Введение в лучевую диагностику Кафедра пропедевтики внутренних болезней Профессор, д. м. н. Адамчик А. С.
Ядерная медицина входит в состав медицинской радиологии и использует радионуклиды и ионизирующие излучения для исследования функционального и морфологического состояния организма, а также для лечения заболеваний человека. В настоящее время в медицинской практике используются разнообразные радиоактивные изотопы и источники ионизирующих излучений для диагностики наиболее распространенных в мире заболеваний сосудов, сердца, легких, желудочно-кишечного тракта, эндокринной системы, суставов, онкологических и паразитарных патологий. Используются рентгеновские аппараты различного назначения, мощные гамма-терапевтические установки, линейные ускорители и бетатроны.
Лучевая диагностика сегодня § § § Рентгенодиагностика Рентгеновская компьютерная томография Магнитно-резонансная томография Ультразвуковая диагностика Позитронно-эмиссионная томография и. т. д.
Основной принцип: использование оптимального метода 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Наличие патологического процесса. Этиология. Пути инфицирования. Локализация патологического процесса. Характер патологического процесса. Осложнения. Прогноз. Оценка эффективности лечения. Интервенционные вмешательства.
Лучевые методы диагностики: 1. Структурные изменения: а) УЗИ; б) КТ; в) МРТ; г) рентгенография. 2. Исследование сосудов: а) УЗДГ; б) КТ/МР ангиография; в) рентгеновская ангиография. 3. Функциональные исследования: а) ф. МРТ; б) перфузионная КТ; в) ПЭТ; г) контрастные исследования.
Рентгенологический метод: 22 декабря 1895 года Wilhelm Conrad Roentgen открыл новый вид лучей Родился 27 марта 1845 году(Lennep). Нобелевская премия по физике Умер 10 февраля 1923 году(Munich). в 1901 году.
История открытия рентгеновских лучей: Рентгенология – вероятно, единственная наука, дата рождения которой известна с точностью не только года, дня, но и часа. Это произошло во вторую пятницу, вечером 8 ноября 1895 г. в небольшой физической лаборатории университета г. Вюрцбург. Вильгельм Конрад Рентген завершил работу, выключил свет в лаборатории, чтобы уйти домой. Внезапно ему бросилось в глаза, что банки с кристаллами платиносинеродистого бария светятся в темноте. Само по себе это не было удивительным – катодные лучи (поток электронов), получаемые из катодной трубки (в то время ее называли трубкой Крукса, Ленарда, Хитторфа), вызывали именно такое свечение, если между трубкой и кристаллами расстояние не превышало несколько миллиметров, но в данном случае объект свечения был расположен очень далеко от трубки – более метра. И вот момент истины – такие эффекты отмечали и другие исследователи ещё раньше его, но, махнув рукой, проходили мимо. Рентген же снял пальто и стал разбираться в сути явления, интуитивно почувствовав себя на пороге великого открытия. Он «заперся» в лаборатории на 49 дней (благо, что жил в этом же здании). Оказалось, что лаборант, ушедший с работы до него, забыл выключить напряжение, подаваемое на трубку. При прерывании тока свечение прекращалось. Рентген заключил, что либо он получал катодные лучи с особой проникающей способностью, либо речь шла о каких-то других, неизвестных лучах (позже он их так и назовет – Х-лучи).
Тогда ему пришла мысль поставить на пути лучей свою кисть и на экране появился ее скелет. Это была первая в мире рентгеноскопия кисти. Чтобы зафиксировать все то, что увидел, он заменил флюоресцирующий экран фотографической пластиной и получил на ней изображение исследованных предметов. Снимок кисти своей жены Рентген сделал 22 декабря 1895 г. Это была первая в мире рентгенограмма кисти.
Рентгенологический метод — это способ изучения строения и функции различных органов и систем, основанный на качественном и/или количественном анализе пучка рентгеновского излучения, прошедшего через тело человека. Рентгеновское излучение, возникшее в аноде рентгеновской трубки, направляют на больного, в теле которого оно частично поглощается и рассеивается, а частично проходит насквозь. Датчик преобразователя изображения улавливает прошедшее излучение, а преобразователь строит видимый световой образ, который воспринимает врач. Для диагностики используют фотоны с энергией порядка 60— 120 кэ. В. При этой энергии массовый коэффициент ослабления в основном определяется фотоэффектом. Его значение обратно пропорционально третьей степени энергии фотона (пропорционально X 3), в чем проявляется большая проникающая способность жесткого излучения и пропорционально третьей степени атомного номера вещества-поглотителя. Поглощение рентгеновских лучей почти не зависит от того, в каком соединении атом представлен в веществе, поэтому можно легко сравнить массовые коэффициенты ослабления кости, мягкой ткани или воды. Существенное различие поглощения рентгеновского излучения разными тканями позволяет в теневой проекции видеть изображения внутренних органов тела человека. В состав типового рентгенодиагностического аппарата входят питающее устройство, пульт управления, штатив и рентгеновская трубка. Она-то, собственно, и является источником излучения. Установка получает питание из сети в виде переменного тока низкого напряжения. В высоковольтном трансформаторе сетевой ток преобразуется в переменный ток высокого напряжения.
Чем сильнее поглощает исследуемый орган излучение, тем интенсивнее тень, которую он отбрасывает на рентгеновский флюоресцентный экран. И, наоборот, чем больше лучей пройдет через орган, тем слабее его тень на экране. Для того чтобы получить дифференцированное изображение тканей, примерно одинаково поглощающих излучение, применяют искусственное контрастирование. С этой целью в организм вводят вещества, которые поглощают рентгеновское излучение сильнее или, наоборот, слабее, чем мягкие ткани, и тем самым создают достаточный контраст по отношению к исследуемым органам. Вещества, задерживающие излучение сильнее, чем мягкие ткани, называют рентгенопозитивными. Они созданы на основе тяжелых элементов — бария или йода. В качестве же рентгенонегативных веществ используют газы: закись азота, углекислый газ, кислород, воздух. Основные требования к рентгеноконтрастным веществам очевидны: их максимальная безвредность (низкая токсичность), быстрое выведение из организма. Существуют два принципиально различных способа контрастирования органов. Один из них заключается в прямом (механическом) введении контрастного вещества в полость органа — в пищевод, желудок, кишечник, в слезные или слюнные протоки, желчные пути, мочевые пути, в полость матки, бронхи, кровеносные и лимфатические сосуды. В других случаях контрастное вещество вводят в полость или клетчаточное пространство, окружающее исследуемый орган (например, в забрюшинную клетчатку, окружающую почки и надпочечники), или путем пункции - в паренхиму органа.
Второй способ контрастирования основан на способности некоторых органов поглощать из крови введенное в организм вещество, концентрировать и выделять его. Этот принцип — концентрации и элиминации — используют при рентгенологическом контрастировании выделительной системы и желчных путей. В некоторых случаях рентгенологическое исследование проводят одновременно с двумя рентгеноконтрастными средствами. Наиболее часто таким приемом пользуются в гастроэнтерологии, производя так называемое двойное контрастирование желудка или кишки: в исследуемую часть пищеварительного канала вводят водную взвесь сульфата бария и воздух. Можно выделить 5 типов приемников рентгеновского излучения: рентгеновскую пленку, полупроводниковую фоточувствительную пластину, флюоресцирующий экран, рентгеновский электронно-оптический преобразователь, дозиметрический счетчик. На них соответственно построены 5 общих методов рентгенологического исследования: рентгенография, электрорентгенография, рентгеноскопия, рентгенотелевизионная рентгеноскопия и дигитальная рентгенография (в том числе компьютерная томография).
Устройство рентгеновской трубки: Рис. 2
Рентгенография — способ рентгенологического исследования, при котором изображение объекта получают на рентгеновской пленке путем ее прямого экспонирования пучком излучения. Пленочную рентгенографию выполняют либо на универсальном рентгеновском аппарате, либо на специальном штативе, предназначенном только для съемки. Пациент располагается между рентгеновской трубкой и пленкой. Исследуемую часть тела максимально приближают к кассете. Это необходимо, чтобы избежать значительного увеличения изображения из-за расходящегося характера пучка рентгеновского излучения. Кроме того, это обеспечивает необходимую резкость изображения. Рентгеновскую трубку устанавливают в таком положении, чтобы центральный пучок проходил через центр снимаемой части тела и перпендикулярно к пленке. Исследуемый отдел тела обнажают и фиксируют специальными приспособлениями. Все остальные части тела покрывают защитными экранами (например, просвинцованной резиной) для снижения лучевой нагрузки. Рентгенографию можно производить в вертикальном, горизонтальном и наклонном положении больного, а также в положении на боку. Съемка в разных положениях позволяет судить о смещаемости органов и выявлять некоторые важные диагностические признаки, например растекание жидкости в плевральной полости или уровни жидкости в петлях кишечника.
Снимок, на котором изображена часть тела (голова, таз и др. ) или весь орган (легкие, желудок), называют обзорным. Снимки, на которых получают изображение интересующей врача части органа в оптимальной проекции, наиболее выгодной для исследования той или иной детали, именуют прицельными. Их нередко производит сам врач под контролем просвечивания. Снимки могут быть одиночными или серийными. Серия может состоять из 2— 3 рентгенограмм, на которых зафиксированы разные состояния органа (например, перистальтика желудка). Но чаще под серийной рентгенографией понимают изготовление нескольких рентгенограмм в течение одного исследования и обычно за короткий промежуток времени. Например, при артериографии производят с помощью специального устройства — сериографа — до 6— 8 снимков в секунду. Среди вариантов рентгенографии заслуживает упоминания съемка с прямым увеличением изображения. Увеличения достигают тем, что рентгеновскую кассету отодвигают от объекта съемки. В результате на рентгенограмме получается изображение мелких деталей, неразличимых на обычных снимках. Эту технологию можно использовать только при наличии специальных рентгеновских трубок, имеющих очень малые размеры фокусного пятна — порядка 0, 1 — 0, 3 мм 2. Для изучения костно-суставной системы оптимальным считается увеличение изображения в 5— 7 раз. На рентгенограммах можно получить изображение любой части тела. Некоторые органы хорошо различимы на снимках благодаря условиям естественной контрастности(кости, сердце, легкие). Другие органы достаточно четко отображаются только после их искусственного контрастирования (бронхи, сосуды, полости сердца, желчные протоки, желудок, кишки и пр. ).
В любом случае рентгенологическая картина формируется из светлых и темных участков. Почернение рентгеновской пленки, как и фотопленки, происходит вследствие восстановления металлического серебра в ее экспонированном эмульсионном слое. Для этого пленку подвергают химической и физической обработке: ее проявляют, фиксируют, промывают и сушат. В современных рентгеновских кабинетах весь процесс полностью автоматизирован благодаря наличию проявочных машин. Применение микропроцессорной техники, высокой температуры и быстродействующих реактивов позволяет сократить время получения рентгенограммы до 1 — 1, 5 мин. Следует помнить, что рентгеновский снимок по отношению к изображению, видимому на флюоресцентном экране при просвечивании, является негативом. Поэтому прозрачные участки на рентгенограмме называют темными ( «затемнениями» ), а темные —светлыми ( «просветлениями» ). Но главная особенность рентгенограммы заключается в другом. Каждый луч на своем пути через тело человека пересекает не одну, а громадное количество точек, расположенных как на поверхности, так и в глубине тканей. Следовательно, каждой точке на снимке соответствует множество действительных точек объекта, которые проецируются друг на друга. Рентгеновское изображение является суммационным, плоскостным. Это обстоятельство приводит к потере изображения многих элементов объекта, поскольку изображение одних деталей накладывается на тень других. Отсюда вытекает основное правило рентгенологического исследования: исследование любой части тела (органа) должно быть произведено как минимум в двух взаимно перпендикулярных проекциях — прямой и боковой. Дополнительно к ним могут понадобиться снимки в косых и аксиальных(осевых) проекциях.
Метод рентгенографии применяют повсеместно. Он доступен для всех лечебных учреждений, прост и необременителен для пациента. Снимки можно производить в стационарном рентгеновском кабинете, в палате, в операционной, в реанимационном отделении. При правильном выборе технических условий на снимке отображаются мелкие анатомические детали. Рентгенограмма является документом, который может храниться продолжительное время, использоваться для сопоставления с повторными рентгенограммами и предъявляться для обсуждения неограниченному числу специалистов. Показания к рентгенографии весьма широки, но в каждом отдельном случае должны быть обоснованы, так как рентгенологическое исследование сопряжено с лучевой нагрузкой. Относительными противопоказаниями служат крайне тяжелое или сильно возбужденное состояние больного, а также острые состояния, требующие экстренной хирургической помощи (например, кровотечение из крупного сосуда, открытый пневмоторакс).
Компьютерная томография: 1. В 1971 году под руководством Годфри Хаунсфилда в Англии впервые проведено компьютерно-томографическое исследование головного мозга. 2. В середине 70 -х годов появились возможности проводить исследования не только головы, но и тела.
Рентгеновская компьютерная томография используется в клинике уже более 20 лет и по праву стала «золотым стандартом» исследования некоторых органов и структур. Однако быстрый прогресс магнитно-резонансной томографии поколебал позиции компьютерной томографии и даже отодвинул ее на вторые роли, например, при исследовании головного и спинного мозга. Ренессанс КТ сегодня многие связывают с появлением новой технологии сканирования — многосрезовой компьютерной томографии. Эта технология позволяет одномоментно производить от 4 до 1024 компьютерных срезов и при спиральном движении рентгеновской трубки получать изображение всего тела за несколько секунд. При этом собираемая при сканировании информация имеет очень высокую степень пространственного и контрастного разрешения и находится в компьютере в виде цельного объема, а у врача имеется возможность затем выделить и изучить практически каждый орган или структуру организма человека в любой интересующей его плоскости. КТ в диагностике очаговых и диффузных заболеваний паренхиматозных органов брюшной полости, и особенно, патологии забрюшинного пространтсва несмотря на конкуренцию со стороны УЗИ и МРТ во многих случаях остается методом выбора.
Компьютерный томограф:
ЯМР-томография: ЯМР-томография основана на эффекте ядерного магнитного резонанса. Ядерный магнитный резонанс – резонансное поглощение электро-магнитных волн, обусловленное квантовыми переходами атомных ядер между энергетическими состояниями с разными ориентациями спина ядра. Для большинства ядер в магнитных полях 103 -104 Эрстед ЯМР наблюдается в диапазоне частот 1 -10 МГц. Спектры ЯМР используются для исследования структуры твердых тел и сложных молекул. Магнитно-резонансная томография (МРТ) применяется при исследовании головного и спинного мозга, при исследовании сердца и крупных сосудов, костно-мышечной системы. Имеется ряд ситуаций, когда МРТ может дать определяющую диагностическую информацию. Это, в основном, касается исследования головного мозга и сосудистых структур. В настоящее время в ведущих клиниках мира широко используются методики МР-ангиографии, которые, не уступая по своей информативности рентгеновской ангиографии, выгодно отличаются от последней своей неинвазивностью. МР-ангиография не связана с лучевой нагрузкой и применением йодсодержащих препаратов. Проводятся МР-ангиографические исследования сосудов головы и шеи, крупных сосудов — аорты и ее ветвей, периферических артерий и вен, брюшной аорты и почечных сосудов.
Магнитно-резонансная томография: 1. Получение изображений любой части тела в разных плоскостях. 2. Ионизирующее излучение не используется, а воздух и кости не являются помехой при визуализации. 3. Высокая естественная контрастность. 4. Безвредность. 5. Многоплоскостное исследование. 6. Бесконтрастная ангиография. 7. Изучение диффузии и перфузии тканей, а также метаболизма. 8. Дороговизна. 9. Высокая чувствительность к динамической нерезкости. 10. Низкая скорость исследования.
Преимущественные показания к проведению МРТ: 1. Исследование головного и спинного мозга. 2. Исследование сердечно-сосудистой системы. 3. Исследование органов брюшной полости. 4. Исследование органов малого таза. 5. Исследование костно-суставного аппарата. 6. Исследование мягких тканей. 7. Ограниченное использование при исследовании ЖКТ, костей, легких. Голеностопный сустав 1 -теносиновит с разрастаниями синовиальной оболочки
Позитронно-эмиссионная томография: Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)- новейший уникальный метод радиоизотопной диагностики. Главное преимущество ПЭТ – возможность не только получать изображения внутренних органов, но и оценивать их функцию и метаболизм, таким образом, при помощи позитронной томографии удается выявлять болезнь на самом раннем этапе, еще до проявления клинических симптомов. Особую роль ПЭТ играет в онкологии, кардиологии и неврологии, где ранняя диагностика заболеваний является особенно важной.
ПЭТ - одна из самых избирательных методик для поиска опухолевого поражения некоторых локализаций и для поиска отдаленных метастазов. Уникальной особенностью ПЭТ является способность метода обнаруживать наличие опухолевого процесса в организме задолго до того, как он может быть обнаружен с помощью КТ, МРТ и УЗИ. Метод пока не получил большого распространения из-за высокой стоимости и определенных технических требований, которые обусловлены использованием для сканирования короткоживущих радиофармпрепаратов. Вместе с тем при ряде локализаций опухолевого процесса (кожа, лимфатическая система, легкие, поджелудочная железа) точность метода приближается к 100%. Внедрение сверхбыстрых кристаллов с высокой разрешающей способностью позволило получить на ПЭТ-сканерах трехмерные изображения всего тела. Это способствовало более точной диагностике опухолей, оптимальному планированию лучевой терапии за счет снижения рассеянной дозы и максимальному сохранению здоровых тканей вокруг опухоли. Большие возможности связывают с созданием гибридных ПЭТ и КТ-сканеров, которые позволяют совмещать или накладывать одновременно два вида изображения. Такая комбинация технологий способствует более четкой локализации опухоли, получению развернутой информации не только о месте расположения опухоли, но и о состоянии других органов и систем, обеспечивает получение волюметрических данных.
В последние годы в медицине все шире применяется однофотонная эмиссионная компьютерная томография (SPECT) – метод полипозиционной регистрации сцинтиграфического изображения. Большинство исследователей свидетельствуют о большей информативности SPECT, по сравнению с традиционной планарной сцинтиграфией. Кроме того, современное программное обеспечение радиодиагностических приборов позволяет рассчитывать объем исследуемого объекта (например, селезенки) на основе трехмерной реконструкции сцинтиграфических изображений, полученных в режиме SPECT.
Сцинтиграфия: Лучевая, радионуклидная или изотопная диагностика - один из разделов диагностической радиологии, базирующийся на визуализации распределения радиофармпрепаратов как в целом организме, так и в отдельных органах или тканях. Метод еще называют сцинтиграфией, т. к. способ регистрации построен на эффекте сцинтиляции - образовании световых вспышек при взаимодействии электромагнитного излучения со специальными регистрирующими кристаллическими пластинами.
Ультразвуковая диагностика: Среди различных методов визуализации по целому ряду признаков и при ряде патологических состояний, а также при исследовании паренхиматозных органов определился лидер скрининговой диагностики — метод ультразвукового исследования, УЗИ. Ультразвуковая диагностика основана на применении ультразвуковых колебаний (ультразвук – упругие волны с частотами от 15 к. Гц до 1 ГГц) с целью распознавания заболеваний мозга (эхоэнцефалография), сердца (эхокардиография), исследования плода и т. д. Этот метод прост, доступен, недорог, информативен и не связан с ионизирующим излучением. Он дает возможность проводить морфологическую и функциональную оценку исследуемых органов и структур в полном объеме. За многие годы накоплена ультразвуковая семиотика большинства патологических состояний разных органов и систем. Все эти данные попрежнему играют решающую роль при установлении диагноза. Также появилась возможность получения принципиально новой информации, которая стала доступна при использовании методик ультразвуковой цветовой ангиографии (УЗ-ангиографии). Этот метод получил развитие только в последние несколько лет. С помощью методик УЗ-ангиографии можно неинвазивно или при внутривенном введении небольшого количества эхоконтрастного препарата визуализировать различные сосудистые структуры и получить ранее недоступную для ультразвукового исследования информацию.
Ультразвук широко внедрен в практику в 70 х годах и используется в радиологии для двух основных задач: 1. Формирование секционных изображений. 2. Измерение скорости тока крови (доплерография).
Ультразвуковая диагностика: 1. Исследование головного и спинного мозга. 2. Исследование сердечно-сосудистой системы. 3. Исследование органов брюшной полости. 4. Исследование органов малого таза. 5. Исследование костно-суставного аппарата. 6. Исследование мягких тканей. 7. Ограниченное использование при исследовании ЖКТ, костей, легких, спинного мозга. Особенности: 1. Дешевизна. 2. Безвредность. 3. Многоплоскостное исследование. 4. Функциональное исследование. 5. Высокая значимость субъективного фактора.
Абсцесс левой доли печени:
Благодарю за внимание!
Скачать презентацию Введение в лучевую диагностику Кафедра пропедевтики внутренних болезней
Введение в лучевую диагностику.ppt