Компьютерная томография

Опубликовано: 15 06 2007

Компьютерная томография

Компьютерная томография (КТ / CT / DT) произвела революцию не только в рентгенологии, но и в медицинской диагностике в целом. С ее изобретением у врача впервые появилась возможность увидеть анатомические структуры внутренних органов диаметром всего несколько миллиметров. Компьютерный томограф (с греческого - «изображение среза») - сложнейшее устройство с самыми прогрессивными компьютерными, электронными и механическими технологиями  позволяет получить послойное изображение внутренней структуры объекта исследования (в отличие от классической рентгенодиагностики, где результатом исследования является теневое изображение всех внутренних органов, через которые проходило рентгеновское излучение). Компьютер воссоздает внутреннюю структуру объекта исследования, позволяет создавать 3х-мерные изображения.

Еще в 1963 году появилась научная статья о принципиальной возможности реконструкции изображения мозга. Но лишь через 7 лет появился первый опытный образец для сканирования первого объекта – препарата мозга в формалине. Еще через 2 года была сделана первая компьютерная томограмма, а в 1979 году А.Кормаку и Г.Хаунсфильду, родоначальникам метода, была присуждена Нобелевская премия по медицине и физиологии. Первые томографы были предназначены только для исследования головного мозга. Однако быстрое развитие компьютерной техники позволили уже к 1976 году создать томограф для исследования тела. Первый компьютерный томограф в Латвии появился в 1980 году в  Республиканской больнице. Сегодня уже десятки тысяч компьютерных томографов работают на благо человечества во всем мире. В нашей стране их число достигает 40.

Несмотря на то, что компьютерная томография используется в мире всего немногим более 30 лет, этот вид диагностики доказал свою уникальность и необходимость. Компьютерные томографы в Латвии, в основном, установлены только в крупных больницах. Однако, доступность подобных диагностических исследований в амбулаторных условиях, максимально приближенных к населению, позволяет существенно улучшить диагностику и качество лечения. МФД является третьим амбулаторным медицинским учреждением в Латвии, имеющим в своем распоряжении такую современную аппаратуру.

В МФД установлен компьютерный томограф SOMATOM, произведенный фирмой SIEMENS. Компьютерный томограф является полностью цифровым устройством, поэтому идеально вписывается в уникальную среду цифровой радиологии МФД. Работая под управлением Радиологической информационной системы (RIS) и используя систему Хранения и передачи медицинских снимков (PACS), компьютерный томограф обеспечивает высший уровень диагностики для врачей и пациентов. Компьютерный томограф также имеет специальные программы, позволяющие помимо основных исследований головы, шеи, позвоночника, внутренних органов и т.д., проводить ангиографию, 3-х мерное моделирование и различные реконструкции. Также в распоряжении МФД имеется специальная стоматологическая программа, позволяющая оптимальным образом подготовиться к операциям по имплантированию.

Получение любого рентгеновского изображения основано на различной плотности органов и тканей, через которые проходят рентгеновские лучи. При обычной рентгенографии снимок является отражением исследуемого органа или его части. При этом мелкие патологические образования могут быть плохо видны или вовсе не визуализироваться вследствие суперпозиции тканей (наложения одного слоя на другой). Для устранения этих помех в практику была введена методика КТ. Метод дает возможность получения изолированного изображения поперечного слоя тканей. Это достигается с помощью вращения рентгеновской трубки с узким пучком рентгеновских лучей вокруг пациента, а затем реконструкции изображения с помощью специальных компьютерных программ. Изображение в поперечной плоскости, недоступное в обычной рентгенодиагностике, часто является оптимальным для диагностики, так как дает четкое представление о соотношении органов.

Казалось бы, отличие от обычной рентгенографии не такое уж большое - ведь и простой рентгеновский снимок можно обработать на компьютере. Но на самом деле это не так. На рентгеновском снимке мы видим лишь накладывающиеся друг на друга "тени" всех органов, через которые прошел рентгеновский луч. А компьютерный томограф позволяет получить четкое изображение определенного среза тела. Сделав же "фотографии" нескольких таких срезов с шагом, скажем, в 1 миллиметр, мы получим очень качественное объемное, трехмерное изображение, которое позволяет увидеть в подробностях топографию органов пациента, локализацию, протяженность и характер очагов заболеваний, их взаимосвязь с окружающими тканями. Кроме того, чувствительность компьютерных томографов на порядок выше, чем обычных рентгеновских аппаратов: на рентгеновском снимке можно достаточно четко различить ткани, отличающиеся по степени поглощения рентгеновских лучей на 10-20%, а у современных компьютерных томографов этот показатель составляет 1-2%.
 

Снимки обычной рентгенографии:

Компьютером реконструированные снимки компьютерной томографии:

Современный компьютерный томограф (КТ) представляет собой сложный программно-технический комплекс. Механические узлы и детали выполнены с высочайшей точностью. Для регистрации прошедшего через среду (организм человека) рентгеновского излучения используются сверхчувствительные детекторы; конструкция и материалы, применяемые при их изготовлении постоянно совершенствуются. При изготовлении КТ предъявляются самые жесткие требования к рентгеновским излучателям. Неотъемлемой частью аппарата является обширный пакет программного обеспечения, позволяющий проводить весь спектр компьютерно-томографических исследований с оптимальными параметрами, проводить последующую обработку и анализ КТ-изображений.

Работа с изображением на компьютерном томографе:

Получение компьютерной томограммы можно схематически разбить на несколько этапов:

1. Сканирование. Узкий пучок излучения сканирует тело, двигаясь вокруг него по окружности. На противоположной стороне установлена круговая система датчиков излучения, преобразующих излучение в электрические сигналы.
    

2. Усиление записи сигнала. Сигнал от датчиков усиливается и преобразуется в цифровой код, поступающий в память компьютера. Процесс этот дискретен, т.е. после снятия одной элементарной томограммы компьютер дает сигнал сканирующему устройству повернуться на заданный угол и снять следующую томограмму. К концу вращения излучателя в памяти компьютера оказываются зафиксированными сигналы от всех датчиков. Время сканирования всего слоя – не более 3 секунд.
    

3. Синтез и анализ изображения. Компьютер воссоздает внутреннюю структуру объекта. Используя цифровые компьютерные технологии можно легко масштабировать полученную картинку, что помогает детальнее рассмотреть интересующий участок слоя, определить размеры органа, число, размеры и характер патологических образований.
    

Реконструкции на основе снимков компьютерного томографа:

Прогресс КТ томографов напрямую связан с увеличением количества детекторов, т. е. с увеличением числа одновременно собираемых проекций. В первом поколении КТ томографов количество детекторов равнялось 2, во втором — 30-50, в третьем — 300-500, в четвертом — 1000—5000. Во втором поколении была впервые применена веерная форма пучка рентгеновского излучения. Каждое последующее поколение КТ томографов имело существенно меньшее время реконструкции КТ-изображений и бóльшую скорость вращения рентгеновской трубки, что позволило ускорить и расширить сферы диагностического применения КТ-исследований.

Спиральная КТ используется в клинической практике с 1988 года, когда компания Siemens Medical Systems представила первый спиральный компьютерный томограф. Спиральное сканирование заключается в одновременном выполнении двух действий: непрерывного вращения источника — рентгеновской трубки, генерирующей излучение, вокруг тела пациента, и непрерывного поступательного движения стола с пациентом вдоль продольной оси сканирования (через отверстие в корпусе КТ -  гентри). В этом случае траектория движения рентгеновской трубки относительно направления движения стола с телом пациента имеет форму спирали. В отличие от последовательной КТ скорость движения стола с телом пациента может принимать произвольные значения, определяемые целями исследования. Чем выше скорость движения стола, тем больше протяженность области сканирования. Технология спирального сканирования позволила значительно сократить время, затрачиваемое на КТ-исследование и существенно уменьшить лучевую нагрузку на пациента. Все современные КТ являются спиральными.

Медицинское применение

Компьютерная томография в 40-50 раз чувствительнее классической рентгенографии, т.к. она лучше видит разницу в плотности объекта, а значит, во столько же раз информативнее своего предка. В компьютерной томографии редко ограничиваются получением изображения одного «среза» толщиной в несколько миллиметров. Как правило, современные томографы делают не менее 30 срезов толщиной около 1 мм и выполняются они с различным шагом (обычно в несколько миллиметров). Для ориентации в расположении полученных слоев относительно тела человека сразу же делается обзорный цифровой снимок всей изучаемой области (рентгенотопограмма), на которой и отображаются различные слои.

Если при КТ используются контрастные вещества, то это называется «усиленной КТ». Она позволяет повысить контрастность изображения, выделить сосудистые образования, безсосудистые кисты, опухоли и их метастазы и т.д.

В кардиологии при КТ иногда используют кардиосинхронизаторы, которые позволяют делать снимки в определенную фазу работы сердца. Это позволяет оценить размеры предсердий и желудочков, а также работу сердца по многим функциональным параметрам.

В спиральной томографии тело виртуально «нарезается» не ломтиками, а «серпантином». Т.е. излучатель движется вокруг пациента по спирали. При этом за несколько секунд можно получить информацию о послойной структуре определенного участка тела. На основе данной методики появилась компьютерная ангиография, позволяющая эффективно выявлять патологию сосудов, 3D-рентгенография (объемная рентгенография) и даже виртуальная эндоскопия. При дальнейшем улучшении качества детекторов рентгеновского излучения и совершенствования компьютерной техники не исключена возможность появления в ближайшем будущем виртуальной биопсии, ведь с помощью рентгеновского излучения можно определять структуру вещества даже на молекулярном уровне.

Если необходима подробная информация о нижеперечисленных органах и тканях, то в этих случаях лучше использовать КТ:

• мозг, его структуры, глаз, внутреннее ухо, пазухи;

• шея, плечи, шейный отдел позвоночника и кровеносные сосуды шеи;

• грудная полость, сердце, аорта, легкие, средостение;

• грудной и поясничный отделы позвоночника;

• верхний живот, печень, почка, поджелудочная железа и другие органы брюшной полости;

• таз, бедра, мужская и женская репродуктивная система, мочевой пузырь;

• скелет, включая скелет конечностей и черепа.

Компьютерная томография должна назначаться врачом с учетом клинических данных и всех предыдущих исследований пациента (в ряде случаев необходима предварительная рентгенография или УЗИ). Такой подход позволяет определить область интереса, сделать исследование целенаправленным, избежать проведений исследований без показаний, снизить дозу лучевых нагрузок.

Компьютерная томография показана при очень многих заболеваниях для выявления либо уточнения патологического процесса: длительные, постоянные, немотивированные головные боли; приступы потери сознания и эпилепсия, онкологические заболевания, либо подозрение на них, травмы и посттравматические состояния, врожденная патология, нарушения мозгового кровообращения и их последствия, воспалительные процессы различной локализации и многие другие заболевания и патологические состояния.

Противопоказанием является беременность, выраженная почечная недостаточность, масса тела более 150 кг, наличие гипсовой повязки и (или) металлической конструкции в области исследования, клаустрофобия, неадекватное поведение пациента.

За сутки до компьютерной томографии необходимо исключить из рациона газообразующие продукты (черный хлеб, молоко и т.д.).

Результаты исследования на специальном оборудовании изучает специально обученный врач - радиолог. Он дает свое заключение, которое получает пациент либо его лечащий врач. Можно также распечатать все или часть полученных в ходе исследования снимков, или получить их в электронном (первозданном) виде, записанных на компакт-диск.

Используя компьютерную томографию, и врач и пациент могут быть уверены, что даже самая незначительная патология будет выявлена вовремя и лечение будет начато незамедлительно.

С развитием техники и технологий в медицинской диагностике становятся доступны новые современные методы. Примером такой эволюции может служить магнитный резонанс. Благодаря всем этим современным инструментам, диагностика и лечение становятся все более и более эффективными и безопасными.

Медицинская фирма SIA “Dziedniecība”, входящая в Медицинскую группу МФД, начала свою историю более 50 лет назад в качестве медицинского амбулаторного учреждения. В настоящее время МФД, являясь одним из самых больших широкопрофильных медицинских учреждений, оказывает широкий спектр медицинских услуг более чем 400 000 пациентов в разных районах города Риги и Латвии. Используя новейшие технологии и опыт врачей, основной целью МФД является забота о здоровье пациентов, обеспечивая своевременную профилактику, эффективную диагностику и лечение.

← Предыдущая статья Следующая статья →