4 курс / Лучевая диагностика / Sapranov_B_N_red_Luchevaya_diagnostika_2010_konvertirovan

«рентгеновский» метод (после сквозного сканирования объема в исследуемом блоке информация преобразуется в плоскостную, как при рентгенологическом исследовании); метод используется в артрологии.

объемный режим (позволяет получать избирательные сигналы только от наиболее плотных структур или только от жидкостных образований и дает возможность, например, изучать скелет плода или объемно реконструировать чашечно-лоханочный комплекс почки при гидронефротической трансформации ).

Исследование в 3Д-режиме применяется для получения объемных изображений плода в различные сроки беременности для выявления врожденных пороков развития, в гинекологии для изучения особенностей строения матки и придатковых образований, в онкологической и хирургической практике для детального изучения объемных образований брюшной полости и забрюшинного пространства, измерения объема щитовидной железы и т.д.

4Д режим - real time 3Д – трехмерный ультразвук в реальном масштабе времени, и он позволяет проводить трехмерную реконструкцию подвижных объектов. Метод используется, в основном, в фетальной эхокардиографии для более точной пренатальной диагностики врожденных пороков сердца плода. Представляет собой сложные сочетания 3Д реконструкции движений сердца плода с различными модификациями допплеровских режимов.

Допплерография – метод ультразвукового исследования движущихся объектов, основанный на применении эффекта, описанного австрийским астрономом Кристианом Допплером в 1842 году и носящем его имя. К.Допплер обратил внимание на различные окраски галактик и смог понять, что изменение цвета зависит от направления их движения. Первоначально допплеровский эффект был описан для электромагнитного волнового излучения, но оказался общим для любого волнового процесса – в том числе и для акустического. Методика основывается на выявлении так называемого частотного допплеровского сдвига – изменения длины волны и частоты отраженного акустического сигнала – в зависимости от направления движения исследуемого объекта. Существует две основные модификации допплеровских режимов работы: постоянно-волновой и импульсно-волновой допплеровский режимы. Они различаются способом излучения диагностического сигнала датчиком – в первом случае сигнал излучается непрерывно, а во втором – в прерывистом режиме. Постоянно-волновой допплер применяется только в кардиологии, так как позволяет работать с высокоскоростными потоками крови, но не дает возможности определить глубину залегания исследуемого объекта. Импульсноволновой допплер применяется практически во всех остальных областях. Выявленный частотный сдвиг обсчитывается компьютером ультразвукового сканера, и полученная информация может быть представлена в различных вариантах - спектральный допплеровский анализ, цветовые допплеровские модификации.

В первом случае информация преподносится в виде так называемого «допплеровского спектра» - диаграммы или кривой. Это позволяет определить как качественные, так и количественные характеристики кровотока в исследуемом сосуде.

Цветовые допплеровские модификации представляют в основном качественные характеристики кровотока и, в свою очередь делятся на ряд режимов:

-цветовое допплеровское картирование (ЦДК) – при нем происходит картирование (окраска) разными цветами движущейся в сосудах крови. Это позволяет определить скорость и направление потока (от датчика - к датчику). Применяется в кардиологии, ангиологии, терапии, акушерстве для выявления аномально направленных потоков крови, дифференциации артериальных и венозных потоков;

-энергетическое допплеровское картирование (ЭД или ЭДК) – движущиеся объекты картируются переливом одного цвета, метод не дает возможности судить о направлении потока, но позволяет оценить его энергию. Другое название методики – ультразвуковая ангиография – так как на экране хорошо видны даже мелкие сосуды

21

обследуемой зоны, и можно качественно оценить архитектонику сосудистого русла периферии. Широко применяется для оценки особенностей кровоснабжения объемного образования в онкологической практике, гинекологии, терапии, урологии;

-конвергентный допплер (ЦДК+ЭДК) – сочетает в себе перечисленные методики, улучшая каждую из них. Применяется в выше перечисленных областях.

-тканевой допплер или тканевое допплеровское изображение (оценка локальной сократимости миокарда) – метод позволяет отконтрастировать миокард от движущихся потоков крови и улучшить визуализацию его структур, а значит с высокой точностью оценить сократительную способность миокарда.

-трехмерная реконструкция сосудистого дерева при ЭДК – сочетание режима 3-Д

иЭДК, позволяет более точно оценить взаимное расположение объемного образования и сосудистого русла в зоне обследования. Наибольшее применение методика нашла в онкологии.

Кроме перечисленных методов ультразвуковой диагностики нередко используются их сочетания: дуплексный режим – сочетание В-режима и одного из допплеровских режимов в масштабе реального времени; триплексный режим – сочетание серошкального изображения с цветовым и спектральным допплеровскими режимами. Применяются во всех направлениях ультразвуковой диагностики, где требуется точная оценка особенностей сосудистого русла.

Контрастные вещества, применяемые в ультразвуковой диагностике основаны на принципе усиления интраваскулярного контрастирования тканей за счет содержащихся в контрасте пузырьков газа. Наиболее распространённые контрастные вещества для УЗИ это эховист и левовист. УЗИ с использованием контрастныъ веществ применяют при кардиологических и онкологических исследованиях (уточнение типа васкуляризации объемных образований – чаще всего печени), в гинекологии (методика контрастирования полости матки и маточных труб - эхогистеросальпингоскопия).

Эффективность ультразвуковых исследований зависит от ряда условий: качества оборудования, профессиональных навыков и опыта исследователя, технологии проведения исследования.

Поэтому метод УЗИ считается самым субъективным из всех лучевых методов исследования.

Учитывая высокую информативность метода УЗИ, его неинвазивность, быстроту получения информации и доступность, методы УЗИ практически не имеют абсолютных показаний и имеет самый высокий индекс применения.

Ограничения метода УЗИ. Следует подчеркнуть, что ультразвуковой метод имеет свои ограничения. С его помощью можно выявлять образования или структуры только в том случае, когда их акустические характеристики будут отличаться от акустических характеристик окружающих тканей и размер этих объектов будет не меньше длины волны датчика. Ограничивают применение УЗД тучность больных, выраженный метеоризм, большое количество свободной жидкости в брюшной полости.

3.4.Основы ультразвуковой семиотики.

Изображение объекта, полученное при ультразвуковом исследовании, имеет ряд специфических характеристик, заносимых в протокол исследования. К ним относятся:

-морфометрические характеристики,

-эхогенность,

-звукопроводимость,

-эхографическая структура,

-акустические артефакты.

Морфометрические характеристики описывают анатомические параметры исследуемого органа – форму, размеры, объем, расположение.

Эхогенность – свойство исследуемого объекта формировать сигнал в ответ на зондирующий импульс. При ультразвуковом сканировании эхогенность визуально

22

отображается яркостью элементов изображения в соответствии с «серой шкалой»: чем выше эхогенность объекта (напр. кость), тем ярче («белее») будет соответствующая ему точка (элемент изображения) на экране дисплея. Эхогенность может быть низкой, средней и высокой, равномерной и неравномерной. Примером объекта низкой эхогенности может служить паренхима почки, средней эхогенности – печень или матка, высокой эхогенности

– кальцификаты и кости. Однородность эхогенности свойственна печени, щитовидной железе, неоднородность – поджелудочной железе и паренхиме почки. Таким образом, визуально эхогенный объект представлен зоной различных оттенков серого цвета в различных комбинациях. Эхогенность может отсутствовать – визуально при этом определяется зона черного цвета (например, так выглядит скопление однородной жидкости). Анэхогенными образованиями являются кисты с однородным жидкостным содержимым, жёлчный и мочевой пузырь. Оценка эхогенности субъективна и зависит от настройки прибора и опыта врача.

Звукопроводимость – характеризует способность исследуемого объекта пропускать через себя ультразвуковые волны. Высокая звукопроводимость позволяет хорошо видеть глубоко расположенные структуры и органы. Высокая звукопроводимость анэхогенных жидкостных структур используется для создания так называемых «акустических окон», улучшающих визуализацию удаленных от датчика объектов (наполненный мочевой пузырь для исследования простаты или матки). При низкой звукопроводимости происходит затухание сигнала на глубине и возникновение затемнения на экране. Самую низкую звукопроводимость имеют газ, конкременты и костная ткань.

Эхографическая структура характеризует особенности внутреннего строения органа по степени равномерности распределения эхогенных зон. Чтобы понять термин «структура» и отличать его от «эхогенности» можно представить манную крупу, горох и фасоль на черно-белом снимке. Эхогенность (окраска по серой шкале) у них будет примерно одинаковой, а структура – зернистость – разная. Эхоструктура может быть однородной и неоднородной. Пример однородной структуры – нормальная ткань щитовидной железы, а неоднородной – та же ткань щитовидной железы на фоне нехватки йода в организме или изменение структуры печени на фоне цирроза. Неоднородность структуры может занимать весь орган – быть диффузной, или его участок – очаговой, неоднордной, и т.д.

Артефакты в ультразвуковой диагностике – это появление на изображении несуществующих структур, отсутствие изображения существующих структур, неправильное расположение структур, неправильные очертания структур, неправильные размеры структур. Выделяют следующие основные артефакты

Реверберация (артефакт появления несуществующих структур) – возникает, если ультразвуковой импульс попадает между двумя отражающими поверхностями. На экране появляются несуществующие отражающие поверхности, которые располагаются за вторым отражателем. Вариант реверберации – феномен «хвоста кометы» - возникает, когда ультразвук вызывает собственные колебания объекта. Появляется чаще позади мелких пузырьков газа или мелких металлических предметов.

Ввиду того, что далеко не всегда весь отраженный сигнал возвращается к датчику,

возникает феномен эффективной отражательной поверхности, которая меньше реальной отражающей поверхности. Поэтому истинные размеры конкрементов обычно больше, чем по данным УЗИ (артефакт неправильных очертаний и неправильных размеров структур).

Зеркальные артефакты – появление объекта, находящегося по одну сторону сильного отражателя с его другой стороны. Зеркальные артефакты часто возникают около диафрагмы, когда при наличии объекта в печени его изображение переносится на изображение легкого (артефакт неправильного расположения структур и артефакт отсутствия существующих структур).

23

Артефакт акустической тени – возникает за сильно отражающими или сильно поглощающими ультразвук структурами (артефакт появления несуществующих структур).

Артефакт дистального псевдоусиления сигнала возникает после слабо поглощающих ультразвук структур (жидкостные, жидкость содержащие образования) Является артефактом появления несуществующих структур.

Артефакт боковых теней связан с преломлением и, иногда, интерференцией ультразвуковых волн при падении ультразвукового луча по касательной на выпуклую поверхность (киста, шейка жёлчного пузыря), скорость прохождения ультразвука в которой существенно

отличается от окружающих тканей. Является артефактом появления несуществующих структур.

Артефакт толщины ультразвукового луча – появление, главным образом, в жидкость содержащих органах пристеночных отражений, обусловленных тем, что часть луча одновременно формирует изображение органа и рядом расположенных структур. Является артефактом появления несуществующих структур.

4.Рентгеновская компьютерная томография (КТ).

4.1Принцип КТ заключается в получении серии поперечных срезов исследуемого органа с помощью движущегося вокруг срезов по окружности коллимированного рентгеновского излучения при перемещении исследуемого органа мимо плоскости рентгеновского пучка с последующим построением изображений на основе компьютерных технологий (рис.12) .

4.2 Технология визуализации при КТ.

После укладки больного на стол аппарата производится обзорный снимок исследуемого органа или части тела – топограмма. На экране монитора врач по топограмме в зависимости от величины органа и цели исследования намечает план обследования: определяется объём исследования, толщина срезов и шаг сканирования. Исследуемый срез как бы разбивается на большое число маленьких объемов – volumen,ов. Рентгеновская трубка, двигаясь по окружности в 360о, облучает срез, а точнее каждый volumen со всех точек периметра окружности (рис.13). Рентгеновские лучи, проходя исследуемый срез, неравномерно ослабляются и попадают на детекторы, являющиеся приемниками рентгеновских лучей, число которых обычно составляет 800-1000. Далее идёт обычное дигитальная последовательность построения изображения, как и при цифровой рентгенографии, то есть на экране монитора получается теневое рентгеновского изображение отсканированного слоя органа.

24

МСКТ в отличие от пошаговой и СКТ использует несколько рядов детекторов, принимающих рентгеновские лучи - 8, 16, 32, 64 и более, что позволяет провести исследование ещё большого объёма тканей, вплоть до всего организма за одну задержку дыхания при большой скорости сканирования.Она позволяет исследовать органы и другие структуры не только в аксиальной проекции, но и в других – коронарной (фронтальной), сагиттальной, косых. Это позволяет после мультипланарной реконструкции

а) воспроизвести трёхмерное воспроизведение органов, что, например, в реконструктивной хирургии позволяет возможность планировать ход операции с разных точек доступа к очагу поражения;

б) воспроизводить изображение анатомических структур, имеющих изогнутую плосость млм косоплоскостное направление, например, воспроизвести визуализацию зрительного нерва, нижнечелюстного канала, спинномозгового канала, кровеносных сосудов;

в) трёхмерная реконструкция позволяет выполнять хирургическую навигацию, то есть выделение с помощью специальных маркёров (инфракрасных, светоэмиссионных) мелких структур органа, что используют в микрохирургии – операциях на головном и спинном мозге, кисти, дугоотросчатых суставах;

г) выполнять виртуальную эндоскопию полых органов и структур – пазух носа, бронхов, сосудов, полости сустава, толстой кишки, что позволит сократить число прямых фиброэндоскопий с отрицательными результатами и использовать её только для взятия биоптата или проведения интервенционных вмешательств.

МСКТ позволяет проводить и перфузионное исследование головного мозга, что позволяет с большей точностью выявлять ишемические и мелкие опухолевые очаги. А используя болюсное внутривенное введение контрастного вещества МСКТ позволяет провести компьютерную артериографию – КТА, при меньшей лучевой нагрузке, менее обременительной для выполнения, и, в ряде случаев, более информативной, чем дигитальная субтракционная ангиография (ДСА).

В настоящее время МСКТ является основным методом КТ и становится ведущим методом лучевой диагностики..

ЭЛТ – ещё одна разновидность КТ, последнейшее достижение компьтерных технологий. При этом методе облучение среза тоже идёт по окружности, но источники рентгеновских лучей – четыре секторальные массивные мишени («аноды» рентгеновской трубки), неподвижны, а двигается по кругу пучок электронов, идущий от электронной пушки («катод» рентгеновской трубки), расположенной на расстоянии 1,5 м от мишеней. Такая методика исследование позволяет проводить сканирование в ультракороткие отрезки времени – 25, 50 и 100 мк/сек, что открывает возможность сканирования сердца в неподвижном варианте, так как ультракороткие выдержки делают пульсацию сердца при ЭЛТ «неподвижной». ЭЛТ эффективна для выявления кальцинатов в эндотелии коронарных сосудов на доклиническом этапе, для сканирования внутренних органов грудных детей (их движения, плач и т.д. не создают препятствий для получения качественного фиксированного изображения). В настоящее время ЭЛТ находится в стадии клинической апробации.

5. Магнито-резонансная томография (МРТ)

5.1 Принцип МРТ.

При МРТ происходит построение серии послойных изображений исследуемого органа в трех проекциях (фронтальная, сагиттальная, поперечная) на основе видоизменения собственного магнитного поля тканей и органов под воздествием внешнего статического магнитного и переменного электромагнитного полей с последующей компьютерной обработкой получаемого изображения.

5.2. Технология визуализации при МРТ.

26

Ядра атомов элементов, в которых имеется нечетное число нуклонов (1Н1, 13С6, 19Fe9, и т.д.), являются диполями, то есть магнитами с двумя полюсами – северным и южным. Современные МР-томографы настроены на ядра, точнее на протоны Н (ядра водорода содержат один протон), поэтому МР-томографическое изображение представляет картину пространственного распределения молекул воды, содержащих, как известно, атомы Н. Протоны находятся в постоянном вращении вокруг своей оси, вследствие чегосоздается определенное магнитное поле данного атома или молекулы, называемое спином. При МРТ-исследовании исследуемый орган помещается внутрь сильного магнита, и все протоны атомов водорода устанавливаются в направлении внешнего сильного магнитного поля, как стрелки компаса (рис. 14), при этом они начинают вращаться вокруг своей оси волчкообразно - такое вращение называется прецессией, а частоту этого вращения – частотой Лармора. Однако, в отличие от компасных стрелок, прецессирующие протоны не все ориентированы в одном направлении. Большая часть из них ориентирована на Северный полюс, и их называют «параллельные протоны», другие прецессируют в сторону Южного полюса, их называют «антипараллельные протоны». В результате прецессии и появления параллельных и антипараллельных протонов спин всех протонов видоизменяется и в тканях создается магнитный момент – «М», величина которого определяется избытком параллельных протонов и количеством всех протонов в единице объёма тканей, то есть плотностью протонов. Так как в тканях количество протонов велико (например, в 1мл воды их почти 1022), возникший «М» индуцирует электрический ток определённой величине в применых катушках, расположенных вне пациента.

Магнитный резонанс

РЧ

импульс

Рис. 14. Феномен магнитного резонанса

Но для индуцирования полем М электрического тока, необходимо воздействие на него радиоволнами (радиоволны – это электромагнитные волны, содержащие и электрическое, и магнитное поле). Для этого через тело пациента пропускают радиочастотное поле в двух вариантах: более короткое, которое поворачивает протоны по часовой стрелке на 90о, и более продолжительное, поварачивающее протоны на 180о. После прекращения воздествия радиочастотных импульсов протоны возвращаются в исходное состояние (это называется релаксация), что сопровождается изменением магнитного момента ткани с индуцированием в приемной катушке электрического тока - МР-сигнала. Время, за которое протон возвращается в исходное состояние после воздействия продолжительного сигнала (поворот протонов на 180о), называется Т1, а после короткого (поворот протонов на 90 о))– Т2. МР-сигналы передаются на ЭВМ, которая строит сначала цифровую, а затем аналоговую картинку, на основании 3-х параметров: 1) плотность протонов, 2) время релаксации Т1, 3) время релаксации Т2. При этом, основной вклад в создание изображения вносит анализ Т1 и Т2. На Т1-изображении хорошо определяются анатомические структуры, на Т2 выявляется большее количество патологическтх очагов. На Т1 жировая ткань, головной и спинной мозг, паренхиматозные органы, сосудистые стенки, мышцы выглядят белыми, воздух, кальций, кости не дают

27

сигналов, поэтому отображаются черным цветом. Всё наоборот на Т2 – (Т1 – негатив, Т2 – позитив).

В зависимости от положения пациента по отношению к постоянному магниту выделяют открытее и закрытие МРТ, а по напряженности магнитного поля, создаваемого аппаратом, различают - 0,1- 0,5 Тл – низкопольные,

-0,5 – 1,0 Тл - среднепольные,

-1,0 – 2,0 Тл – высокопольные,

-> 2,0 Тл – сверхвысокопольные установки МРТ.

Класс мощности МРТ определяет количество методик, которые можно выполнить на данном аппарате. Например, на низкопольных аппаратах выполняются, в основном, стандартные методики – подлучение изображений Т1 и Т2, МРТ-ангиография. На более мощных аппаратах выполняют жироподавление, спектроскопию, диффузионную МРТ, перфузионную МРТ, виртуальную эндоскопию.

При МРТ тоже применяют искусственное контрастирование, для чего применяют химические вещества содержащие ядра с нечетным числом протонов или нейтронов, например, соединения Fe; или парамагнетики, которые изменяют время релаксации атомов воды, усиливая тем самым контрастность изображения. Контрастные вещества для МРТ это омнискан, магневист.

5.3. Достоинства и недостатки МРТ.

Прежде всего, это неинвазивность и отстутсвие лучевой нагрузки. Далее - высокий тканевой контраст, основанный не на плотности исследуемой субстанции, а на параметрах, зависящих от физико-химических свойств тканей благодаря чему возможна комплексная оценка как костных, так и мягкотканевых структур, а также выявление тканей и изменений, не выявляемые при УЗД и КТ – хрящевая ткань, продолговатый и спинной мозг, или отображаемые гораздо лучше – жидкость, мягкие ткани конечностей, органы малого таза. Другим несомненным достоинством является возможность получения тонких слоев в любом сечении – фронтальном, сагиттальном, аксиальном, косом, т.е. мультипланарность изображения, а также 3-х мерная реконструкция. Еще одно преимущество – возможность визуализации сосудов без введения РКВ с помощью специальных компьютерных программ, так как имеется естественный контраст от движущейся крови. Наконец, на высокопольных аппаратах возможно проведение МРспектроскопии.

К определенным недостаткам МРТ относится несколько худшее пространственное разрешение МРТ изображения в сравнении с КТ-изображением, низкая информативность о костной ткани, длительное время исследования, что ограничивает применение метода в исследовании органов грудной и брюшной полости и маленьких детей, отсутствие разграничения между газом и известковыми включениями, что приводит к потере изображений от камней и известковых включений.

МРТ противопоказана пациентам с выраженной клаустрофобией, женщинам в первой трети беременности, пациентам с водителями ритмов, ферромагнитными клипсами на сосудах головного мозга, ферромагнитными иди электронными имплантатами глаза, среднего уха.

6.Тест-вопросы.

1.В 1985 г. было открыто

а) рентгеновское излучение, б) кино, в) то и другое.

28

2. Клиническая лучевая диагностика берёт начало а) в 1896 -, б) в 1901 –,

в) в 1917 года.

3. Рентгеновские лучи это поток а) электронов, б) протонов, в) фотонов.

4. К достоинствам цифровой рентгенографии относится а) высокая разрешающая способность, б) меньшая лучевая нагрузка, в) большая пропускная способность.

5. Флюорография основана а) на дигитальной -, б) прямой аналоговой –,

в) непрямой аналоговой технологии.

6. Диагностика атеросклеротического коронаросклероза наиболее оптимальна методом а) КТ-ангиографии, б) ПЭТ, в) УЗИ.

7.Ангиография без контрастного препарата возможна методом а) МРТ, б) ПЭТ, в) КТ.

8.Стадии грыж диска при остеохондрозе позвоночника определяют по данным а) РДИ, б) МРТ, в) КТ.

9.Виртуальная эндоскопия осуществляется с помощью

а) МРТ, б) КТ, в) ПЭТ.

10.Выявление мелких очагов эпилепсии эффективно методом а) МРТ, б) ПЭТ, в) КТ.

11.Определение скорости миокардиального кровотока и жизнеспособности миокарда проводят методом

а) КТ, б) МРТ, в) ПЭТ.

12.Диагностика метастатического поражения костного скелета наиболее рациональна методом

а) остеосцинтиграфии, б) КТ, в) МРТ.

13.Ведущим методом лучевой диагностики по концепции ВОЗ является

а) РДИ, б) КТ, в) УЗИ.

14. Какой процент диагнозов в клинике определяется с помощью рентгеновских лучей?

а) 50%,

29

б) 70%, в) 80%.

15. Определение размеров желудочков головного мозга осуществляют методом а) эхографии, б) ультразвукового сканирования,

в) допплерографии.

16. Основным методом рентгенологического исследования является а) рентгеноскопия, б) рентгенография,

в) компьютерная томография.

17. Для исключения искажения объекта съемки по форме необходимо а) расстояние объект–трубка сделать максимальным, б) расстояние объект–плёнка сделать минимальным,

в) сопоставить центры рентгеновского пучка и снимаемого объекта. 18. Выберите оптимальную проекцию для рентгенографии пищевода

а) прямая передняя,1 б) прямая задняя, в) боковая.

19. Выберите контрастное вещество для ангиопульмонографии: а) кислород, б) липиодол, в) омнипак.1

20. Проникающая способность рентгеновских лучей зависит от а) жёсткости, б) интенсивности, в) расстояния.1

21. Приёмником рентгеновских лучей при КТ является а) рентгеновская плёнка, б) флюоресцирующий экран, в) детекторы.1

22. К ионным контрастным препаратам относятся а) гипак,1 б) телебрикс,1 в) омнипак.

23. Выберие оптимальный контраст для проведения экскреторной урографии ребенку: а) урографин, б) телебрикс, в) ксенетикс.1

24. Самым субъективным методом лучевой диагностики является а) УЗИ,1 б) РДИ, в) СКТ.

г) МРТ.

25. Ультразвук – это продольная звуковая волна с частотой а) 10 - 100 000 Гц, б) 100 -200 Гц, в) > 20 000 Гц. 1

26. Высокочастотный диагностический ультразвуковой сигнал а) гасится в воздухе,1 б) хорошо проводится воздухом,

в) проводится только в вакууме.

27. Какая ультразвуковая методика является наиболее широко применяемой

30