Методы лучевой диагностики их характеристики. Лучевые методы диагностики

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.

Современная лучевая диагностика является одной из наиболее динамично развивающихся областей клинической медицины. В значительной степени это связано с продолжающимся прогрессом в области физики и компьютерных технологий. Авангардом развития лучевой диагностики являются методы томографии: рентгеновской компьютерной (РКТ) и магнитно-резонансной (МРТ), позволяющие неинвазивно оценить характер патологического процесса в теле человека.

В настоящее время стандартом РКТ является обследование с помощью многосрезового томографа с возможностью получения от 4 до 64 срезов с временным разрешением 0,1-0,5 с. (минимально доступная длительность одного оборота рентгеновской трубки составляет 0,3 с.).

Таким образом, длительность томографии всего тела с толщиной среза менее 1 мм составляет около 10-15 секунд, а результатом исследования являются от нескольких сотен до нескольких тысяч изображений. Фактически, современная мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) является методикой объемного исследования всего тела человека, так как полученные аксиальные томограммы составляют трёхмерный массив данных, позволяющий выполнить любые реконструкции изображений, в том числе мультипланарные, 3D-реформации, виртуальные эндоскопии.

Применение контрастных препаратов при КТ позволяет повысить точность диагностики, а во многих случаях является обязательным компонентом исследования. Для увеличения контрастности тканей применяют водорастворимые йодсодержащие контрастные вещества, которые вводятся внутривенно (обычно в локтевую вену) с помощью автоматического инъектора (болюсно, т. е. в значительном объеме и с высокой скоростью).

Ионные йод-содержащие контрастные препараты обладают целым рядом недостатков, связанных с высокой частотой развития побочных реакций при быстром внутривенном введении. Появление неионных низкоосмолярных препаратов (Омнипак, Ультравист) сопровождалось уменьшением частоты тяжелых побочных реакций в 5-7 раз, что превращает МСКТ с внутривенным контрастированием в доступную, амбулаторную, рутинную методику обследования.

Подавляющее большинство МСКТ исследований может быть стандартизовано и проводиться рентген-лаборантом, т. е. МСКТ является одним из наименее оператор-зависимых методов лучевой диагностики. Соответственно, МСКТ исследование, проведенное методически правильно и хранящееся в цифровом виде, может обрабатываться и интерпретироваться любым специалистом или консультантом без потери первичной диагностической информации.

Длительность исследования редко превышает 5-7 минут (является несомненным преимуществом МСКТ) и может проводиться у пациентов, находящихся в тяжелом состоянии. Однако, время обработки и анализа результатов МСКТ занимает существенно больше времени, так как врач-рентгенолог обязан изучить и описать 500-2000 первичных изображений (до и после введения контрастного препарата), реконструкций, реформаций.

МСКТ обеспечила переход в лучевой диагностике от принципа «от простого к сложному» к принципу «наибольшей информативности», заменив целый ряд ранее использовавшихся методик. Несмотря на высокую стоимость, присущую МСКТ представляет собой оптимальное соотношение стоимость/эффективность и высокая клиническая значимость, что определяет продолжающееся бурное развитие и распространение метода.

Услуги отделения

Кабинет РКТ предлагает следующий спектр исследований:

Мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) головного мозга.
МСКТ органов шеи.
МСКТ гортани в 2 этапа (до и во время фонации).
МСКТ придаточных пазух носа в 2-х проекциях.
МСКТ височных костей.
МСКТ органов грудной клетки.
МСКТ брюшной полости и забрюшинного пространства (печень, селезенка, поджелудочная железа, надпочечники, почки и мочевыделительная система).
МСКТ малого таза.
МСКТ сегмента скелета (в т. ч. плечевых, коленных, тазобедренных суставов, кистей рук, стоп), лицевого черепа (орбиты).
МСКТ сегментов позвоночного столба (шейного, грудного, поясничного отделов).
МСКТ дисков поясничного отдела позвоночного столба (L3-S1).
МСКТ остеоденситометрия.
МСКТ виртуальная колоноскопия.
МСКТ планирование дентальной имплантации.
МСКТ-ангиография (грудной, брюшной аорты и её ветвей, лёгочных артерий, интракраниальных артерий, артерий шеи, верхних и нижних конечностей).
исследования с внутривенным контрастированием (болюсные, многофазные).
3D-, мультипланарные реконструкции.
Запись исследования на CD/DVD.

При проведении исследований с внутривенным контрастированием используется неионный контрастный препарат «Омнипак» (производства Amersham Health, Ирландия).
Результаты исследований обрабатываются на рабочей станции, с помощью мультипланарной, 3D-реконструкции, виртуальной эндоскопии.
Пациенты получают результаты исследования на CD или DVD диске. При наличии результатов предыдущих исследований проводится сравнительный анализ (в т. ч. цифровой), оценка динамики изменений. Врач оформляет заключение, при необходимости проводит консультацию по результатам, дает рекомендации о дальнейших исследованиях.

Оборудование

Мультиспиральный компьютерный томограф BrightSpeed 16 Elite - разработка компании GE, сочетающая в себе компактность конструкции и самые современные технологии.
Компьютерный томограф BrightSpeed позволяет получать изображения до 16 срезов с высоким разрешением за один оборот трубки. Минимальная толщина среза 0,625 мм.

Рентген

Рентгеновское отделение оснащено новейшей цифровой аппаратурой, позволяющей при высоком качестве исследования снижать дозу рентгеновского облучения.
Результаты обследования выдаются пациентам на руки на лазерной плёнке, а также CD/DVD дисках.
Рентгеновское обследование позволяет выявлять туберкулез, воспалительные заболевания, онкопатологию.

Услуги отделения

В отделении проводятся все виды рентгеновского обследования:

рентгеноскопия грудной клетки, желудка, толстой кишки;
рентгенография грудной клетки, костей, позвоночника с функциональными пробами, стоп на плоскостопие, исследование почек и мочевыделительных путей;
томография грудной клетки, гортани, а также костей;
снимки зубов и ортопонтамограммы;
исследование молочных желез, стандартная маммография, прицельная, прицельная с увеличением - при наличии микрокальцинатов;
пневмокистография для исследования внутренней стенки крупной кисты;
контрастное исследование млечных протоков - дуктография;
томосинтез молочных желёз.

В отделении также проводится рентгеновская денситометрия:

поясничного отдела позвоночника в прямой проекции;
поясничного отдела позвоночника в прямой и боковой проекции с проведением морфометрического анализа;
проксимального отдела бедренной кости;
проксимального отлела бедренной кости с эндопротезом;
костей предплечия;
кисти;
всего тела.

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:

закон абсорбции (определяет интенсивность тени объекта в зависимости от его атомного состава, плотности, толщины, а также характера самого рентгеновского излучения);
закон суммации теней (описывает условия формирования образа за счет суперпозиции теней сложного трехмерного объекта на плоскость);
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);
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:

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;
стол для пациента, который перемещает пациента внутри гентри;
ЭВМ-накопитель и анализатор данных;
пульт управления томографом;
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:

МР-спектроскопия;
МР-ангиография;
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:

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.
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).
Однофотонная эмиссионная компьютерная томография. Вращение блока детекторов вокруг объекта позволяет получить срезы исследуемого органа, что существенно повышает разрешающую способность гамма-томографии.
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:

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.
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.
Аспирационная биопсия под лучевым контролем. Ее используют для установления гистологической природы внутригрудных, абдоминальных, мягкотканевых образований у больных.

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.

Лучевая диагностика и лучевая терапия составные части медицинской радиологии (так принято называть эту дисциплину за рубежом).

Лучевая диагностика - практическая дисциплина, изучающая применение различных излучений с целью распознавания многочисленных болезней, для изучения морфологии и функции нормальных и патологических органов и систем человека. В состав лучевой диагностики входят: рентгенология, включая компьютерную томографию (КТ); радионуклидная диагностика, ультразвуковая диагностика, магнитно-резонансная томография (МРТ), медицинская термография и интервенционная радиология, связанная с выполнением диагностических и лечебных процедур под контролем лучевых методов исследования.

Роль лучевой диагностики вообще и в стоматологии в частности, нельзя переоценить. Лучевая диагностика характеризуется рядом особенностей. Во-первых, она имеет массовое применение как при соматических заболеваниях, так и в стоматологии. В РФ ежегодно выполняется более 115 миллионов рентгенологических исследований, более 70 миллионов ультразвуковых и более 3-х миллионов радионуклидных исследований. Во-вторых, лучевая диагностика обладает информативностью. С ее помощью устанавливается или дополняется 70-80% клинических диагнозов. Лучевая диагностика используется при 2000 различных заболеваниях. Дентальные исследования составляют 21% от всех рентгенологических исследований в РФ и почти 31% по Омской области. Другой особенностью является то, что аппаратура, используемая при лучевой диагностике, дорогостоящая, особенно компьютерные и магнитно-резонансные томографы. Их стоимость превышает 1 - 2 млн. долларов. За рубежом из-за высокой цены аппаратуры лучевая диагностика (радиология) является самой финансовоемкой отраслью медицины. Особенностью лучевой диагностики является еще и то, что рентгенология и радионуклидная диагностика, не говоря уже о лучевой терапии, обладают радиационной опасностью для персонала этих служб и пациентов. Данное обстоятельство обязывает врачей всех специальностей, в том числе стоматологов учитывать этот факт при назначении рентгенорадиологических исследований.

Лучевая терапия практическая дисциплина, изучающая применение ионизирующего излучения с лечебной целью. В настоящее время лучевая терапия располагает большим арсеналом источникров квантового и корпускулярного излучений, используемых в онкологии и при лечении неопухолевых заболеваний.

В настоящее время без лучевой диагностики и лучевой терапии не могут обойтись никакие медицинские дисциплины. Практически нет такой клинической специальности, в которой лучевая диагностика и лучевая терапия не являлись бы сопряженными с диагностикой и лечением различных заболеваний.

Стоматология одна из тех клинческих дисциплин, где рентгенологическое исследование занимает основное место в диагностике заболеваний зубочелюстной системы.

Лучевая диагностика использует 5 видов излучений, которые по способности вызывать ионизацию среды относятся к ионизирующим, или к неионизирующим излучениям. К ионизирующим излучениям относятся рентгеновское и радионуклидное излучения. К числу неионизирующих излучений относятся ультразвуковое, магнитное, радиочастотное, инфракрасное излучения. Однако, при использовании данных излучений могут возникать единичные акты ионизации в атомах и молекулах, которые однако не вызывают никаких нарушений в органах и тканях человека, не являются доминирующими в процессе взаимодействия излучения с веществом.

Основные физические характеристики излучений

Рентгеновское излучение является электромагнитным колебанием, искусственно создаваемое в специальных трубках рентгеновских аппаратов. Это излучение было открыто Вильгельмом Конрадом Рентгеном в ноябре 1895 года. Рентгеновские лучи относятся к невидимому спектру электромагнитных волн с длиной волны от 15 до 0,03 ангстрем. Энергия квантов в зависимости от мощности аппаратуры колеблется от 10 до 300 и более Кэв. Скорость распространения квантов рентгеновского излучения 300 000 км\сек.

Рентгеновские лучи обладают определенными свойствами, которые обуславливают применение их в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний. Первое свойство - проникающая способность, способность проникать сквозь твердые и непрозрачные тела. Второе свойство - их поглощение в тканях и органах, которое зависит от удельного веса и объема тканей. Чем плотнее и объемнее ткань, тем большее поглощение лучей. Так, удельный вес воздуха равен 0,001, жира 0,9, мягких тканей 1,0, костной ткани - 1,9. Естественно, в костях будет наибольшее поглощение рентгеновского излучения. Третье свойство рентгеновых лучей - способность их вызывать свечение флюоресцирующих веществ, используемое при проведении просвечивания за экраном рентгенодиагностического аппарата. Четвертое свойство - фотохимическое, благодаря чему на рентгеновской фотопленке получается изображение. Последнее, пятое свойство - биологическое действие рентгеновых лучей на организм человека, чему будет посвящена отдельная лекция.

Рентгенологические методы исследования выполняются с помощью рентгеновского аппарата, в устройство которого входит 5 основных частей:

- рентгеновский излучатель (рентгеновская трубка с системой охлаждения);
- питающее устройство (трансформатор с выпрямителем электрического тока);
- приемник излучения (флюоресцирующий экран, кассеты с пленкой, полупроводиниковые датчики);
- штативное устройство и стол для укладки пациента;
- пульт управления.

Основной частью любого рентгенодиагностического аппарата является рентгеновская трубка, которая состоит из двух электродов: катода и анода. На катод подается постоянный электрический ток, который накаливает нить катода. При подаче высокого напряжения на анод электроны в результате разности потенциалов с большой кинетической энергией летят с катода и тормозятся на аноде. При торможении электронов и происходит образование рентгеновских - тормозных лучей, выходящих под определенным углом из рентгеновской трубки. Современные рентгеновские трубки имеют вращающийся анод, скорость которого достигает 3000 оборотов в минуту, что значительно снижает разогрев анода и повышает мощность и срок службы трубки.

Рентгенологический метод в стоматологии стал применяться вскоре после открытия рентгеновых лучей. Более того, считается, что первый рентгеновский снимок в России (в г. Риге) запечатлел челюсти рыбы пилы в 1896 году. В январе 1901 года появилась статья о роли рентгенографии в зубоврачебной практике. Вообще то стоматологическая рентгенология является одной из наиболее ранних разделов медицинской рентгенологии. Она стала развиваться в России, когда появились первые рентгеновские кабинеты. Первый специализированный рентгеновский кабинет при стоматологическом институте в Ленинграде был открыт в 1921 году. В Омске рентгеновские кабинеты общего назначения (где выполнялись и снимки зубов) открылись в 1924 году.

Рентгеновский метод включает следующие методики: рентгеноскопию, то есть получение изображения на флюоресцирующем экране; рентгенографию - получение изображения на рентгеновской пленке, помещенной в рентгенопрозрачную кассету, где она защищена от обычного света. Эти методики относятся к основным. Дополнительные включают: томографию, флюорографию, рентгеноденситометрию и др.

Томография - получение послойного изображения на рентгеновской пленке. Флюорография - это получение рентгеновского изображения меньшего размера (72×72 мм или 110×110 мм) в результате фотографического переноса изображения с флюоресцирующего экрана.

Рентгеновский метод включает и специальные, рентгеноконтрастные исследования. При проведении этих исследований используются специальные приемы, приспособления для получения рентгеновского изображения, а рентгеноконтрастные они именуются потому, что при исследовании применяются различные контрастные вещества, задерживающие рентгеновские лучи. К контрастным методикам относятся: ангио-, лимфо-, уро-, холецистография.

К рентгеновскому методу относится и компьютерная томография (КТ, РКТ), которая была разработана английским инженером Г.Хаунсфильдом в 1972 году. За это открытие он и другой ученый - А.Кормак получили в 1979 году нобелевскую премию. Компьютерные томографы в настоящее время имеются и в Омске: в Диагностическом центре, Областной клинической больнице, Иртышкой центральной бассейновой клинической больнице. Принцип РКТ основан на послойном исследовании органов и тканей тонким импульсным пучком рентгеновского излучения в поперечном сечении с последующей компьютерной обработкой тонких различий поглощения рентгеновских лучей и вторичным получением томографического изображения исследуемого объекта на мониторе или пленке. Современные рентгеновские компьютерные томографы состоят из 4 основных частей: 1- сканирующая система (рентгеновская трубка и детекторы); 2 - высоковольтный генератор - источник питания на 140 Кв и силой тока до 200 мА; 3 - пульт управления (клавиатура управления, монитор); 4 - компьютерная система, предназначенной для предварительной обработки, поступающей от детекторов информации и получения изображения с оценкой плотности объекта. КТ обладает рядом преимуществ перед обычным рентгенологическим исследованием прежде всего большей чувствиетльностью. Она позволяет отдифференцировать отдельные ткани друг от друга, отличающиеся по плотности в пределах 1 - 2% и даже в 0,5%. При рентгенографии этот показатель составляет 10 - 20%. КТ дает точную количественную информацию о размерах плотности нормальных и патологических тканей. При использовании контрастных веществ, методом так называемого внутривенного контрастного усиления повышается возможность более точного выявления патологических образований, проводить дифференциальную диагностику.

В последние годы появилась новая рентгенологическая система получения дигитального (цифрового) изображения. Каждая дигитальная картинка сотоит из множества отдельных точек, которым соответствует числовая интенсивность свечения. Степень яркости точек улавливается в специальном приборе - аналого-цифровом преобразователе (АЦП), в котором электрический сигнал, несущий информацию о рентгеновском изображении, превращается в череду цифр, то есть происходит цифровое кодирование сигналов. Чтобы цифровую информацию превратить в изображение на телевизионном экране или пленке, необходимо цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где цифровой образ трансформируется в аналоговое, видимое изображение. Дигитальная рентгенография постепенно будет вытеснять обычную пленочную рентгенографию, так как она отличается быстрым получением изображения, не требует фотохимической обработки пленки, обладает большей разрешающей возможностью, позволяет проводить математическую обработку изображения, архивировать на магнитные носители информации, дает значительно меньшую лучевую нагрузку на пациента (приблизительно в 10 раз), увеличивает пропускную способность кабинета.

Второй метод лучевой диагностики - радионуклидная диагностика. В качестве источников излучения применяются различные радиоактивные изотопы, радионуклиды.

Естественную радиоактивность открыл в 1896 году А.Беккерель, а искусственную в 1934 году Ирен и Жолио Кюри. Наиболее часто в радионуклидной диагностике используются радионуклиды (РН) гамма-излучатели и радиофармпрепараты (РФП) с гамма-излучателями. Радионуклид - изотоп, физические свойства которого определяют пригодность его к радиодиагностическим исследованиям. РФП называются диагностические и лечебные средства на основе радиоактивных нуклидов - вещества неорганической или органической природы, в структуре которых содержится радиоактивный элемент.

В стоматтологической практике и вообще в радионуклидной диагностике широкое применение имеют следующие радионуклиды: Тс 99 m , In- 113 m , I- 125 , Xe- 133 , реже I- 131 , Hg- 197 . Используемые для радионуклидной диагностики РФП по их поведению в организме разделяются условно на 3 группы: органотропные, тропные к патологическому очагу и без выраженной селективности, тропности. Тропность РФП бывает направленной, когда препарат включается в специфический обмен клеток определённого органа, в котором происходит его накопление, и косвенной, когда в органе происходит временная концентрация РФП по пути его прохождения или выведения из организма. Кроме того, выделяется и вторичная селективность, когда препарат, не обладая способностью к накоплению, вызывает в организме химические превращения, которые обусловливают возникновение новых соединений, уже накапливаемые в определённых органах или тканях. Самым распространённым РН в настоящее время является Тс 99 m , который является дочерним нуклидом радиоактивного молибдена Мо 99 . Тс 99 m , образуется в генераторе, где Мо- 99 распадается, путём бета-распада, с образованием долгоживущего Тс- 99 m . Последний при распаде испускает гамма-кванты с энергией 140 кэв (наиболее технически удобная энергия). Период полураспада Тс 99 m составляет 6 часов, что достаточно для всех радионуклидных исследований. Из крови он выводится с мочой (30 % в течении 2 час), накапливается в костях. Приготовление РФП на основе метки Тс 99 m осуществляется непосредственно в лаборатории с помощью набора специальных реагентов. Реагенты в соответствии с прилагаемой к наборам инструкцией, определённым образом перемешиваются с элюатом (раствором) технеция и в течение нескольких минут происходит образование РФП. Растворы РФП являются стерильными и апирогенными, и могут вводиться внутривенно. Многочисленные методики радионуклидной диагностики подразделяются на 2 группы в зависимости от того, вводится ли РФП в организм пациента или используется для исследования изолированных проб биосред (плазмы крови, мочи и кусочки ткани). В первом случае методики обьединяются в группу исследований in vivo, во-втором случае - in vitro. Оба способа имеют принципиальные различия в показаниях, в технике выполнения и в получаемых результатах. В клинической практике чаще всего используются комплексные исследования. Радионуклидные исследования in vitro используются для определения в сыворотке крови человека концентрации различных биологически активных соединений, количество которых в настоящее время достигает более 400 (гормоны, лекарственные вещества, ферменты, витамины). Они применяются для диагностики и оценки патологии репродуктивной, эндокринной, гемопоэтической и иммунологической систем организма. Большая часть современных наборов реагентов основана на радиоиммунологическом анализе (РИА), который был впервые предложен Р. Ялоу в 1959 г., за что автору была присуждена Нобелевская премия в 1977 г.

В последнее время наряду с РИА развивается новая методика радиорецепторного анализа (РРА). РРА также основан на принципе конкурентного равновесия меченного лиганда (меченый антиген) и исследуемого вещества сыворотки, но не с антителами, а с рецепторными связями клеточной мембраны. РРА отличается от РИА более коротким сроком постановки методики и ещё большей специфичностью.

Основными принципами радионуклидных исследований in vivo являются:

1.Изучение особенностей распределения в органах и тканях введенного РФП;

2.Определение динамики пассажирования РФП у пациента. Методики основанные на первом принципе дают характеристику анатомо-топографического состояния органа или системы и называются статическими радионуклидными исследованаями. Методики, основанные на втором принципе, позволяют оценить состояние функций исследуемого органа или системы и называются динамическами радионуклидными исследованиями.

Сушествуют несколько методик измерения радиоактивности организма или его частей после введения РФП.

Радиометрия. Эта методика измерения интенсивности потока ионизирующего излучения в единицу времени, выражающаяся в условных единицах-импульсах в секунду или минуту (имп/сек). Для измерения используют радиометрическую аппаратуру (радиометры, комплексы). Эта методика используется при исследовании накопления Р 32 в тканях кожи, при исследовании щитовидной железы, для изучения метаболизма белков, железа, витаминов в организме.

Радиография - метод непрерывной или дискретной регистрации процессов накопления, перераспределения и выведения РФП из организма или отдельных органов. Для этих целей применяют радиографы, в которых измеритель скорости счета соединен с самописцем, вычерчивающим кривую. В составе радиографа может быть один или несколько детекторов, каждый из которых ведет измерение независимо друг от друга. Если клиническая радиометрия предназначена для однократного или нескольких повторных измерений радиоактивности организма или его частей, то с помощью радиографии можно проследить динамику накопления и его выведения. Типичным примером радиографии является исследование накопления и выведения РФП из легких (ксенон), из почек, из печени. Радиографическая функция в современных аппаратах совмещена в гамма-камере с визуализацией органов.

Радионуклидная визуализация. Методика создания картины пространственного распределения в органах РФП, введенного в организм. Радионуклидная визуализация в настоящее время включает в себя следующие виды:

а) сканирование,
б) сцинтиграфию с использованием гамма-камеры,
в) однофотонную и двухфотонную позитронкую эмиссионную томографию.

Сканирование-метод визуализации органов и тканей посредотвом движущегося над телом сцинтилляционного детектора. Прибор, проводящий исследование называется сканер. Главный недостаток - большая продолжительность исследования.

Сцинтиграфия-получение изображения органов и тканей посредством регистрации на гамма-камере излучений, исходяших от радионуклидов, распределённых в органах и тканях и в организме в целом. Сцинтиграфия в настоящее время является основным методом радионуклидной визуализации в клинике. Он позволяет изучить быстро протекающие процессы распределения вводимых в организм радиоактивных соединений.

Однофотонная эмисионная томография (ОФЭТ). При ОФЭТ используются такие же РФП, что и при сцинтиграфии. В этом аппарате детекторы расположены в ротационной томокамере, которая вращается вокруг пациента, давая возможность после компьютерной обработки, получить изображение распределения радионуклидов в различных слоях тела в пространстве и во времени.

Двухфотонная эмииссионная томография (ДФЭТ). Для ДФЭТ в организм человека вводят позитрон излучающий радионуклид (С 11 , N 13 , О 15 , F 18). Позитроны, испускaeмыe этими нуклидами, аннигилируют вблизи ядер атомов с электронами. При аннигиляции пара позитрон-электрон исчезает, образуя два гамма-кванта с энергией 511 кэв. Эти два кванта, разлетающиеся в строго противоположном направлении регистрируются двумя также противоположно расположенными детекторами.

Компьютерная обработка сигналов позволяет получить объемное и цветное изображение объекта исследования. Пространственное разрешение ДФЭТ хуже, чем на рентгеновских компьютерных и магнитно-резонансных томографах, но чувствительность метода фантастическая. ДФЭТ позволяет констатировать изменение расхода глюкозы, меченного С 11 в «глазном центре» головного мозга, при открывании глаз, удается выявить изменения при мыслительном процессе определить т.н. «душу», расположенную, как полагают некоторые ученые, в головном мозге. Недостатком этого метода является то, что использование его возможнно только при наличии циклотрона, радиохимической лаборатории для получения короткоживущих нуклидов, позитронного томографа и компьютера для обработки информации, что очень дорого и громоздко.

В последнее десятилетие в практику здравоохранения широким фронтом вошла ультразвуковая диагностика, основанная на использовании ультразвукового излучения.

Ультразвуковое излучение относится к невидимому спектру с длиною волны 0,77-0,08 мм и частотой колебаний свыше 20 Кгц. Звуковые колебания с частотой более 10 9 гц относятся к гиперзвуку. Ультразвук имеет определённые свойства:

1.В однородной среде ультразвук (УЗ) распределяется прямолинейно с одинаковой скоростью.
2. На границе различных сред с неодинаковой акустической плотностью часть лучей отражается, другая часть преломляется, продолжая прямолинейное распространение, третья - ослабляется.

Ослабление УЗ определяется так называемым ИМПЕДАНСОМ - ультразвуковым ослаблением. Величина его зависит от плотности среды и скорости распространения в ней УЗ волны. Чем выше градиент перепада акустической плотности пограничных сред, тем большая часть УЗ колебаний отражается. Например, на границе перехода УЗ из воздуха на кожу происходит отражение почти 100% колебаний (99,99%). Именно поэтому при ультразвуковом исследовании (УЗИ) необходимо смазывать поверхность кожи пациента водным желе, которое выполняет роль переходной среды, ограничивающей отражение излучения. УЗ почти полностью отражается от кальцинатов, давая резкое ослабление эхосигналов в виде акустической дорожки (дистальная тень). Наоборот, при исследовании кист и полостей, содержащих жидкость, возникает дорожка за счет компенсаторного усиления сигналов.

Наибольшее распространение в клинической практике нашли три метода ультразвуковой диагностики: одномерное исследование (эхография), двухмерное исследование (сканирование, сонография) и допплерография.

1. Одномерная эхография основана на отражении импульсов У3, которые фиксируются на мониторе в виде вертикальных всплесков (кривых) на прямой горизонтальной линии (линии развертки). Одномерный метод дает информацию о расстояниях между слоями тканей на пути ультразвукового импульса. Одномерная эхография до настоящего времени применяется в диагностике болезней головного мозга (эхоэнцефалография), органа зрения, сердца. В нейрохирургии эхоэнцефалография используется для определения размеров желудочков и положения срединных диэнцефальных структур. В офтальмологической практике этот метод применяется для изучения структур глазного яблока, помутнения стекловидного тела, отслойки сетчатки или сосудистой оболочки, для уточнения локализации инородного тела или опухоли в орбите. В кардиологической клинике эхография оценивает структуру сердца в виде кривой на видеомониторе называемой М-эхограммой (motion - движение).

2. Двухмерное ультразвуковое сканирование (сонография). Позволяет получить двухмерное изображение органов (В-метод, brightness - яркость). При сонографии идет перемещение датчика в направлении перпендикулярном линии распространения ультразвукового луча. Отраженные импульсы сливаются в виде светящихся точек на мониторе. Поскольку датчик находится в постоянном движении, а экран монитора имеет длительное свечение, то отраженные импульсы сливаются, формируя изображение сечения обследуемого органа. Современные аппараты имеют до 64 степеней градации цвета, именуемой «серой шкалой», обеспечивающей разницу в структурах органов и тканей. Дисплей делает изображение в двух качествах: позитивном (белый фон, черное изображение) и негативном (черный фон, белое изображение).

Визуализация в режиме реального времени отражает динамическое изображение движущихся структур. Она обеспечивается разнонаправленными датчиками, имеющих до 150 и более элементов - линейное сканирование, либо из одного, но совершающего быстрые колебательные движения - секторальное сканирование. Картина исследуемого органа при УЗИ в масштабе реального времени возникает на видеомониторе мгновенно с момента исследования. Для исследования органов прилегающих к открытым полостям (прямой кишке, влагалищу, ротовой полости, пищеводу, желудку, толстой кишке) - используют специальные интраректальные, интравагинальные и другие внутриполостные датчики.

3.Допплеровская эхолокация - метод ультразвукового диагностического исследования движущихся объектов (элементов крови), основанный на эффекте Допплера. Эффект Допплера связан с изменением частоты ультразвуковой волны, воспринимаемой датчиком, происходящее вследствие перемещения исследуемого объекта относительно датчика: частота эхосигнала, отраженного от движущегося объекта, отличается от частоты излученного сигнала. Существует две модификации допплерографии:

а) - непрерывная, которая наиболее эффективна при измерении высоких скоростей кровотока в местах сужения сосудов, однако непрерывная допплерография имеет существенный недостаток - она даёт суммарную скорость движения объекта, а не только потока крови;
б) - импульсная допплерография лишена этих недостатков и позволяет измерить малые скорости на большой глубине или большие скорости на малой глубине в нескольких контрольных объектах малой величины.

Допплерография используется в клинике для изучения формы контуров и просветов кровеносных сосудов (сужения, тромбоз, отдельные склеротические бляшки). Важное значение в клинике УЗ диагностики в последние годы приобретает сочетание сонографии и допплерографии (т.н. дуплексная сонография), которая и позволяет выявить изображение сосудов (анатомическая информация) и получает запись кривой кровотока в них (физиологическая информация), к тому же в современных ультразвуковых аппаратах имеется система, позволяющая раскрашивать разнонаправленные потоки крови в разные цвета (синий и красный), так называемое цветное допплеровское картирование. Дуплексная сонография, цветное картирование позволяют следить за кровенаполнением плаценты, сокращениями сердца у плода, за направлением кровотока в камерах сердца, определять обратный ток крови в системе воротной вены, вычислять степень стеноза сосудов и т.д.

В последние годы стали известны некоторые биологические эффекты у персонала при проведении УЗ исследований. Действие УЗ через воздух прежде всего сказывается на критическом объёме, каковым является уровень сахара в крови, отмечаются электролитные сдвиги, повышается утомляемость, возникает головная боль, тошнота, шум в ушах, раздражительность. Однако в большинстве случаев эти признаки носят неспецифический характер и имеют выраженную субъективную окраску. Этот вопрос требует дальнейшего изучения.

Медицинская термография - метод регистрации естественного теплового излучения тела человека в виде невидимых инфракрасных излучений. Инфракрасное излучение (ИКИ) дают все тела с температурой выше минус 237 0 С. Длина волны ИКИ от 0,76 до 1 мм. Энергия излучения меньше, чем у квантов видимого света. ИКИ поглощается и слабо рассеивается, имеет как волновое, так и квантовое свойство. 0собенности метода:

1. Абсолютно безвреден.
2. Высокая скорость исследования (1 - 4 мин.).
3. Достаточно точный - улавливает колебания в 0,1 0 С.
4. Имеет возможность одновременно оценивать функциональное состояние нескольких органов и систем.

Методики термографического исследования:

1. Контактная термография основана на использовании термоиндакаторных пленок на жидких кристаллах в цветном изображении. По цветному окрашиванию изображения с помощью калориметрической линейки судят о температуре поверхностных тканей.
2. Дистанционная инфракракрасная термография - самый распространенный метод терморгафии. Она обеспечивает получение изображения теплового рельефа поверхности тела и измерение температуры в любом участке тела человека. Дистанционный тепловизор дает возможность получать на экране аппарата отображение теплового поля человека в виде черно-белого или цветного изображения. Эти изображения можно зафиксировать на фотохимической бумаге и получить термограмму. Используя так называемые активные, стрессовые пробы: холодовые, гипертермические, гипергликемические, можно выявить начальные, даже скрытые нарушения терморегуляции поверхности тела человека.

В настоящее время термография применяется для обнаружения расстройств кровообращения, воспалительных, опухолевых и некоторых профессиональных заболеваний, особенно при диспансерном наблюдении. Считается, что этот метод, имея достаточную чувствительность, не обладает высокой специфичностью, что затрудняет его широкое применение при диагностике различных заболеваний.

Последние достижения науки и техники позволяют измерять температуру внутренних органов по собственному их излучению радиоволн в СВЧ диапазоне. Эти измерения производят с помощью микроволнового радиометра. Зa этим методом более перспективное будущее, чем за инфракрасной термографией.

Огромным событием последнего десятилетия явилось внедрение в клиническую практику поистине революционного метода диагностики ядерно-магнитной-резонансной томографии, именуемой в настоящее время магнитно-резонансной томографией (слово «ядерная» снято, чтобы не вызывать у населения радиофобии). Метод магнитно-резонансной томографии (МРТ) основан на улавливании электромагнитных колебаний от определенных атомов. Дело в том, что ядра атомов, содержащие нечётное количество протонов и нейтронов имеют собственный ядерно-магнитный спин, т.е. угловой момент вращения ядра вокруг собственной оси. К таким атомам относится водород, составная часть воды, которая в организме человека доходит до 90%. Подобный эффект дают и другие атомы, содержащие нечётное количество протонов и нейтронов (углерод, азот, натрий, калий и другие). Поэтому каждый атом подобен магниту и в обычных условиях оси углового момента располагаются хаотично. В магнитном поле диагностического диапазона при мощности порядка 0,35-1,5 Т (единица измерения магнитного поля названа в честь Тесла - сербского, югославского учeнoгo, имеющего 1000 изобретений), атомы ориентируются по направлению магнитного поля параллельно или антипараллельно. Если в этом состоянии наложить радиочастотное поле (порядка 6,6-15 Мгц), то возникает ядерно-магнитный резонанс (резонанс, как известно, возникает, когда частота возбуждения совпадает с собственной частотой системы). Этот радиочастотный сигнал улавливается детекторами и через компьютерную систему строится изображение, основанное на протонной плотности (чем больше протонов в среде, тем интенсивнее сигнал). Наиболее яркий сигнал дает жировая ткань (высокая протонная плотность). Наоборот, костная ткань из-за небольшого количества воды (протонов), дает наименьший сигнал. Для каждой ткани свой сигнал.

Магнитно-резонансная томография обладает рядом преимуществ перед остальными методами диагностической визуализации:

1. Отсутствие лучевой нагрузки,
2. Отсутствие необходимости применения контрастных веществ в большинстве случаев рутинной диагностики, так как МРТ позволяет видеть с осуды, особеннокрупные и средние без контрастирования.
3. Возможность получения изображения в любой плоскости, включая три ортоганальные анатомические проекции, в отличие от рентгеновской компьютерной томографии, где исследование проводится в аксиальной проекции, и в отличии от УЗИ, где изображение ограниченное (продольное, поперечное, секторальное).
4. Высокая разрешающая способность выявления структур мягких тканей.
5. Нет необходимости специальной подготовки пациента к исследованию.

За последние годы появились новые методы лучевой диагностики: получение трехмерного изображения с использованием спиральной компьютерной рентгеновской томографии, возник метод использующий принцип виртуальной реальности с трехмерным изображением, моноклоналъная радионуклидная диагностика и некоторые другие методы, находящиеся на стадии эксперимента.

Таким образом, в этой лекции дана общая характеристика методов и методик лучевой диагностики, более подробное описание их будет дано в частных разделах.