2. Применениеконусно-лучевойкомпьютернойтомографиивдиагностикеразличныхзаболеваний

В90-егодыпрошлогостолетиявклиническуюпрактикупришлановаявысокотехнологичнаяметодикалучевойдиагностики–конусно-лучеваякомпьютернаятомография(КЛКТ).ПервыйпрототипКЛК-сканера,предназна-ченныйдляангиографическихисследований,былразработаниописанв1982г.вСША[44].

Некоторыеданныесвидетельствуюто том,чтоещедоэтоговремениКЛК-технологияужебылаизвестна,ноприменяласьлишьдлявизуализациинеживыхтканей.Этобылосвязаносфизико-техническимихарактеристикамисконструированныхаппаратов[44].

ВпервыеданныеовозможностипримененияКЛК-томографадляпрове-денияклиническихисследованийчелюстно-лицевойобластибылиопублико-ваныР.Mozzoetal.в1998г.ПервымКЛ-аппаратомвЕвропе,доступнымдляширокогопримененияв2001г.,сталNewTom9000(QR,Италия),известныйтакжекакMaxiscan.Посвоемудизайнуэтоустройствобылосхожесобычнымкомпьютернымтомографом.Дентальноесканированиепациентовпроводилосьвположениилежа[44,74,77,109].

ВосновеполученияизображенийнапервыхКЛК-томографахлежалоиспользованиерентгеновскогоэлектронно-оптическогопреобразователя(РЭОП),имеющегокруглыйдетектор,иПЗС-матрицы(специализированнаяаналоговаяинтегральнаямикросхема,состоящаяизсветочувствительныхфотодиодов,выполненнаянаосновекремнияииспользующаятехнологиюПЗС–приборовсзарядовойсвязью).Рентгеновскийлучраспространялсяввидеконуса,чтоиопределилоназваниеданнойметодики[44, 66].

ВсовременныхКЛК-томографахвосновеполученияизображенийлежитсканированиеисследуемойобластиимпульснымрентгеновскимпучкомлучей,сколлимированнымтакимобразом,чтоизлучениераспространяетсяввидеконуса.Вдальнейшемослабленноетканямирентгеновскоеизлучениепопадаетнаплоскопанельныйдетектор[40,74,98, 130].

ТакиеизмененияконфигурациистроенияКЛК-аппаратовбылиобуслов-леныстремлениемкполучениюменьшегоколичестваискаженийконечныхизображенийиколичествашума,болеевысокогопространственногоразреше-нияиширокогодинамическогодиапазонаградацииоттенковсерогоцветанатомограммах.

ВсовременныхКЛК-сканнерахширокораспространеноприменениеподобныхдетекторов,выполненныхнаосноветонкопленочныхтранзисторовизаморфногокремнияисцинтиллятораизйодидацезия.Последнийпреобразу-етрентгеновскиечастицывсветовыефотоны.Приэтоминтенсивностьсвета,излучаемоголюминофором,являетсямеройинтенсивностипадающегорентге-новскогопучкалучей.Потокфотоновпопадаетнасветочувствительныйэле-мент,расположенныйвтонкопленочномтранзисторе,гдеипроисходитвыра-боткаэлектронов,пропорциональнаяинтенсивностипадающегофотона.Этотэлектрическийзаряднакапливаетсявматрице,азатемсчитываетсяипреобра-зуетсявцифровойформатспомощьюалгоритмов,заложенныхвсчитывающееустройство.Итолькопослеэтогоинформацияпоступаетвпроцессоробработ-киизображений.Такимобразом,КЛК-системапозволяетизбежатьпотерьграфическойинформациивпромежуткахмеждусрезами,чтоявляетсяважнымфакторомприисследовании.БлагодаряКЛК-технологиивсегозаодиноборотрентгеновскойтрубкивокругисследуемогообъекта,получаетсяпервичнотрехмерноеизображение,готовоекдальнейшейпостпроцессорнойобработке[43,97].Однимизважнейшихпреимуществплоскопанельныхдетекторовявля-етсяихзначительныйпотенциалдляснижениядозыоблученияпациентовзасчетвысокойчувствительностикрентгеновскомуизлучению[98,125].

Получениемаксимальновозможногоразмераполясканирования(FOV_max)можетдостигатьсязасчетувеличениявеличиныдетектора.Носуще-ствуетидругойподходкрешениюданноговопроса.Аппаратыснебольшимполемсканированияоснащаютсяфункциейstitching–вдословномпереводеозначает«сшивка».Этопозволяетсовместитьнескольконебольшихфрагмен-товзонсканированиядляполученияврезультатеизображенияобластиинтере-сацеликом[71].Стоитотметить,чтоувеличениеполясканированияиликоли-чествазонсканированияприводиткповышениюдозырентгеновскогоизлуче-ния[118].Учитываяданныйаспект,исследовательдолженстремитьсякполу-чениюмаксимальногоколичестваинформацииспричинениемминимальноговредапациенту,руководствуясьпринципомALARA(AsLowAsReasonablyAchievable),вРоссийскойФедерацииизвестногокакпринципоптимизации[44].

Донастоящеговременинетполногосогласиявтерминологии,иногда,например,употребляетсятермин«объемнаятомография».Вразличныхлитера-турныхисточникахтакжеможновстретитьследующиеназвания:«ограничен-наяКЛКТ»,«локальнаяКЛКТ»,«объемнаяКТ»,«дентальнаятомография»,

«конусно-лучеваяобъемнаятомография»,«дентальнаяобъемнаятомография»[44,66,125,133].

СуществуетогромноеколичестводентальныхКЛК-сканеров,отличаю-щихсядруготдругасовокупностьюразличныхпараметровихарактеристик[61,107,118].

СегодняКЛКТприменяетсянетолькодляисследованийзубочелюстнойсистемы.Онаширокоиспользуетсятакжевдиагностикепатологическихизме-ненийпрактическивсеханатомическихсегментовголовыишеи.КЛК-методиказарекомендоваласебякакнезаменимыйинадежныйинструментварсеналеклиницистов,нетольконапервичномэтапедиагностики,ноипридинамическомнаблюдениивоториноларингологии,офтальмологии,челюстно-лицевойхирургии,ортопедииитравматологии.Средидоступныхлитератур-

ныхданныхсуществуетбольшоеколичествопубликаций,освещающихвсевоз-можныевариациииспользованияКЛКТвдиагностикепатологий,планирова-ниииконтролелеченияиразличногородаманипуляцийвданнойанатомиче-скойзоне[4, 17,19,67,68,77,84,90,91,97,109,110,126].

КЛКТявляетсясовременнойрентгенодиагностическойметодикой,позволяющейполучитьвысококачественныеизображенияприсравнительнонизкойдозовойнагрузкенапациентавходесканирования.Приэтоммногимиисследователямиотмечено,чтоКЛК-томография–достовернаяметодикадлявизуализациипатологическихизмененийиоценкиструктурыкостнойткани[9,11,74,82,84,98,125,129].

Внастоящеевремявозможностиаппаратов,сконструированныхнаосно-веКЛК-технологии,значительнорасширились.Cталовозможнымпроведениеисследованийдругиханатомическихсегментов.Имеютсясведенияобисполь-зованииКЛК-технологиинаэтапахпланированияиконтролявведенияпрепа-ратоввходепроведениялучевойтерапии,опримененииКЛКТдляконтроляианализаданных,полученныхприбиопсиимолочныхжелез,иосуществленияразличныхвидовлечебныхманипуляцийподКЛКТ-наведением[62,69,71,72,

78,84,88,93,100,103,106,108,128,131].

Сравнительнонедавновзарубежнойпрактикеметодиканачалаприме-нятьсядляисследованийвортопедии,травматологиииревматологии.Благода-ряпоявлениюсовременныхКЛК-томографовсталовозможнымпроведениеисследованийконечностейсполучениемизображенийсвысокимпростран-ственнымразрешениемприсравнительнонизкойлучевойнагрузкенапациента[60,73,74,82,102,112,125,134].

Ксожалению,вдоступнойлитературевеличинвзвешивающихкоэффи-циентовдлядистальныхотделовконечностейприКЛКТнайденонебыло.Известно,чтоприиспользованииКЛКТдляисследованийразличныханатоми-ческихобластейвеличинаэффективнойдозыбольше,чемприклассических

рентгенологическихметодиках,нозначительнониже,чемприМСКТ[44,63,81,85,102,113,114,125].

Вдоступныхисточникахбылиобнаруженыматериалыисследований,врамкахкоторыхбылиполученыданныеодозовыхнагрузкахприКЛКТ,втомчиследистальныхотделовконечностей[74,96,101,102,116,130].НекоторыеавторынадостаточномколичествеэкспериментальногоиликлиническогоматериалапровелисравнительныйанализвеличинлучевыхнагрузокприКЛКТиМСКТ.Отмечалось,чтоприпроведенииКЛК-исследованийонизначительнониже[73,77].Этоявляетсярезультатомсовокупностифакторов,средикоторыхиспользованиеплоскопанельногодетектора,импульсноерентгеновскоеизлу-чение,применениеоптимизированныхдляконечностифильтров,геометриче-скиеособенности распространения пучкалучей[125].

ВработеM.Loubeleetal.(2008)подробноописанавзаимосвязьмеждукачествомполучаемых изображенийидозовыминагрузками[101].

Всуществующихисточникахимеетсяинформацияофизико-техническиххарактеристикахипараметрахКЛК-томографов,втомчислепредназначенныхдляисследованийконечностей[102, 105,112,120,123,136].

Оценкакачестваизображенийзачастуюосновываетсянасубъективныхкритериях(предельноеразрешение,пороговаяконтрастностьприраспознавае-мостиотдельныхдеталейнаизображении).Однакоэтипараметрынеизмеримы.Дляколичественнойоценкифакторов,оказывающихосновноевлияниенакачествоизображения(пространственноеразрешение,однородность,нали-чие/отсутствиеартефактов,контрастность,шум),необходимыобъективныеизмерения[44,61,101,117].Данныенекоторыхавторовсвидетельствуютотом,чтопространственноеразрешениеКЛК-сканероввышепараметровстан-дартныхрентгенологическихметодик,нонижеилисопоставимоспараметрамиМСКТ[102,112].Высокоепространственноеразрешениекрайневажноприоценкеструктурыкостнойткани.

НедостаточнаяжесткостьрентгеновскоголучаприКЛКТиизбытокрас-сеянногоизлученияпосравнениюсКТмогутизменятьзначениеплотностиисследуемыхобъектов,поэтомуизмерениеоптическойплотностипошкалеХаунсфилдаприКЛКТнеявляетсякорректной.Приэтомчемменьшезонасканирования,тембольше расхождение[44,92].

Учитываяособенностиполученияизображений,КЛКТимеетспецифиче-скиеартефакты.Авторамивыделеныразличныеихвидыимеханизмывозник-новения.Срединихповышениежесткостиизлученияприрезкомизмененииплотностиобъектаисследования,артефактычастичногообъема(размервоксе-лапревышаетконтрастноеразрешениеобъектасканирования),артефактыподвыборкиизатуханияфотонов,артефактынаизображении,болеевыражен-ныепопериферииприбольшойзонесканирования(зависитотугларасхожде-нияконусноголуча),артефактыотрассеянногорентгеновскогоизлучения(приКЛКТбольше,чемприКТ).Особоевниманиеисследователиуделяютартефак-там,получаемымотметаллическихинородныхпредметовидинамическойнерезкости[76,87,94,112,121].

Исследования,проведенныеR.Schulzeetal.(2011),доказывают,чтоколичествошумовразличногопроисхожденияприКЛКТзначительнопревос-ходитихзначенияприКТ[121].Впубликацияхнесколькихавторовотмечает-ся,чтошумухудшаеткачествополучаемогоизображения,обусловливаетвозникновенияартефактовизависитотразмерапикселяплоскопанельногодетектора[44,76,117,121].Вдоступнойлитературеимеютсяописанияалго-ритмовпоснижениюуровняшумаиколичестваартефактовнаКЛК-томограммах.Помнениюавторов,онимогутрасширитьпотенциальныевоз-можностиКЛКТвобозримомбудущем[121].

ВработеG.J.Gangetal.(2011)подробноизложенырезультатысравни-тельногоанализаизображений,полученныхприцифровомтомосинтезеиКЛКТ[79].

Экспериментальноеисследование,проведенноеD.Gaudioetal.(2013),характеризуетвозможностиКЛКТвоценкекостнойструктурыприколотыхповреждениях[80].Наэкспериментальномматериалебылипродемонстрирова-нырезультатыиспользованияКЛК-технологиидляхарактеристикиструктурыкостнойтканиразличныханатомическихсегментовконечностей.ПолученныеданныепозволилисделатьвывододостаточновысокойэффективностиКЛК-исследований[89,95,111,115].

НасегодняшнийденьКЛК-томографы,предназначенныедляисследова-нийконечностей,применяютсядалеконевовсехклиниках.Средидоступныхзарубежныхлитературныхисточниковимеетсясравнительнонебольшоеколи-чествопубликаций,освещающихлишьнекоторыевозможностииспользованияКЛКТвдиагностикезаболеванийиповрежденийкостейисуставовконечно-стей[70,74,77,102,125,127].ВпубликацияхS.Tokha(2011)иK.Mattilaetal.(2013)представленКЛК-сканердляисследованийконечностейиеготехниче-скиепараметры.Изображения,полученныеисследователями,характеризуютсявысокимпространственнымразрешением.Надостаточномколичествеклини-ческогоматериалапродемонстрированывозможностивизуализациипатологи-ческихизмененийверхнихинижнихконечностей.Врамкахработыбылипро-анализированыданныеополученныхдозовыхнагрузкахдляконечностейиприведенырезультатыихсопоставлениясМСКТ[102,125].СуществуютсведенияобуспешномпримененииКЛКТдлядиагностикииконтролялеченияпереломовладьевиднойкости[60,82,86,124,125].Получениетрехмерныхизображенийипостроениемультипланарныхреконструкцийпозволяютизбе-жатьдиагностическихошибок,связанных,кпримеру,синформативнойогра-ниченностьюдвухмерныхснимковпристандартнойрентгенографии[125].Напримере3исследованийкистиJ.DeCocketal.(2011)показаливозможностипримененияивизуализацииКЛКТприналичиипризнаковвоспалительныхитравматическихизменений.Авторыпредполагают,что,вероятнеевсего,подобныеданныемогутбытьэффективныиприисследованияхдистальных

отделовнижнихконечностей.Крометого,вработеотмеченоотсутствиезначи-мыхартефактовотметаллоконструкции.Помнениюисследователей,необхо-димодальнейшееподробноеизучениеэтихидругихвозможностейметодикидляисследованийдистальныхотделовверхнихинижнихконечностей[74].

14. Facciolietal.(2010)подробнопредставленыданныесравнительногоанализаМСК-иКЛК-изображенийпривыявлениипереломовкостейкисти,которыепозволилисделатьвыводовысокойчувствительности,специфичностииэффективностиприоценкесуставныхповерхностейикостныхотломковприКЛК-томографии[77].ВработеS.P.Koskinenetal.(2013)представленыдан-ныеовозможностяхпримененияКЛКТ-артрографиидляизученияпатологиче-скихизмененийлучезапястногосустава.Исследователямибылоустановлено,чтоэтаметодикаявляетсяальтернативнойвтехслучаях,когдаМРТпротиво-показанаилинедоступнадлявыполнения.Авторамиотмеченавысокаяточ-ностьиспецифичностьКЛКТпривизуализациипатологическихизмененийсуставовданнойанатомическойобласти–82–86и81–91%соответственно.Чувствительностьввыявленииразрываполулунно-трехганнойсвязкиитриан-гулярногофиброзно-хрящевогокомплексапоихданнымсоставила77–83%,ладьевидно-полулуннойсвязки–всего58%,точностьввыявлениипатологи-ческихизмененийхрящевойткани–90–98%[99].E.K.J.Tuominenetal.(2013)опубликовалисведенияобуспешномприменениииполучениивысоко-качественныхизображенийприКЛК-исследованияхнижнихконечностейподнагрузкой[127].Результаты,представленныевработеJ.H.Siewerdsenetal.(2013),указываютнато,чтосовременныеКЛК-системыоткрываютновыеперспективыдлядиагностики,терапии,планированияиоценкиэффективностилеченияопорно-двигательногоаппаратаврадиологии,ортопедиииревматоло-гии.Помнениюавторов,такиепередовыеметодывизуализации,какКЛКТ,предоставляютвозможностидлядетальногоанализаданныхнаполучаемыхизображениях,втомчислеимягкихтканейдистальныхотделовконечностей

[122].Рядомисследователейотмечено,чтокачествоизображений,полученныхприКЛКТ,сопоставимоскомпьютернымитомограммами[115,134].

Данныенекоторыхавторовсвидетельствуютотом,чтоспециализиро-ваннаяКЛКТконечностейможетпомочьдополнитьирационализироватьалго-ритмдиагностическойвизуализации,обеспечиваяполучениеизображений,сопоставимых или дажепревосходящихрезультатыМСКТ[125,135].

ОпримененииКЛК-технологиивклиническойпрактикевРоссийскойФедерациилитературныеданныепрактически отсутствуют[9,10].