса (когда воздух во время дыхания свободно циркулирует между легкими и внешней средой через повреждение грудной клетки).

Однако иногда требуется проведение КТ головного мозга по неотложным показаниям, например, пациенту в коме при дифференциальной диагностике инсультов, субдуральных (область между твердой и паутинной мозговыми оболочками) и субарахноидальных (полость между мягкой и паутинной мозговыми оболочками) кровоизлияний.

Все дело в том, что КТ проводится очень быстро, и гораздо лучше «видит» объемы крови внутри черепа.

Это позволяет принять решение о необходимости срочного нейрохирургического вмешательства, а при проведении КТ можно оказывать пациенту реанимационное пособие.

Рентгенологические и радиоизотопные исследования сопровождаются определенным уровнем лучевой нагрузки на организм пациента. Так как доза радиации, хоть и небольшая, способна негативно сказаться на развитии плода, рентгенологическое и радиоизотопное лучевое обследование при беременности противопоказано. Если один из этих видов диагностики назначен женщине в период лактации, ей рекомендуется на 48 часов после процедуры прекратить грудное вскармливание.

Магнитно-резонансные исследования не связаны с радиацией, поэтому разрешены беременным женщинам, но все же их проводят с осторожностью: в ходе процедуры есть риск чрезмерного нагревания околоплодных вод, что может навредить ребенку. То же самое касается и инфракрасной диагностики.

Абсолютным противопоказанием к магнитно-резонансному исследованию является наличие у пациента металлических имплантатов, кардиостимулятора.

Ультразвуковая диагностика противопоказаний не имеет, поэтому разрешена и детям, и беременным. Только больным, у которых имеются повреждения прямой кишки, не рекомендуется проводить трансректальное ультразвуковое исследование (ТРУЗИ).

Где используются лучевые методы обследования

Широкое применение получила лучевая диагностика в неврологии, гастроэнтерологии, кардиологии, ортопедии, отоларингологии, педиатрии и других отраслях медицины. Об особенностях ее использования, в частности, о ведущих инструментальных методах исследования, назначаемых пациентам с целью выявления заболеваний различных органов и их систем, речь пойдет дальше.

Применение лучевой диагностики в терапии

Лучевая диагностика и терапия – тесно связанные друг с другом отрасли медицины. Как свидетельствует статистика, в число проблем, с которыми чаще всего обращаются пациенты к врачам-терапевтам, входят заболевания дыхательной и мочевыводящей систем.

Основным методом первичного обследования органов грудной клетки продолжает оставаться рентгенография.
Это связано с тем, что рентгенологическая лучевая диагностика заболеваний органов дыхания недорогостоящая, быстрая и высокоинформативная.

Независимо от предполагаемого заболевания, сразу делают обзорные снимки в двух проекциях – прямой и боковой во время глубокого вдоха. Оценивают характер затемнения/просветления легочных полей, изменения сосудистого рисунка и корней легких. Дополнительно могут быть выполнены изображения в косой проекции и на выдохе.

Для определения деталей и характера патологического процесса часто назначают рентгенологические исследования с контрастом:

• бронхографию (контрастирование бронхиального дерева);
• ангиопульмонографию (контрастное исследование сосудов малого круга кровообращения);
• плеврографию (контрастирование плевральной полости) и другие методы.

Лучевая диагностика при пневмонии, подозрении на скопление жидкости в плевральной полости или тромбоэмболию (закупорку) легочной артерии, наличие опухолей в зоне средостения и субплевральных отделах легких часто проводится с помощью УЗИ.

Если перечисленные выше способы не позволили обнаружить существенных изменений в легочной ткани, но при этом у пациента наблюдается тревожная симптоматика (одышка, кровохарканье, наличие атипичных клеток в мокроте), назначается КТ легких. Лучевая диагностика туберкулеза легких такого типа позволяет получать объемные послойные изображения тканей и обнаруживать заболевание даже на стадии его зарождения.

Если необходимо исследовать функциональные способности органа (характер вентиляции легких), в том числе и после трансплантации, провести дифференциальную диагностику между добро- и злокачественными новообразованиями, проверить легкие на наличие метастазов рака другого органа, проводится радиоизотопная диагностика (сцинтиграфия, ПЭТ или используются другие методы).

В задачи службы лучевой диагностики, функционирующей при местных и региональных департаментах охраны здоровья, входит контроль соблюдения медицинским персоналом стандартов исследований. Это необходимо, так как при нарушении порядка и периодичности проведения диагностических процедур чрезмерное облучение может стать причиной ожогов на теле, поспособствовать развитию злокачественных новообразований и уродств у детей в следующем поколении.

Если радиоизотопные и рентгенологические исследования выполняются правильно, дозы излучаемой радиации незначительные, неспособные вызывать нарушения в работе организма взрослого человека. Инновационное цифровое оборудование, которое пришло на смену старым рентгеновским аппаратам, позволило существенно снизить уровень лучевой нагрузки. К примеру, доза облучения при маммографии варьируется в диапазоне от 0,2 до 0,4 мЗв (миллизиверта), при рентгене органов грудной клетки – от 0,5 до 1,5 мЗв, при КТ головного мозга – от 3 до 5 мЗв.

Максимально допустимая для человека доза облучения составляет 150 мЗв в год.

Применение рентгеноконтрастных веществ в лучевой диагностике помогает защитить зоны тела, которые не исследуются, от облучения. С этой целью перед рентгеном на пациента надевают свинцовый фартук, галстук. Чтобы радиофармацевтический препарат, введенный в организм перед радиоизотопной диагностикой, не накапливался и быстрее выводился вместе с мочой, больному рекомендуют пить много воды.

Подводя итоги

В современной медицине лучевая диагностика в неотложных состояниях, при выявлении острых и хронических заболеваний органов, обнаружении опухолевых процессов играет ведущую роль. Благодаря интенсивному развитию компьютерных технологий удается постоянно совершенствовать диагностические методики, делая их более безопасными для человеческого организма.

Это обусловлено использованием методов исследования, основанных на высоких технологиях с применением широкого спектра электромагнитных и ультразвуковых (УЗ) колебаний.

На сегодняшний день не менее 85 % клинических диагнозов устанавливается или уточняется с помощью различных методов лучевого исследования. Данные методы успешно применяются для оценки эффективности различных видов терапевтического и хирургического лечения, а также при динамическом наблюдении за состоянием больных в процессе реабилитации.

Лучевая диагностика включает следующий комплекс методов исследования:

• традиционная (стандартная) рентгенодиагностика;
• рентгеновская компьютерная томография (РКТ);
• магнитно-резонансная томография (МРТ);
• УЗИ, ультразвуковая диагностика (УЗД);
• радиснуклидная диагностика;
• тепловидение (термография);
• интервенционная радиология.

Безусловно, с течением времени перечисленные методы исследования будут пополняться новыми способами лучевой диагностики. Данные разделы лучевой диагностики представлены в одном ряду неслучайно. Они имеют единую семиотику, в которой ведущим признаком болезни является «теневой образ».

Иными словами, лучевую диагностику объединяет скиалогия (skia - тень, logos - учение). Это особый раздел научных знаний, изучающий закономерности образования теневого изображения и разрабатывающий правила определения строения и функции органов в норме и при наличии патологии.

Логика клинического мышления в лучевой диагностике основана на правильном проведении скиалогического анализа. Он включает в себя подробную характеристику свойств теней: их положение, количество, величину, форму, интенсивность, структуру (рисунка), характер контуров и смещаемости. Перечисленные характеристики определяются четырьмя законами скиалогии:

1. закон абсорбции (определяет интенсивность тени объекта в зависимости от его атомного состава, плотности, толщины, а также характера самого рентгеновского излучения);
2. закон суммации теней (описывает условия формирования образа за счет суперпозиции теней сложного трехмерного объекта на плоскость);
3. проекционный закон (представляет построение теневого образа с учетом того, что пучок рентгеновского излучения имеет расходящийся характер, и его сечение в плоскости приемника всегда больше, чем на уровне исследуемого объекта);
4. закон тангенциалъности (определяет контурность получаемого образа).

Формируемое рентгеновское, ультразвуковое, магнитно-резонансное (MP) или другое изображение является объективным и отражает истинное морфо-функциональное состояние исследуемого органа. Трактовка врачом-специали-стом полученных данных - этап субъективного познания, точность которого зависит от уровня теоретической подготовки исследующего, способности к клиническому мышлению и опыта.

Традиционная рентгенодиагностика

Для выполнения стандартного рентгенологического исследования необходимы три составляющих:

• источник рентгеновского излучения (рентгеновская трубка);
• объект исследования;
• приемник (преобразователь) излучения.

Все методики исследования отличаются друг от друга только приемником излучения, в качестве которого используются: рентгеновская пленка, флюоресцирующий экран, полупроводниковая селеновая пластина, дозиметрический детектор.

На сегодняшний день в качестве приемника излучения основной является та или иная система детекторов. Таким образом, традиционная рентгенография целиком переходит на цифровой (дигитальный) принцип получения изображений.

Основными преимуществами традиционных методик рентгенодиагностики являются их доступность практически во всех лечебных учреждениях, высокая пропускная способность, относительная дешевизна, возможность многократных исследований, в том числе и в профилактических целях. Наибольшую практическую значимость представленные методики имеют в пульмонологии, остеологии, гастроэнтерологии.

Рентгеновская компьютерная томография

Прошло три десятилетия с того момента, как в клинической практике стала применяться РКТ. Вряд ли авторы этого метода, А. Кормак и Г. Хаунсфилд, получившие в 1979 г. Нобелевскую премию за его разработку, могли предположить, насколько быстрым окажется рост их научных идей и какую массу вопросов поставит это изобретение перед врачами-клиницистами.

Каждый компьютерный томограф состоит из пяти основных функциональных систем:

1. специальный штатив, называемый гентри, в котором находятся рентгеновская трубка, механизмы для формирования узкого пучка излучения, дозиметрические детекторы, а также система сбора, преобразования и передачи импульсов на электронно-вычислительную машину (ЭВМ). В центре штатива располагается отверстие, куда помещается пациент;
2. стол для пациента, который перемещает пациента внутри гентри;
3. ЭВМ-накопитель и анализатор данных;
4. пульт управления томографом;
5. дисплей для визуального контроля и анализа изображения.

Различий в конструкциях томографов обусловлены, прежде всего, выбором способа сканирования. К настоящему времени имеется пять разновидностей (поколений) рентгеновских компьютерных томографов. Сегодня основной парк данных аппаратов представлен приборами со спиральным принципом сканирования.

Принцип работы рентгеновского компьютерного томографа заключается в том, что интересующий врача участок тела человека сканируется узким пучком рентгендвского излучения. Специальные детекторы измеряют степень его ослабления, сравнивая число фотонов на входе и выходе из исследуемого участка тела. Результаты измерения передаются в память ЭВМ, и по ним, в соответствии с законом абсорбции, вычисляются коэффициенты ослабления излучения для каждой проекции (их число может составлять от 180 до 360). В настоящее время для всех тканей и органов в норме, а также для ряда патологических субстратов разработаны коэффициенты абсорбции по шкале Хаунсфилда. Точкой отсчета в этой шкале является вода, коэффициент поглощения которой принят за ноль. Верхняя граница шкалы (+1000 ед. HU) соответствует поглощению рентгеновских лучей кортикальным слоем кости, а нижняя (-1000 ед. HU) - воздухом. Ниже в качестве примера приведены некоторые коэффициенты абсорбции для различных тканей организма и жидкостей.

Получение точной количественной информации не только о размерах, пространственном расположении органов, но и о плотностных характеристиках органов и тканей - важнейшее преимущество РКТ перед традиционными методиками.

При определении показаний к применению РКТ приходится учитывать значительное число различных, порой взаимоисключающих факторов, находя компромиссное решение в каждом конкретном случае. Вот некоторые положения, определяющие показания для данного вида лучевого исследования:

• метод является дополнительным, целесообразность его применения зависит от результатов, полученных на этапе первичного клинико-рентгенологического исследования;
• целесообразность компьютерной томографии (КТ) уточняется при сравнении ее диагностических возможностей с другими, в том числе и нелучевыми, методиками исследования;
• на выбор РКТ влияет стоимость и доступность этой методики;
• следует учитывать, что применение КТ связано с лучевой нагрузкой на пациента.

Диагностические возможности КТ, несомненно, будут расширяться по мере совершенствования аппаратуры и программного обеспечения, позволяющих выполнять исследования в условиях реального времени. Возросло ее значение при рентгенохирургических вмешательствах как инструмента контроля во время операции. Построены и начинают применяться в клинике компьютерные томографы, которые можно разместить в операционной, реанимации или палате интенсивной терапии.

Мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) - методика, отличающаяся от спиральной тем, что за один оборот рентгеновской трубки получается не один, а целая серия срезов (4, 16, 32, 64, 256, 320). Диагностическими преимуществами являются возможность выполнения томографии легких на одной задержке дыхания в любую из фаз вдоха и выдоха, а следовательно, отсутствие «немых» зон при исследовании подвижных объектов; доступность построения различных плоскостных и объемных реконструкций с высоким разрешением; возможность выполнения МСКТ-ангиографии; выполнение виртуальных эндоскопических исследований (бронхографии, колоноскопии, ангиоскопии).

Магнитно-резонансная томография

МРТ - один из новейших методов лучевой диагностики. Он основан на явлении так называемого ядерно-магнитного резонанса. Суть его заключается в том, что ядра атомов (прежде всего водорода), помещенные в магнитное поле, поглощают энергию, а затем способны испускать ее во внешнюю среду в виде радиоволн.

Основными компонентами MP-томографа являются:

• магнит, обеспечивающий достаточно высокую индукцию поля;
• радиопередатчик;
• приемная радиочастотная катушка;

На сегодняшний день активно развиваются следующие направления МРТ:

1. МР-спектроскопия;
2. МР-ангиография;
3. использование специальных контрастных веществ (парамагнитных жидкостей).

Большинство MP-томографов настроено на регистрацию радиосигнала ядер водорода. Именно поэтому МРТ нашла наибольшее применение в распознавании заболеваний органов, которые содержат большое количество воды. И напротив, исследование легких и костей является менее информативным, чем, например, РКТ.

Исследование не сопровождается радиоактивным облучением пациента и персонала. Об отрицательном (с биологической точки зрения) воздействии магнитных полей с индукцией, которая применяется в современных томографах, достоверно пока ничего не известно. Определенные ограничения использования МРТ необходимо учитывать, выбирая рациональный алгоритм лучевого обследования больного. К ним относится эффект «затягивания» в магнит металлических предметов, что может вызвать сдвиг металлических имплантатов в теле пациента. В качестве примера можно привести металлические клипсы на сосудах, сдвиг которых может повлечь кровотечение, металлические конструкции в костях, позвоночнике, инородные тела в глазном яблоке и др. Работа искусственного водителя ритма сердца при МРТ также может быть нарушена, поэтому обследование таких больных не допускается.

Ультразвуковая диагностика

У ультразвуковых приборов имеется одна отличительная особенность. УЗ-дат-чик является одновременно и генератором, и приемником высокочастотных колебаний. Основа датчика - пьезоэлектрические кристаллы. Они обладают двумя свойствами: подача электрических потенциалов на кристалл приводит к его механической деформации с той же частотой, а механическое сжатие его от отраженных волн генерирует электрические импульсы. В зависимости от цели исследования, используют различные типы датчиков, которые различаются по частоте формируемого УЗ-луча, своей форме и предназначению (трансабдоминальные, внутриполостные, интраоперационные, внутрисосудистые).

Все методики УЗИ подразделяют на три группы:

• одномерное исследование (эхография в А-режиме и М-режиме);
• двухмерное исследование (ультразвуковое сканирование - В-режим);
• допплерография.

Каждая из вышеперечисленных методик имеет свои варианты и применяется в зависимости от конкретной клинической ситуации. Так, например, М-режим особенно популярен в кардиологии. Ультразвуковое сканирование (В-режим) широко используется при исследовании паренхиматозных органов. Без доппле-рографии, позволяющей определить скорость и направление тока жидкости, невозможно детальное исследование камер сердца, крупных и периферических сосудов.

УЗИ практически не имеет противопоказаний, так как считается безвредным для больного.

За последнее десятилетие данный метод претерпел небывалый прогресс, и поэтому целесообразно отдельно выделить новые перспективные направления развития этого раздела лучевой диагностики.

Цифровая УЗД предполагает использование цифрового преобразователя изображения, что обеспечивает повышение разрешающей способности аппаратов.

Трехмерная и объемная реконструкции изображений повышают диагностическую информативность за счет лучшей пространственно-анатомической визуализации.

Использование контрастных препаратов позволяет повысить эхогенность исследуемых структур и органов и достичь лучшей их визуализации. К таким препаратам относят «Эховист» (микропузырьки газа, введенные в глюкозу) и «Эхоген» (жидкость, из которой уже после введения ее в кровь выделяются микропузырьки газа).

Цветное допплеровское картирование, при котором неподвижные объекты (например, паренхиматозные органы) отображаются оттенками серой шкалы, а сосуды - в цветной шкале. При этом оттенок цвета соответствует скорости и направлению кровотока.

Интрасосудистые УЗИ не только позволяют оценить состояние сосудистой стенки, но и при необходимости выполнить лечебное воздействие (например, раздробить атеросклеротическую бляшку).

Несколько обособленно в УЗД стоит метод эхокардиографии (ЭхоКГ). Это наиболее широко применяемый метод неинвазивной диагностики заболеваний сердца, основанный на регистрации отраженного УЗ-луча от движущихся анатомических структур и реконструкции изображения в реальном масштабе времени. Различают одномерную ЭхоКГ (М-режим), двухмерную ЭхоКГ (В-режим), чреспищеводное исследование (ЧП-ЭхоКГ), допплеровскую ЭхоКГ с применением цветного картирования. Алгоритм применения этих технологий эхокардиографии позволяет получить достаточно полную информацию об анатомических структурах и о функции сердца. Становится возможным изучить стенки желудочков и предсердий в различных сечениях, неинвазивно оценить наличие зон нарушений сократимости, обнаружить клапанную регургитацию, изучить скорости потока крови с расчетом сердечного выброса (СВ), площади клапанного отверстия, а также целый ряд других параметров, имеющих важное значение, особенно в изучении пороков сердца.

Радионуклидная диагностика

Все методики радионуклидной диагностики основаны на использовании так называемых радиофармацевтических препаратов (РФП). Они представляют собой некое фармакологическое соединение, имеющее свою «судьбу», фармакокинетику в организме. Причем каждая молекула этого фармсоединения помечена гамма-излучающим радионуклидом. Однако РФП - не всегда химическое вещество. Это может быть и клетка, например эритроцит, меченный гамма-излучателем.

Существует множество радиофармпрепаратов. Отсюда и многообразие методических подходов в радионуклидной диагностике, когда применение определенного РФП диктует и конкретную методику исследования. Разработка новых и совершенствование используемых РФП - основное направление развития современной радионуклидной диагностики.

Если рассматривать классификацию методик радионуклидного исследования с точки зрения технического обеспечения, то можно выделить три группы методик.

Радиометрия. Информация представляется на дисплее электронного блока в виде цифр и сравнивается с условной нормой. Обычно таким образом исследуются медленно протекающие физиологические и патофизиологические процессы в организме (например, йод-поглотительная функция щитовидной железы).

Радиография (гамма-хронография) применяется,для изучения быстропротекающих процессов. Например, прохождение крови с введенным РФП по камерам сердца (радиокардиография), выделительная функция почек (радиоренография) и т. д. Информация представляется в виде кривых, обозначающихся как кривые «активность - время».

Гамма-томография - методика, предназначенная для получения изображения органов и систем организма. Представлена четырьмя основными вариантами:

1. Сканирование. Сканер позволяет, построчно пройдя над исследуемой областью, произвести радиометрию в каждой точке и нанести информацию на бумагу в виде штрихов различного цвета и частоты. Получается статическое изображение органа.
2. Сцинтиграфия. Быстродействующая гамма-камера позволяет проследить в динамике практически все процессы прохождения и накопления РФП в организме. Гамма-камера может получать информацию очень быстро (с частотой до 3 кадров в 1 с), поэтому становится возможным динамическое наблюдение. Например, исследование сосудов (ангиосцинтиграфия).
3. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография. Вращение блока детекторов вокруг объекта позволяет получить срезы исследуемого органа, что существенно повышает разрешающую способность гамма-томографии.
4. Позитронная эмиссионная томография. Самый молодой способ основанный на применении РФП, меченных позитрон-излучающими радионуклидами. При их введении в организм происходит взаимодействие позитронов с ближайшими электронами (аннигиляция), в результате чего «рождаются» два гамма-кванта, разлетающиеся противоположно под углом 180°. Это излучение регистрируется томографами по принципу «совпадения» с очень точными топическими координатами.

Новым в развитии радионуклидной диагностики является появление совмещенных аппаратных систем. Сейчас в клинической практике начинает активно применяться совмещенный позитронно-эмиссионный и компьютерный томограф (ПЭТ/КТ). При этом за одну процедуру выполняется и изотопное исследование, и КТ. Одновременное получение точной структурно-анатомической информации (при помощи КТ) и функциональной (с помощью ПЭТ) существенно расширяет диагностические возможности, прежде всего в онкологии, кардиологии, неврологии и нейрохирургии.

Отдельное место в радионуклидной диагностике занимает метод радиоконкурентного анализа (радионуклидная диагностика in vitro). Одним из перспективных направлений метода радионуклидной диагностики является поиск в организме человека так называемых онкомаркеров для ранней диагностики в онкологии.

Термография

Методика термографии основана на регистрации естественного теплового излучения тела человека специальными детекторами-тепловизорами. Наиболее распространена дистанционная инфракрасная термография, хотя в настоящее время разработаны методики термографии не только в инфракрасном, но и в миллиметровом (мм) и дециметровом (дм) диапазонах длин волн.

Основным недостатком метода служит его малая специфичность по отношению к различным заболеваниям.

Интервенционная радиология

Современное развитие методик лучевой диагностики позволило использовать их не только для распознавания болезней, но и для выполнения (не прерывая исследования) необходимых лечебных манипуляций. Данные методы также называют малоинвазивной терапией или малоинвазивной хирургией.

Основными направлениями интервенционной радиологии являются:

1. Рентгеноэндоваскулярная хирургия. Современные ангиографические комплексы высокотехнологичны и позволяют врачу-специалисту суперселективно достичь любого сосудистого бассейна. Становятся возможными такие вмешательства, как баллонная ангиопластика, тромбэктомия, эмболизация сосудов (при кровотечениях, опухолях), длительная регионарная инфузия и др.
2. Экстравазальные (внесосудистые) вмешательства. Под контролем рентгенотелевидения, компьютерной томографии, ультразвука стало возможным выполнение дренирования абсцессов и кист в различных органах, осуществление эндобронхиального, эндобилиарного, эндоуринального и других вмешательств.
3. Аспирационная биопсия под лучевым контролем. Ее используют для установления гистологической природы внутригрудных, абдоминальных, мягкотканевых образований у больных.