Московский государственный медико-стоматологический университет КАФЕДРА ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ ИСТОРИЧЕСКИЙ

Московский государственный медико-стоматологический университет КАФЕДРА ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

Илья Александрович Шехтер В 1954 году им была организована кафедра рентгенологии и радиологии Московского медицинского стоматологического института им. Н. А. Семашко, которой он заведовал до 1975 года. Возглавив первую в стране кафедру в институте стоматологического профиля И. А. Шехтер внес большой вклад в развитие рентгенодиагностики в стоматологии.

Юрий Иванович Воробьев С 1975 года после смерти И. А. Шехтера кафедру возглавил его ученик Ю. И. Воробьев.

Александр Юрьевич Васильев С 2004 года по настоящее время кафедрой заведует член-корреспондент РАМН, профессор А. Ю. Васильев. Он также является председателем Московского объединения медицинских радиологов.

Московский государственный медико-стоматологический университет КАФЕДРА ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Медицинская радиология – наука о действии ионизирующего излучения на живые организмы, о применении его для изучения строения и функций нормального и патологически измененного организма, для диагностики и лечения различных заболеваний Лучевая диагностика – наука о применении излучений для исследования строения и функций нормальных и патологически измененных органов и систем человека с целью профилактики и распознавания заболеваний Лучевая терапия – изучает принципы и методы, биологические и клинические основы применения ионизирующего излучения

ЧАСТЬ 1 Лучевая диагностика

Лучевая диагностика: Рентгенодиагностика; Рентгенодиагностика Ультразвуковая диагностика; Магнитно-резонансная томография; Радионуклидная диагностика; Медицинская термография.

– дисциплина, предмет изучения которой теория и практика использования рентгеновского излучения для исследования здорового и больного организма. 8 ноября 1895 года В. К. Рентген открыл рентгеновское излучение РЕНТГЕН Вильгельм Конрад

Рентгеновский снимок руки Берты Рентген, выполненный 22 декабря 1895 года В 1901 году В. К. Рентген получил первую Нобелевскую премию по физике 10

Александр Степанович Попов Владимир Николаевич Тонков В январе 1896 г. изготовил 1 -ю в России рентгеновскую трубку и произвёл медицинские исследования В феврале 1896 г. сообщил о применении рентгеновских лучей в изучении скелета, основоположник рентгеноанатомии А. К. Яновский - в феврале 1896 г. начал систематические рентгенологические исследования больных в Военно-медицинской академии. И. Р. Тарханов - одним из первых показал биологическое действие рентгеновского излучения. Большой вклад в развитие рентгенологии как научной медицинской дисциплины внесли русские врачи С. П. Григорьев, М. И. Неменов, С. А. Рейнберг, Л. Д. Линденбратен, Л. Б. Наумов и многие другие.

Строение рентгеновской трубки

СВОЙСТВА РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ Проникающая способность Поглощение Ионизирующее действие Флюоресцирующее действие Фотохимическое действие Образование вторичного излучения Биологическое действие

ПРОНИКАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ способность проникать сквозь твердые и непрозрачные для зрения человека тела зависит от длины волны: чем короче длина волны, тем выше проникающая способность. По качеству в рентгенотехнике выделяют: жесткие - с высокой проникающей способностью мягкие - с небольшой проникающей способностью Качество РЛ имеет значение для получения рентгеновского изображения с заданными характеристиками (степень контрастности и оптической плотности)

ПОГЛОЩЕНИЕ способность «задерживать» излучение 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. В костях будет наибольшее поглощение рентгеновского излучения.

ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ l Характеризуется образованием положительно и отрицательно заряженных ионов l Проявляется в любой среде под воздействием рентгеновского излучения l По количеству образующихся в воздухе ионов ведётся дозиметрический контроль

ФЛЮОРЕСЦИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ способность вызывать свечение флюоресцирующих веществ (люминофоров) основано на возбуждении атомов кристаллов некоторых солей, которые начинают светиться различными оттенками в зависимости от своего химического строения l используется при проведении просвечивания за экраном рентгенодиагностического аппарата - лежит в основе рентгеноскопии, позволяющей изучать функциональное состояние органов и систем l

ФОТОХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ основано на разложении микрокристаллов бромистого серебра лежит в основе рентгенографии -документальной формы регистрации изображения на пленке после фотохимической обработки рентгеновской пленки она становится черной в тех местах, где на неё воздействовал неослабленный тканями пучок рентгеновского излучения. В тех участках, где лучи поглощались тканями исследуемого объекта, степень почернения пленки меньше. Изображение на рентгенограммах всегда негативное, в отличие от позитивного, наблюдаемого при рентгеноскопии, или на иллюстрациях в учебнике.

ОБРАЗОВАНИЕ ВТОРИЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Возникает в любой среде только в тот момент , когда на неё воздействует поток рентгеновского излучения, испускаемый рентгеновской трубкой или другим источником ионизирующей радиации. По физической сущности вторичные рентгеновские лучи разнородны. Содержат и сходные с первоначальными по жесткости лучи, и более мягкие кванты.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ l цепь неразрывно связанных биофизических и биохимических процессов, вызывающих функциональные и морфологические изменения в клетках, тканях и организме в целом. l изменения обусловлены ионизацией и передачей энергии Выделяют прямое и косвенное воздействие. 20

ПРЯМОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ а. при поглощении энергии выделяется тепло (количество его невелико и значительного повреждающего воздействия на пациента не оказывает); б. непосредственный разрыв молекул РНК и ДНК (приводит к возникновению мутаций, как в облученном организме (опухоли), так и в последующих поколениях (пороки развития).

КОСВЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ теория водных радикалов Ионизация приводит к тому, что часть молекул воды теряет электроны, а часть приобретает Происходит радиолиз воды В результате образуется водород и гидроксильная группа Объединяясь меду собой они образуют вещества, обладающие высокими окислительно-восстановительными свойствами

СТЕПЕНЬ ПОГЛОЩЕНИЯ рентгеновского излучения зависит от: - химического строения тканей, - плотности тканей, - толщины слоя изучаемого объекта. Поглощение рентгеновского излучения происходит интенсивнее в элементах с высоким атомным весом, поэтому такие вещества, как барий, йод используются в качестве искусственных рентгеноконтрастных средств

Виды интраскопий: Регистрация теневого изображения Регистрация отраженного или рассеянного излучения Излучение испускаемое объектом регистрируется приемником И – излучатель; О – объект; П – приемник.

Рентгеновские методики: Рентгенография, рентгеноскопия; Флюорография; Линейная томография; Методики с контрастированием; Микрофокусная рентгенография; Рентгеновская компьютерная томография; Электрорентгенография.

Принципы получения изображения Дифференцированное поглощение рентгеновских лучей различными тканями приводит к тому, что на пленке (экране) появляется двумерное изображение в виде суммы теней, которое оценивается по: контрастности (разнице в сигнале между двумя областями изображения - глаз воспринимает 40 оттенков серого цвета , различает перепад плотности в 2, 0 %); l пространственному разрешению (способности изображения передавать мелкие детали); l «шуму» - компоненту сигнала, не передающему полезной информации. l

Фокус ФР l Объект l l ФП l Пленка Фокус – точка, в которой система превращает параллельный пучок лучей в расходящийся Фокусное расстояние (ФР) – расстояние от анодной трубки до объекта исследования (оптимально 60 -120 см) Напряжение, подаваемое на трубку (40 -100 к. В) Экспозиция – определяется силой тока трубки и временем подачи высокого напряжения на трубку (110120 м. Ас) Степень увеличения изображения зависит от соотношений расстояния фокус–пленка к фокусному расстоянию (чем больше удаление объекта от пленки, тем больше степень увеличения n = ФП/ФР)

Принципы получения изображения Рентгеновские лучи испускаются малым точечным источником, проходят через исследуемый объект и падают на приемник изображения - флуоресцентный экран, фотопленку с усиливающим флуоресцентным экраном, экран с запоминающим люминофором Рентгеновская Вход. экран Телевизионная Изображение трубка ЭОП трубка на экране приемника

Рентгеноскопия / Рентгенография Рентгеноскопия – осмотр исследуемой – области за рентгеновским экраном. Основана на способности рентгеновских лучей вызывать флуоресценцию солей и минералов Преимущества: позволяет оценить функцию органов. Недостатки: • большая лучевая нагрузка, • нет документа (рентгеновского снимка), позволяющего подтвердить или опровергнуть патологию и сохранить информацию. Рентгенография – аналоговое статическое изображение исследуемой области. Основана на фотохимическом действии рентгеновских лучей вызывать разложение солей бромистого серебра Преимущества: хорошо видны детали (легочной рисунок, структура кости). Недостатки: • невозможность оценить функцию; • суммация всех деталей, для получения представления о характере изменений выполняют как минимум 2 проекции (прямую и боковую) или проводят полипозиционное исследование.

Флюорография Флюорограф – рентгеновский аппарат, позволяющий получать изображения с экрана на фотоаппарат (на пленку 70 х 70; 100 х 100 мм) или архивировать изображения при помощи цифровых видео дисков (DVD), емкостью около 3 500 снимков каждый.

Линейная томография / зонография послойное исследование органов и тканей путем «размывания» мешающих теней при синхронном движении трубки и пленки в двух взаимообратных направлениях (Bocage, 1917). Толщина среза зависит от угла качания трубки. Чем больше угол размывания, тем тоньше срез. При угле размывания в 30 -60 гр. получаются срезы толщиной от 2 до 6 мм (томография). При угле размывания в 10 гр. – получается толстый срез (зонография)

Методики с контрастированием Для исследования ряда органов и систем применяют рентгеноконтрастные средства РЕНТГЕНО КОН ТРАСТНЫЕ СРЕДСТВА (син. контрастные вещества) используются для визуализации невидимых или плохо видимых при обычном рентгенологическом исследовании органов или полостей тела.

Контрастные средства для лучевой диагностики I. Рентгенконтрастные средства 1. Вещества с низким атомным весом (газы - рентнонегативные) углекислый газ (СО 2), воздух, кислород (О 2), которые вводят в ЖКТ (пневмография, двойное контрастирование), суставы (артропневмография), в брюшную полость (пневмоперитонеум), в грудную полость (искусственный пневмоторакс) – в настоящее время используют мало в связи с развитием КТ и МРТ 2. Вещества с высоким атомным весом (рентгенопозитивные) А. Бариевая взвесь (Ba. SO 4) Б. Йодсодержащие препараты - жирорастворимые (йодлипол, желиопак, липиодол) В. Йодсодержащие препараты - водорастворимые - ионные (урографин) - неионные (омнипак, визипак, ультравист, изовист) II. III. Контрастные средства для МРТ (гадолиний) Контрастные средства для УЗИ (не сертифицированы в

Методики с контрастированием Селективная ангиография и экскреторная урография с омнипаком (внутрисосудистое введение) Бронхография с йодлиполом (в просвет бронхиального дерева) Фистулография с урографином, введенным Контрастное исследование желудка с бариевой взвесью (per os) через свищевой ход Ирригоскопия с первичным двойным контрастированием кишки (per rektum)

Микрофокусная рентгенография Фокус Объект Пленка Рентгеновский аппарат с малым фокусом рентгеновской трубки, большим расстоянием фокус-пленка (ФП) и малым – фокус-объект (ФО), что позволяет получать изображения с 3 -х, 5 -и, 7 -и и 20 -и кратным увеличением (n = ФП/ФО).

Рентгеновская компьютерная томография (РКТ) – послойное рентгеновское исследование, основанное на компьютерной реконструкции изображения, получаемого при круговом сканировании объекта узким пучком рентгеновского излучения.

Основоположниками КТ являются: Годфри ХАУНСФИЛД Алан КОРМАК В 1971 году – первый клинический КГ-сканер В 1972 году – первая сканограмма головного мозга

Рентгеновская компьютерная томография Поколения томографов: шаговые, спиральные, мультиспиральные Каждая точка на КТизображении (пиксел) представляет собой отдельный элемент объема в исследуемом объекте (воксел). Принцип создания КТизображения аналогичен обычной рентгенографии – плотные структуры блокируют прохождение рентгеновских лучей. μН О – коэффициент абсорбции воды 0(HU) - эталон 2 Единица измерения плотности - единица Хаунсфилда (HU)

Рентгеновская компьютерная томография 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 м. А; 3 – пульт управления (клавиатура управления, монитор); 4 – компьютерная система, предназначенной для предварительной обработки, поступающей от детекторов информации и получения изображения с оценкой плотности объекта.

ПОКОЛЕНИЯ ТОМОГРАФОВ ШАГОВЫЕ СПИРАЛЬНЫЕ МУЛЬТИСПИРАЛЬНЫЕ

Режимы КТ l ЛЕГОЧНЫЙ l СРЕДОСТЕННЫЙ аксиальные срезы

Рентгеновская компьютерная томография При КТ рентгеновскими лучами экспонируются только тонкие срезы ткани. Ø Отсутствует мешающее наложение или размывание структур, расположенных вне выбранных срезов. Ø В результате разрешение по контрастности значительно превышает характеристики проекционных рентгеновских технологий. Ø ü ü Отсутствие суперпозиционности Поперечная ориентация слоя Высокое контрастное разрешение Различные виды обработки изображения

Рентгеновская компьютерная томография РКТ показана при патологии: ü черепа, придаточных пазух носа и головного мозга (ургентные состояния, в плановых ситуациях для исследования головного мозга - МРТ); ü позвоночника и конечностей; ü гортани и глотки; ü легких, средостения, печени, поджелудочной железы; ü органов забрюшинного пространства и малого таза; ü контрастные исследования с болюсным усилением (при введении 100, 0 мл. контраста в/в) применяются для исследования органов брюшной полости в плановом порядке, а также для быстрой оценки состояния головного мозга, органов грудной и брюшной полости, забрюшинного пространства при сочетанной травме. Противопоказания к РКТ: üБеременность; üкрайне тяжелое состояние пациента.

Рентгеновская компьютерная томография В аксиальной плоскости 3 D-реконструкция Во фронтальной плоскости Лазерная стереолитография

Магнитно-резонансная томография технология, позволяющая получать изображение без использования рентгеновских лучей, основанная на регистрации радиочастотного сигнала от ядер некоторых атомов (в частности, атомов водорода), находящихся под воздействием статического магнитного поля

Felix Bloh В 1946 году ученые из США Felix Bloh и Edward Pursell независимо друг от друга открыли явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для жидкостей и твердых тел. В 1952 году они были удостоены нобелевской премии по физике Edward Pursell В 2003 году ученые P. Lanterbur и P. Mansfield получили Нобелевскую премию по медицине «За изобретение метода Магнитно-резонансной томографии»

Электрорентгенография (ксерорадиография) Основатель метода - В. В. Зарецкий, 1963 НЕДОСТАТКИ - мало информативен в веду значительного эффекта суперпозиции, дает большую лучевую нагрузку на пациента

Магнитно-резонансная томография Магнитный резонанс - это физическое явление, основанное на свойствах некоторых атомных ядер при помещении их в магнитное поле поглощать энергию в радиочастотном (РЧ) диапазоне и излучать ее после прекращения воздействия РЧ-импульса. Напряженность постоянного магнитного поля и частота радиочастотного магнитного поля должны строго соответствовать другу, что и называется ядерным магнитным резонансом. üЯдерным - поскольку взаимодействие происходит только с Ядерным магнитными моментами атомных ядер. üМагнитным - так как эти моменты ориентированы Магнитным постоянным магнитным полем. üРезонансом - поскольку параметры этих полей строго связаны Резонансом между собой.

Магнитно-резонансная томография Основными компонентами МР-томографа являются сильный магнит, радиопередатчик, приемная радиочастотная катушка и компьютер. Внутренняя часть магнита часто сделана в форме туннеля, достаточно большого для размещения внутри него взрослого человека. Магнитно-резонансные томографы могут создать изображения сечений любой части тела. Ионизирующее излучение не используется, а воздух или кости не являются помехой при визуализации.

Магнитно-резонансная томография Во время исследования пациент подвергается воздействию сильного и однородного магнитного поля. Сила поля варьируется в пределах 0, 3 4 Т. В 0

Магнитно-резонансная томография В тело человека, помещенное в сильное постоянное магнитное поле, посылается импульс радиоволн определенной частоты.

Магнитно-резонансная томография Характер сигнала в МРТ определяется 4 параметрами: Протонной плотностью (количеством протонов в исследуемой ткани), Временем спин-решетчатой релаксации (Т 1), Временем спин-спиновой релаксации (Т 2), получается изображение обратное спин-решетчатой релаксации (Т 1) Движением или диффузией исследуемых структур.

Магнитно-резонансная томография Преимущества: Ú Ú Ú неинвазивность отсутствие лучевой нагрузки трехмерный характер получения изображений естественный контраст от движущейся крови отсутствие артефактов от костных тканей высокая дифференциация мягких тканей Недостатки: Ú Ú Ú продолжительность исследования артефакты от дыхательных движений ненадежное выявление патологии костных структур

Магнитно-резонансная томография Противопоказания абсолютные: Ú Ú Ú кардиостимуляторы; ферромагнитные или электронные имплантаты среднего уха; кровоостанавливающие клипсы головного мозга; металлические осколки; беременность. Противопоказания относительные: прочие стимуляторы (инсулиновые насосы, нервные стимуляторы); Ú неферромагнитные имплантаты внутреннего уха, протезы клапанов сердца; Ú кровоостанавливающие клипсы прочей локализации; Ú клаустрофобия. Ú

Ультразвуковая диагностика – метод получения изображения, при котором для визуализации структур внутри человеческого тела используются звуковые волны высокой частоты, превышающие границу слухового восприятия.

Виды интраскопий: Регистрация теневого изображения Регистрация отраженного или рассеянного излучения Излучение испускаемое объектом регистрируется приемником И – излучатель; О – объект; П – приемник.

Ультразвуковая волна – упругое колебание среды, проникающее через ткани организма человека. Ú Диапазон частот 16 Гц – 18 к. Гц, который способен воспринимать слуховой аппарат человека принято называть звуковым. Звук, с частотой выше 18 к. Гц – ультразвуком. ÚВ медицине применяются частоты в диапазоне 2 – 12 МГц.

Ультразвуковая диагностика Ультразвук (УЗ) был открыт на несколько лет раньше рентгеновского луча. В 1826 г. французский учёный Колладон определил скорость звука в воде. Первый генератор ультразвука сделал в 1883 г. англичанин Френсис Гальтон. УЗ широко применялся в дефектоскопии (способ обнаружения дефектов в металлических деталях, например, железнодорожном рельсе) и гидролокации - работам по использованию УЗ в этой области положила начало гибель "Титаника" в 1912 г. Френсис Гальтон

Особенности ультразвука: ü Малая длина волны, которая обусловливает лучевой характер распространения УЗ-волн. Попадая на неоднородности в среде, УЗ-пучок ведёт себя как световой луч, испытывая отражение, преломление, рассеяние, что позволяет формировать звуковые изображения в оптически непрозрачных средах. ü Малый период колебаний, что позволяет излучать УЗ в виде импульсов. ü Возможность получения высоких значений энергии колебаний при малой амплитуде, т. к. энергия колебаний пропорциональна квадрату частоты. Это позволяет создавать УЗ-пучки и поля с высоким уровнем энергии, не требуя при этом крупногабаритной аппаратуры. ü Ультразвук неслышим и не создаёт дискомфорта обслуживающему персоналу и пациентам.

Ультразвуковое изображение – изображение различных тканей и сред, полученное благодаря их способности по-разному проводить ультразвук и различным образом отражать его. источник и приемник ультразвуковых волн, содержащий кварцевую пластину.

Ультразвуковая диагностика В 1880 г. Пьер Кюри вместе с братом сделал решающее для ультразвуковой техники открытие. Он заметил, что при оказании давления на кристаллы кварца генерируется электрический заряд, прямо пропорциональный прикладываемой к кристаллу силе. Это явление было названо «пьезоэлектричество» (от греч. pieso - нажать). Пьер Кюри Был продемонстрирован обратный эффект, который проявлялся тогда, когда быстро изменяющийся электрический потенциал вызывал вибрацию кристаллов кварца.

ÚОдномерное изображение А-режим, отраженный сигнал образует на экране осциллоскопа фигуру в виде пика на прямой линии. Высота пика соответствует акустической плотности среды, а расстояние между пиками глубине расположения границы раздела между средами. ÚДвухмерный, или В-режим, способ получения изображения посредством сканирования. Перемещение УЗдатчика по поверхности тела обеспечивает регистрацию сигналов от разных точек объекта; изображение может быть зафиксировано на фотобумаге или пленке; его можно подвергать математической обработке, измеряя, в частности, величину разных элементов объекта.

Ультразвуковое изображение Режимы работы l А-режим (от англ. amplitude ) l М-режим (от англ. motion - движение) l В-режим (от англ. brightness - яркость) 63

Одномерная эхография А-режим (амплитудный режим) 64

М – режим 65

В - режим 66

Различные сочетания … В (2 D), M, B+B, B+M 67

Ультразвуковое изображение Яркость каждой точки на экране находится в прямой зависимости от интенсивности эхо-сигнала. Изображение на телевизионном экране представлено 16 -ю оттенками серого цвета, отражающими акустическую структуру тканей ÚАнэхогенные – жидкости (черного цвета); ÚГипоэхогенные – желеобразные структуры (темно-серого цвета); ÚИзоэхогенные – мышцы (светло-серого цвета); ÚГиперэхогенные – кости и конкременты.

Ультразвуковое изображение Основой еще одного ультразвукового метода служит эффект Допплера, заключающийся в том, что звуковая волна, отражаясь от движущегося предмета, меняет свою частоту. На основании этого эффекта возможно определение наличия кровотока и его параметров. Допплеровские ультразвуковые технологии позволяют в реальном времени оценивать гемодинамику.

Ультразвуковая диагностика Преимущества: УЗИ дает достоверную информацию о положении, форме и размерах органов. Ú Исследование общедоступно, удобно и не требует никакой подготовки. Ú Ультразвук безвреден для живых тканей. Ú Исследование безболезненно и не связано с неприятными ощущениями. Ú УЗ-исследование проводится в режиме «реального времени» , т. е. : - не нужно времени на обработку материала, проявку и печать каких-либо снимков и т. п. , результат исследования становится очевидным в конце исследования; - врач видит свою «картинку» во время исследования и имеет возможность управлять изображением, добиваясь лучшего. Ú

Виды интраскопий: Регистрация теневого изображения Регистрация отраженного или рассеянного излучения Излучение испускаемое объектом регистрируется приемником И – излучатель; О – объект; П – приемник.

Радионуклидная диагностика – способ исследования функционального и морфологического состояния организма с применением радионуклидов. Общее между рентгенологическими исследованиями и радионуклидной диагностикой использование ионизирующего излучения. Все рентгенологические исследования (включая КТ) базируются на фиксации прошедшего через тело пациента, т. е. пропущенного, излучения. В то же время радионуклидная визуализация основана на обнаружении излучения, испускаемого находящимся внутри пациента радиоактивным веществом (радиофармпрепаратом).

Радионуклидная диагностика Гамма-камера - детектор, используемый в большинстве процедур радионуклидной диагностики. Основным ее компонентом является большой, выполненный в форме диска сцинтилляционный кристалл.

Радионуклидная диагностика Преимущества: Возможность изучения физиологических функций — это главное преимущество радионуклидной визуализации в сравнении с альтернативными радиологическими методиками. Недостатки: Относительный недостаток — низкое пространственное разрешение.

Радионуклидная диагностика Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) томографическая технология основывается на использовании испускаемых радионуклидами позитронов. ПЭТ позволяет осуществлять количественную оценку концентрации радионуклидов и заключает в себе колоссальные потенциальные возможности по изучению метаболических процессов на различных стадиях заболевания.

Радионуклидная диагностика Применение ПЭТ в неврологии и психиатрии ü ü ü исследование метаболизма тканей головного мозга выявление объемных образований диагностика эпилептогенных фокусов диагностика деменции оценка двигательных расстройств

Радионуклидная диагностика Применение ПЭТ в онкологии диагностика опухолей полости рта, ППН, слюнных желез, легких, молочной железы, толстой кишки ü поиск регионарных и отдаленных метастазов ü оценка эффективности лечения ü проведение скрининга ü ПЭТ при раке поджелудочной железы

Термография метод, регистрации инфракрасного излучения от поверхности тела человека, используемый для диагностики различных заболеваний и патологических состояний Подагрический артритстопы

ЧАСТЬ 3 Радиационная безопасность

Лучевая терапия – изучает принципы и методы, биологические и клинические основы применения ионизирующего излучения Разделы: лучевая терапия заболеваний с использованием мощных гаммаустановок с изотопами 60 Co, 137 Cs и др. , линейных ускорителей и беттатронов, лечебных препаратов в виде растворов, игл, бус, аппликаторов и т. д. , содержащих 198 Au, 60 Co и др. , методы протонной, нейтронной, мезонной терапии. Особенности их применения обусловлены различиями в распределении дозы излучения и относительной биологической эффективности в облучаемой ткани; l терапия лучевого поражения; l радиационная гигиена - задачей которой является изучение влияния ионизирующих излучений на здоровье человека, разработка мероприятий по защите внешней среды от загрязнения радиоактивными веществами и обеспечению радиационной безопасности населения. l

ИЗОТОПЫ ИЛИ НУКЛИДЫ Атомы, из которых составлены химические элементы, могут иметь разнообразные формы. Самый простой из всех атомов - атом водорода, его ядро состоит из одного протона. Кроме того, имеются еще два вида атомов водорода. Первый, с одним нейтроном, называется дейтерием, второй, с двумя нейтронами, называется тритием. Они являются изотопами водорода. Большинство других элементов также имеют такие изотопы.

ИЗОТОПЫ ИЛИ НУКЛИДЫ В природе встречаются как стабильные, так и нестабильные изотопы. Ядра некоторых нуклидов нестабильны, в них число нейтронов превосходит число протонов. Ядра таких нестабильных изотопов обладают способностью самопроизвольно превращаться в другие ядра или переходить из возбужденного состояния в основное. Этот процесс называется радиоактивным распадом. Он может сопровождаться испусканием α- и β -частиц , нейтронов или излучением γ-квантов. Нуклиды (изотопы), способные к радиоактивному распаду, называется радионуклидами (радиоизотопами).

Ионизирующее излучение – явление распада ядер с испусканием α- и β-частиц и квантов энергии

Радиоактивность Виды ионизирующего излучения Корпускулярное α частицы βчастицы Электромагнитное γизлучение рентгеновское Виды рентгеновского излучения Характеристическое излучение – испускается при изменении энергетического состояния атома вещества и определяется свойствами вещества, в частности, вольфрама Тормозное излучение – при изменении кинетической энергии частиц

Рентгеновское излучение электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между γ-лучами и ультрафиолетовым излучением, обладает проникающей способностью и ионизирующим действием (по ГОСТ 15484 -74: фотонное излучение, состоящее из тормозного и характеристического излучений) Проникающая способность α-частиц в воздухе - несколько сантиметров Пробег β-частиц в воздухе изменяется от 0, 1 до 20 метров в зависимости от их начальной энергии Рентгеновское излучение, в отличии от корпускулярного, обладают большой проникающей способностью. Уменьшить его мощность на 50% могут, например, 1 см свинца, 5 см бетона, или 10 см воды.

Дозы излучения При облучении организма человека ионизирующим излучением он поглощает энергию ионизирующего излучения. Поглощенная веществом доза измеряется в Джоулях на килограмм (Дж/кг). В системе СИ поглощенная доза измеряется в Греях (Гр). 1 Гр = Дж / кг

Дозы излучения На свойствах излучения ионизировать среду (в частности, воздух) основана дозиметрия. Экспозиционная доза – количество рентгеновских лучей, действие которых на 1 см 3 воздуха вызывает ионизацию равную 2, 083 х 109 пар ионов разного знака. В системе СИ экспозиционная доза измеряется в Кулонах на килограмм Кл / кг. Внесистемная единица Рентген (Р). 1 Р = 2, 58 х 10 -4 Кл / кг

Дозиметрия Дозиметр содержит материал приблизительно с теми же свойствами поглощения, что и ткань организма. Результаты оцениваются, как правило, в течение месяца и требуют специального оборудования. ТЛД выполняется в форме таблетки, обычно размещается на груди человека ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ (в виде значка). ДОЗИМЕТР (ТЛД) Принцип действия ТЛД основан на термолюминесценции, заключающейся в проявлении оптических эффектов при нагревании облученного материала дозиметра до 300 градусов по Цельсию. При этой температуре энергия, накопленная в таблетке, будет освобождаться в виде импульсов света, и это количество света может быть зарегистрировано специальным оборудованием и пересчитано в дозу облучения

Дозы излучения Поглощенная доза не является мерой для оценки вызванного ущерба для организма должен быть учтен также тип излучения. Если умножить поглощенную дозу на коэффициент, отражающий способность данного вида излучения повреждать органы и такни - результатом будет эквивалентная доза, величина которой учитывает биологические эффекты этого излучения. Эквивалентная доза = Поглощенная доза х коэффициент качества излучения (α- и β-частиц, γ-квантов, рентгеновских лучей) Эквивалентная доза измеряется в Зивертах (1 Зв = 100 бэр).

Дозы излучения Мощность дозы - доза облучения полученная в единицу времени. Она представляется в Зивертах в час (Зв/ч). Эффективная эквивалентная доза – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека или отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Эффективная доза измеряется в Зивертах Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты радиационного риска, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения организма Коэффициенты радиационного риска: ÚГонады и костный мозг - 0, 2; ÚЛегкие и тонкая кишка – 0, 12 ÚЩитовидная железа и печень – 0, 05; ÚКости и кожа – 0, 01

Биологические эффекты Виды биологических эффектов Детерминированные (острые последствия) последствия Стохастические (отсроченные последствия) последствия Острая лучевая болезнь и повреждение плода у беременных Пороговое значение 1 Зв (100 бэр) Рак и наследственные болезни

Радиационная безопасность Категории Персонал Группа А Население Группа Б Все население, включая лиц из числа персонала вне сферы их профессиональной деятельности Эффективная доза в год Группа А – 50 м. Зв Группа В – 5 м. Зв Население – 1 м. Зв

Радиационная безопасность Принципы защиты от ионизирующего излучения Защитные средства Защитные экраны Индивидуальные средства Условия Временем Расстоянием Рентгеновская трубка в свинцовом Соблюдение требований к площади помещений (кабинет не менее 34 м 2; кожухе, экран покрывается увеличение расстояния фокус-объект просвинцованным стеклом, в 2 р. уменьшает интенсивность защитные ширмы, фартуки, юбки, облучения в 4 р). перчатки, шапочки из просвинцо- Сокращение рабочего дня персонала, ванной резины, баритовая ограничение количества штукатурка в помещениях, где исследований (4 рентгеноскопии стоит рентгенаппаратура органов ЖКТ в неделю).

ЧАСТЬ 3 Информационные технологии в лучевой диагностике

Перед современной рентгенологией стоят проблемы: ь дальнейшего совершенствования медицинской рентгенотехники и методики обследования больных; ь развития теории рентгенологического распознавания болезней, в частности теории распознавания рентгеновских «образов» , создания автоматизированных устройств для анализа рентгенограмм и флюорограмм разных органов; ь развития интервенционной рентгенологии

PACS/RIS Рабочие станции клиницистов Web Архив на 10 лет КТ DI CO M Центральный сервер PACS Архив 1 год Архивный сервер PACS RIS ` Сервер коммуникации с RIS Дигитайзер OM DIC Cтанции RIS (Регистратура) Диагностические станции Рентгеновская установка Web cервер Cтанции RIS (Протоколы) Сервер RIS

Цифровые технологии в лучевой диагностике РАСS предназначена для быстрого и надежного получения, обработки, хранения, передач и визуализации медицинских изображений, представленных в цифровом виде ü ü возможность одновременного анализа изображений, полученных при рентгенографии, ультразвуковом, радионуклидном, компьютернотомографическом, магнитно-резонансном исследований улучшение изображений, полученных при разных видах исследований более эффективное использование времени медицинского персонала проведение оперативных консультаций

Рентгеновское исследование Аналоговые методы получения изображения ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: lцифровая рентгенография lрадиовизиография lцифровая ортопантомография lцифровая флюорография lрентгеновская компьютерная томография