Основные принципы и содержание лучевой диагностики Основы и

Основные принципы и содержание лучевой диагностики. Основы и клиническое применение лучевых исследований

Методы лучевой диагностики Ультразвуковая диагностика Магнитно-резонансная томография Рентгенологические методы Радионуклидные исследования

Физико-технические основы рентгенологии Рентгеновское излучение было открыто 8 ноября 1895 года немецким физиком Вильгельмом Конрадом Рентгеном. Уже 23 января 1896 года были сделаны первые снимки

Формирование рентгеновского излучения вакуум катод анод

Устройство рентгеновской трубки с вращающимся анодом

Свойства рентгеновского излучения 1. Проникающая способность 2. Различное поглощение излучения средами 3. Прямолинейное распространение 4. Флюоресценция 5. Фотохимическое действие 6. Уменьшение интенсивности излучения в зависимости от расстояния 7. Ионизирующее действие 8. Образование вторичного излучения 9. Биологический эффект

Принципы радиационной безопасности 1. Принцип нормирования. Основные дозовые пределы излучений Нормируемые величины Дозовые пределы группа А, м. Зв Эффективная доза Эквивалентная доза за год в хрусталике, коже , кистях и стопах, м. Зв Группа В, м. Зв 20 м. Зв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 м. Зв в год 1 м. Зв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 м. Зв в год 150 500 15 50 50 Для пациентов принцип нормирования не применяется (их безопасность обеспечивается применением принципов обоснования и оптимизации)

Принципы радиационной безопасности Принцип обоснования – запрещение использования ИИ в тех случаях, когда польза (для человека и общества) не превышает риск возможного вреда. 2. 3. Принцип оптимизации – выполнение исследований с минимально технически возможными дозами облучения.

Техника безопасности и охрана здоровья в рентгенологии Складывается из ряда составляющих: - Расположение и устройство рентгеновских кабинетов в медицинских учреждениях согласно существующим законодательным нормативам; - Постоянный контроль за исправностью рентгенодиагностической аппаратуры; - Использование различного рода защитных устройств от излишнего и вторичного ионизирующего излучения; - Использование фактора «защиты расстоянием» ; - Периодический дозиметрический контроль в рентгеновском кабинете; - Использование персоналом индивидуальных дозиметров; - Наличие в рентгеновском кабинете средств для оказания экстренной медицинской помощи; - Соблюдение норм трудового законодательства для работающих в сфере медицинской рентгенологии (по Л. Д. Линденбратену, И. П. Королюку, 2000)

Средства радиационной защиты Фартук защитный Воротник защитный Шапочка защитная Перчатки защитные Защитные ширмы

РЕНТГЕНОСКОПИЯ

Рентгеноскопия ЖКТ

РЕНТГЕНОГРАФИЯ

Рентгеновская пленка Основа Люминофор Эмульсия Подложка Эмульсия Люминофор Основа

ФЛЮОРОГРАФИЯ Преимущества по сравнению с рентгенографией Недостатки

Схема анализа выявленных изменений (по Л. Д. Линденбратену) Почифора и Инрикос Положение относительно анат. ориентиров Число (единичные/множественные) Форма Размеры (или диаметр) Интенсивность (плотность) Рисунок (изменения в окружающем легочном или костном рисунке) Контуры (ровные/неровные, четкие/нечеткие) Структура (однородная/неоднородная)

Интервенционная радиология Фистулография Коронарография

Компьютерная томография Достоинства и преимущества Высокая разрешающая способность Недостатки и ограничения Лучевая нагрузка Ограничения Короткое время выполнения функциональных исследований Универсальность, стандартизация Нет ограничений по тяжести состояния, строению тела и наличию инородных предметов Высокая пропускная способность Скрининг социально значимых заболеваний Применение контрастных средств

Создатели компьютерной томографии Годфри Хаунсфилд Алан М. Кормак Нобелевские лауреаты за создание метода

История развития компьютерной томографии • 1972 G. Hounsfild создал первый КТ (EMI). • 1976 Первый в мире КТ для всего тела • 1977 Первый КТ для головного мозга (НИИ неврологии) • 1978 Первый КТ в СССР, ЦКБ, радиологический корпус • 1979 G. Hounsfild и A. Mc. Cormac - Нобелевская премия. • 1984 D. Boyd – создание электронно-лучевого томографа. • 1989 Создание спиральных КТ (Toshiba, Siemens). • 1993 Первый в России спиральный КТ, ЦКБ. • 1998 Создание мультиспирального КТ – 4 среза. • 2002 Создание МСКТ – 16 срезов. • 2005 Создание МСКТ – 64 среза.

Источник рентгеновского излучения Коллимирование пучка рентгеновского излучения Объект Коллиматор Детектор Коллиматор

Спиральный КТ Наклон гентри от -30° до +30° Длина сканирования 100 см

Мультиспиральная КТ n В последние годы стала использоваться мультиспиральная (мультисрезовая) КТ, в основу которой положены принципы получения изображений как при спиральной КТ, но за счет многорядных детекторов за полный оборот системы "трубка-детекторы" можно воспроизводить более одного среза (в настоящий момент от 2 до 64 изображений), что значительно увеличивает скорость исследования. В связи с этим возможно проведение исследований сердца, обследование большой анатомической области, например легких, тонкими срезами на одной задержке дыхания, существенное улучшение качества мультипланарных и трехмерных реконструкций. Рентгеновская трубка Получение от 2 до 256 срезов за 1 оборот трубки (0, 3 -0, 7 сек) Несколько рядов детекторов

КТ изображение n Исследуемый срез ткани можно представить разделенным на набор равных по объему элементов, так называемых вокселей. n Для расчета поглощения рентгеновских лучей каждым вокселем необходимо измерить в нескольких проекциях регистрируемое отдельным детектором ослабление. Это достигается одновременным вращением рентгеновской трубки и массива детекторов в плоскости среза. n В изображении среза ткани (томограмме) каждый воксель представляется плоскостным элементом (пикселем), а размер и расположение пикселя определяются размером и расположением воксела в плоскости сканирования. В изображении на мониторе каждому пикселю соответствует определенный оттенок серой шкалы или яркости в зависимости от ослабления в вокселе, при этом кость выглядит светлой, а жировая ткань - относительно темной.

Шкала Хаунсфилда Кортикальная кость Кальцификаты Кровь Серое вещество Белое вещество Вода Воздух Жир

Ультразвуковая диагностика Ультразвук – это механические колебания упругой среды с частотой более 20 килогерц. Для ультразвуковой диагностики используется высокочастотный ультразвук с частотой более 1 МГц (наиболее часто – 3 МГц, 5 МГц, 7, 5 МГц). При достижении границы сред часть ультразвука отражается назад, образуя эхо-сигнал.

Режимы сканирования B-режим Желчный пузырь Почка

Режимы сканирования M-режим Изображение сердца в B-режиме

Режимы сканирования Допплерография

Магнитно-резонансная томография (МРТ) метод отображения, основанный на принципах резонанса ядер, помещенных в магнитное поле (ЯМР) и используемый преимущественно в медицинских установках для получения изображений органов человеческого тела.

Лауреаты Нобелевских премий за открытие ЯМР Феликс Блох Эдвард Перселл Nobel Foundation

1983 – изображение, полученное на первом советском ЯМРтомографе МТ-1000 матрица 512*512 B 0 = 1, 5 Тл

1973 1983 2003

Феномен магнитного резонанса Состояние покоя Совпадение частоты РЧ импульса и частоты вращения протонов обеспечивает передачу дополнительной энергии ядрам. При возврате на нижний энергетический уровень ядро отдает энергию - МР-сигнал, который можно зарегистрировать с помощью принимающей катушки.

Основные блоки МР-томографа:

Примеры МР-томографов РЧ-катушки Высокопольный томограф закрытого типа РЧ-катушки Ложемент Магнит Низкопольный томограф открытого типа

Радиочастотные катушки Коленная катушка Головная катушка Нейроваскулярная катушка

Проведение обследования n Обследование одной анатомической области методом МРТ включает в себя выполнение нескольких так называемых импульсных последовательностей. Различные импульсные последовательности позволяют получить специфические характеристики тканей человека, оценить относительное содержание жидкости, жира, белковых структур или парамагнитных элементов (железо, медь, марганец и др. ). n Стандартные протоколы МРТ включают Т 1 -взвешенные изображения (чувствительные к наличию жира или крови) и Т 2 -взвешенные изображения (чувствительные к отеку и инфильтрации) в трех плоскостях (аксиальной, сагиттальной и фронтальной). n Структуры, практически не содержащие протонов (кортикальная кость, кальцификаты, фиброзно-хрящевая ткань), а также артериальный кровоток имеют низкую интенсивность сигнала и на Т 1 -, и на Т 2 -взвешенных изображениях.

Источник МР-сигнала Ядра водорода Почки Колено Вода Жир Вены головного мозга (т. е. практически все ткани тела человека) Позвоночник (поперечный срез)

Факторы, определяющие интенсивность сигнала на изображениях КТ 1. Плотность тканей МРТ 1. Распределение протонов в исследуемой области тела 2. Подвижность протонов (вязкость, кровоток) 3. Наличие больших молекул (протеины) 4. Наличие парамагнитных ионов или молекул Параметры томографии (задаются оператором).

Т 1 -взвешенное изображение головного мозга в аксиальной плоскости Жировая ткань (яркая) Серое вещество Кортикальная кость (нет протонов) СМЖ (темная) Белое вещество

Т 2 -взвешенное изображение головного мозга в сагиттальной плоскости Кортикальная кость (нет протонов) Серое вещество СМЖ (яркая) Жировая ткань (яркая)

МРТ с контрастированием Т 2 -взвешенная томограмма Т 1 -взвешенная томограмма после введения Gd

Пример МР-ангиографии МР-синусография головного мозга Верхний сагиттальный синус Большая вена Галена Прямой синус Сигмовидный синус Поперечный синус

Головной мозг - норма Лобные доли Теменные доли Затылочные доли Мозолистое тело Боковые желудочки Хиазма зрительных нервов Язык Гипофиз Мозжечок Мост Спинной мозг Височная доля

Головной мозг - норма Зрительный нерв Тройничный нерв Гиппокамп Базилярная артерия Височная доля Мост Червь мозжечка Затылочная доля Ножки мозга Четвертый желудочек Мозжечок

МР-ангиография сосудов головного мозга вещества - норма Без введения контрастного Средняя мозговая артерия Задняя мозговая артерия Передние мозговые артерии Передняя соединительная артерия Внутренняя сонная артерия Базилярная артерия

МРТ поясничнокрестцового отдела позвоночника Межпозвонковый диск (фиброзное кольцо) Спинной мозг Межпозвонковый диск (пульпозное ядро) Остистый отросток Пятый поясничный позвонок Крестец Конский хвост Копчик

Клиническое применение МРТ

Абсолютные противопоказания к МРТ связаны с воздействием магнитного поля и радиочастотного (неионизирующего) излучения. Обследование методом МРТ запрещено. Наличие у пациента искусственного водителя ритма (может перейти в асинхронный режим работы под воздействием градиентного магнитного поля) Внутричерепных ферромагнитных гемостатических клипс (при смещении может произойти повреждение сосуда и кровотечение) Периорбитальных ферромагнитных инородных тел (при смещении может произойти повреждение глазного яблока). Выраженная клаустрофобия

Относительные противопоказания к МРТ Первый триместр беременности, Застойная сердечная недостаточность. Большинство медицинских устройств является условно совместимыми с МРТ. Это значит, что обследование пациентов с установленными стентами, внутрисосудистыми катушками, фильтрами, протезами сердечных клапанов может проводиться при наличии клинических показаний по согласованию со специалистом по лучевой диагностике на основе информации компании-производителя о характеристиках металла, из которого изготовлено установленное устройство. Несъемные зубные протезы или беременность (второй и третий триместр) не являются противопоказанием для МРТ.

Методы, основанные на использовании радионуклидных препаратов Радиофармацевтический препарат (РФП) – это химическое соединение, предназначенное для введения человеку с диагностической или лечебной целью и содержащее в своей молекуле определенный радиоактивный нуклид. 1. 2. 3. 4. Требования к РФП Обладать периодом полураспада примерно равным 1/3 продолжительности исследования. Удобство регистрации излучения РФП. Предпочтительнее радионуклиды, испускающие гамма-лучи. РФП должны включаться в обмен веществ или переноситься с током крови. РФП должны быть безвредны и не нарушать обычного течения физиологических и биологических процессов.

Методы, основанные на использовании радионуклидных препаратов Визуализирующие (гамма-топография) Невизуализирующие (радиометрия, радиография)

Радиометрия Радиография In vivo 1234 In vitro 1234

Гамма-топография Сцинтиграфия Позитронно-эмиссионная томография

1. Рентгеновскую компьютерную томографию изобрел 1 2 3 4 5 - В. К. Рентген А. Кормак и Г. Хаунсфилд А. Н. Тихонов П. Лаутербур Х. А. Допплер 2. Магнитно-резонансную томографию изобрел 1 2 3 4 5 - В. К. Рентген А. Кормак и Г. Хаунсфилд А. Н. Тихонов П. Лаутербур Х. А. Допплер 3. Рентгеновское излучение - это поток 1 2 3 4 - электронов квантов альфа-частиц нейтронов

4. Источником электронов для получения рентгеновских лучей в трубке служит: 1 2 3 4 - вращающийся анод нить накала фокусирующая чашечка вольфрамовая мишень 5. Наибольшую лучевую нагрузку дает 1 - рентгенография 2 - флюорография 3 – рентгеноскопия 6. Наиболее уязвимы для ионизирующего излучения: 1 2 3 4 - щитовидная железа молочная железа костный мозг, гонады кожа

7. Изображение, получаемое на рентгеновской пленке 1 2 3 4 - позитивное - негативное - световое – флюоресцирующее 8. Структурным элементом цифрового изображения являются 1 2 3 4 5 - вокселы цифры пикселы графики всё вышеперечисленное

9. Метод исследования 1 - магнитно-резонансная томография 2 - рентгеновская томография 3 - гамма-топография 10. Для исследования кровеносных сосудов применяют контрастные вещества 1 2 3 4 5 - ионные водорастворимые - нейонные водорастворимые - газообразные – жирорастворимые - соли тяжелых металлов 11. Наиболее быстрое сканирование получают при следующем виде КТ 1 - электронно-лучевая 3 – мультиспиральная 2 - спиральная 4 - шаговая

12. Метод непрерывной или дискретной регистрации процессов накопления и выведения РФП называется 1 2 3 4 - радиометрия – сцинтиграфия - радиография - позитронно-эмиссионная томография 1 2 3 4 - флюорография - гамма-топография - радиометрия – радиография 13. Распределение радионуклида в органе изучает 14. Допплеровское ультразвуковое исследование позволяет изучить 1 - кровоток 2 - структуру органа 3 - функцию органа

15. Лучевая нагрузка при магнитнорезонансной томографии 1 - высокая 2 - низкая 3 – отсутствует 16. Анатомические области с малым количеством протонов, например, воздух или компактная костная ткань, всегда индуцируют очень слабый MP-сигнал, и следовательно, представляются на изображении 1 гипоинтенсивными 2 гиперинтенсивными

17. Для искусственного контрастирования при МРТ применяют 1 - соединения технеция 2 - соли кальция 3 - соединения гадолиния 18. Лучшими радиационно-защитными материалами для защиты от рентгеновского излучения являются 1 2 3 4 5 6 7 8 - бериллий медь свинец железо воздух железобетон обедненный уран оксиды редкоземельных металлов