Компьютерная рентгеновская томография

Компьютерная рентгеновская томография

Рентгеновская компьютерная томография (РКТ) появилась в 1972 году. За изобретение РКТ английский инженер Haunsfield и математик Cormak получили Нобелевскую премию по медицине. В основе рентгеновской компьютерной томографии лежит поглощение рентгеновского излучения тканями, то есть в этом смысле он аналогичен классической рентгенологии. Принципиальное отличие состоит в том, что рентгеновский луч, создаваемый рентгеновской трубкой и затем фокусируемый коллиматором, после прохождения сквозь тело попадает на датчики. Последние регистрируют интенсивность излучения. Получение изображения поперечного слоя исследуемого объекта достигается с помощью кругового движения рентгеновской трубки, продвижения стола и математической обработки множества рентгеновских изображений. Результат измерений одного и того же объекта, сделанных под разными углами, преобразуется в двухмерное изображение слоя. По сравнению с традиционной рентгенологической диагностикой РКТ позволяет различать ткани лишь незначительно отличающиеся друг от друга по плотности (на 0,5%), то есть контрастное разрешение КТ в десятки раз больше традиционного рентгеновского. Кроме того, послойность получения изображений исключает наслоение “теней”. Яркость сигнала от элементов объекта на РКТ стандартизована по условной шкале единицах Хаунсфилда . Единица Хаунсфилда отражает значения коэффициента ослабления рентгеновских лучей для заданных технических параметров томографа. За ноль принимается плотность воды, плотность компактного вещества кости +1000, плотность воздуха -1000. Таким образом, РКТ дает не истинный денситометрический анализ, а сопоставительный.

Первые поколения КТ были пошаговыми. После каждого цикла вращения рентгеновской трубки была необходима ее обязательная остановка. Для получения следующей томограммы осуществлялось продвижения стола с пациентом на расстояние, называемое шагом стола. С конца 90-х годов КТ-аппараты строятся по спиральной технологии (СКТ), когда непрерывное вращения системы рентгеновская трубка – датчик вокруг пациента сочетается с непрерывным поступательным движением стола томографа. За счет такого движения удалось добиться увеличения скорости исследования, повышения разрешающей способности и снижения лучевой нагрузки. С появлением СКТ повысилось качество многоплоскостной реформации, в том числе и трехмерной, КТ-ангиографии и открылись новые диагностические возможности, такие как виртуальная эндоскопия.
Дальнейшее развитие технологии пошло по пути увеличения скорости томографии. Многосрезовая КТ (МСКТ) отличается тем, что одномоментно можно получать сразу несколько срезов. Впервые метод был внедрен в 1992 году. МСКТ отличается по своим возможностям от обычной КТ более высоким пространственным разрешением вдоль оси, большей скорость томографии и лучшим использованием возможностей рентгеновской трубки. В настоящее время уже выпущены томографы с одномоментным получением до 64 срезов. Принципиальное техническое отличие МСКТ состоит в применении многорядных газовых детекторов четвEртого поколения, расположенных по кольцу 360º с гибридным принципом (когда наименьшие детекторы находятся в центре луча). Кроме того, используется коллимация луча до объекта и после него. МСКТ может быть как последовательной, так и спиральной. С увеличением числа рядов детекторов, а следовательно и срезов, появляется ряд технических проблем и артефактов, которые компенсируются сложной математической обработкой первичных данных.

Другим техническим направлением в КТ является использование линейного ускорителя электронов вместо рентгеновской трубки – КТ электронным пучком (ЭКТ). Отклонение электронного луча достигается электромагнитами. Такой метод имеет как свои достоинства, так и недостатки. Очень высокая скорость электронной КТ определила ее применение для исследования сердца, КТ-коронарографии, исследования легких на одной задержке дыхания, а также исследования всего тела.

Последнее время появились гибридные аппараты ПЭТ-КТ, так как для повышения точности ПЭТ требуется наложение распределения изотопа на анатомическую картину. Однако пропускная способность ПЭТ существенно уступает КТ, что делает использование гибридных аппаратов дорогостоящим.

Стандартом выполнения РКТ является исследование до и после внутривенного контрастирования йодсодержащими рентгеноконтрастными препаратами. Это связано с тем, что зачастую нормальные и патологические ткани не отличаются друг от друга по рентгеновской плотности. Усиление контрастности КТ-изображения происходит в две фазы – сосудистую и паренхиматозную. Для отчетливого получения изображения сосудов необходимо болюсное введение контраста. Дальнейшее накопление контрастирующего вещества в тканях (паренхиматозная фаза) зависит от их васкуляризации. Для контрастирования при КТ обычно применяют неионные контрастные препараты, которые практически лишены побочных реакций.

Применение метода

Первоначально РКТ использовалась для исследования головного мозга. С широким внедрением МРТ исследования мозга с помощью РКТ резко сократились, сохраняя свое значение только при черепно-мозговой травме и подостром кровоизлиянии.

Главной сферой применения РКТ остаются легкие. Метод выявляет очаговое поражение, диссеминированный процесс, эмфизему, бронхоэктазы и аномалии. При подозрении на патологию средостения последнее время предпочтение отдается МРТ. По точности диагностики поражения печени, селезенки, почек и поджелудочной железы КТ и МРТ сопоставимы, однако КТ требует меньше времени на исследование и более доступна. Камни почек хорошо видны и при УЗ исследовании, но в ряде случаев, КТ позволяет охарактеризовать их химический состав. МРТ, наряду с УЗД, практически полностью вытеснила КТ из области исследования органов малого таза.

Вместе с тем, остаются области применения РКТ, где она явно лидирует. Это относится к ургентным состояниям, таким как травма живота и острый живот.

Остеоденситометрия в качестве массового скрининга осуществляется обычно рентгеновскими или УЗ денситометрами. КТ-денситометрия технически проста и требует лишь наличия специальной программы и калибровочных фантомов.

Надо отметить, что область применения РКТ за последние годы очень изменилась. Прорыв произошел в кардиологии, где МСКТ и ЭКТ открыли эру неинвазивной коронарографии. Также РКТ в виде виртуальной эндоскопии стала конкурентом оптической эндоскопии при исследовании полых органов. Под контролем КТ могут выполняться многие интервенционные процедуры, что дало начало новой методике – КТ-флюороскопии.

КТ: сердце и легкие, коронарография, реконструкция черепа, виртуальная колоноскопия

Публикации по теме

Холин А.В., Саманов В.С. Компьютерная томография при неотложных состояниях у детей. СПб: изд. «Гиппократ», 2007, 178с.

Кафедрой издано большое количество учебных пособий, методических рекомендаций, статей и других материалов по данной теме.

Дополнительные ресурсы на нашем партнерском сайте