Создание радиологического изображения

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Физические основы излучений

Все излучения, которые используются в клинической медицине разделяют на: ионизирующие и неионизирующие.

К ионизирующему излучению относят:

1) квантовое ионизирующее излучение:

а) тормозное излучение (рентгеновское), б) гамма излучение,

2) корпускулярное излучение – это пучки:

а) электронов, б) протонов, в) нейтронов, г) мезонов и т.д.

К неионизирующему излучению относят:

- инфракрасное излучение (квантовое),

- ультразвук

- резонансное излучение тканей

Основные принципы лучевой диагностики:

- достаточная полнота и высокое качество лучевых исследований,

- своевременность выполнения лучевого исследования с сокращением времени исследования и ожидания результата,

- разумная экономичность лучевых исследований,

- безопасность лучевых исследований для пациентов и медицинского персонала,

- необременительность исследований для пациентов, особенно, в тяжёлом состоянии.

Создание радиологического изображения

Все изображающие радиологические системы (рентгеновские, радионуклидные, ультразвуковые, термографические, магнитно-резонанасные) можно представить в виде принципиальной схемы, представленной на рисунке 1.

Рис. 1. Принципиальная схема получения радиологического изображения.

1. Источник излучения. Рентгеновском и ультразвуковом исследованиях источник расположен за пределами тела пациента. При радионуклидном исследовании источник излучения помещают внутрь организма человека. При термографии тепловое излучение тела выделяется спонтанно. А при магнитно-резонанасной томографии излучение возникает вследствие внешнего возбуждения под действием магнитного поля.

2. Детектор излучения. Его назначение состоит в улавливании электромагнитного излучения или упругих колебаний среды с последующим преобразованием в диагностическую информацию. В зависимости от вида излучения детектором может служить флюоресцентный экран, фото- или рентгеновская плёнка, газоразрядная камера или сцинтилляционный датчик, специальные материалы и сплавы и т.д.

3. Блок преобразования. Он необходим для того, чтобы повысить информационную ёмкость сигнала, убрать помехи (шум) и преобразовать сигнал в удобный для передачи вид. Это может быть преобразование упругих колебаний или светового излучения в электрические сигналы или математическая обработка данных с целью измерения их структуры.

4. Синтезатор изображения. В этом устройстве создаётся изображение исследуемого объекта, которое доступно визуальному осмотру и расшифровке. При разных лучевых методах изображение получается разным. Так, рентгеновское исследование позволяет оценить макроморфологию органов и систем и позволяет оценить их функцию на органном уровне. Радионуклидные сцинтиграммы позволяют оценить функцию клеток и тканей. УЗИ позволяет судить о строении и функции орагнов по их акустической тени. Термография даёт возможность оценить тепловое поле человека.

Медицинские лучевые изображения бывают 2 типов:

- аналоговые изображения - рентгенограммы, сцинтиграммы, термограммы.

- цифровые изображения – это изображения, которые получают с помощью компьютера, например при компьютерной томографии, дигитальных способах рентгенографии, рентгеноскопии и ангиографии. Цифровые изображения повышает разрешающую способность метода исследования. Так, обычная рентгенограмма позволяет выявлять очаги патологии диаметром 0, 8-1 см, а компьютерный томограф позволяет выявить патологическое образование 0, 2-0, 3 см и меньше.

Рентгенологический метод исследования

8 ноября 1895 года Вильгельм Конрад Рентген при изучении свойств электровакуумной (катодной) катушки заметил наличие люминисцентного свечения платино-синеродистого бария под действием невидимого излучения испускаемого катодной катушкой. Исследования Рентгена показали, что эти лучи способны проходить сквозь предметы и распространяться в воздушной среде на несколько метров. Спустя 1 месяц с момента опубликования Рентгеном сообщения и результатов исследований в Петербургском университете и Военно-медицинской академии были выполнены рентгенограммы конечностей, а затем и органов. Вскоре изобретатель радио А.С. Попов изготовил первый отечественный рентгеновский аппарат, который стал функционировать в Кронштадском госпитале. За своё открытие Рентген первым из физиков получил Нобелевскую премию, которую получил в 1909 году. А в 1906 году на 1 Международном съезде по рентгенологии Х-лучи были названы рентгеновскими.

Методики УЗИ

1. УЗИ в В-режиме – это получение информации в виде двухмерных серошкальных томографических изображений анатомических структур в масштабе реального времени. Биологические структуры отличают по их эхогенности. Анэхогенные образования (заполнены жидкостью) выглядят на экране чёрными, гипоэхогенные (ткани с высокой гидрофильностью) серо-чёрные. Эхопозитивным является большинство тканей, и они дают серый цвет. Ткани с повышенной эхогенностью (плотные ткани) выглядят на экране светло серыми. А гиперэхогенные объекты полностью отражают ультразвук и на экране выглядят белыми при этом вслед за ними появляется тёиная дорожка (акустическая тень). Современные аппараты УЗИ выводят на экран множество изображений, каждое из которых длится сотую долю секунды, что позволяет получить меняющееся изображение органа в реальном масштабе времени.

2. УЗИ в М-режиме – это одномерное эхоскопическое изображение органа. Получаемое изображение отражает изменение положения части органа во времени. Чаще всего такой режим используют при эхографии сердца и его клапанов.

3. Допплерография - методика, основанная на эффекте Доплера, сущность которого состоит в том, что при движении объекта в сторону датчика частота сигнала увеличивается, а при удалении от источника - уменьшается. Виды допплерографии:

а) потоковая спектральная допплерография – оценка кровотока в крупных сосудах и камерах сердца, запись которого представляет собой спектрограмму,

б) цветное допплеровское картирование – позволяет определить направление тока крови в сосуде (красный - к датчику, а синий - от датчика).

в) энергетическая допплерография –позволяет оценить плотность эритроцитов в заданном объёме ткани и дифференцировать кровоснабжаемые и некровоснабжаемые ткани.

г) конвергентная цветовая допплерография – сочетание методики цветного допплеровского картирования и энергетического допплера (б+в).

д) дуплексное исследование – сочетание УЗИ в В-режиме, с потоковым и энергетическим цветовым картированием.

е) трёхмерное допплеровское картирование и трёхмерная энергетическая допплерография – это методики, дающие возможность наблюдать объёмную картину пространственного расположения кровеносных сосудов в режиме реального времени.

4. Эхоконтрастные методы УЗ-исследования. Эта методика основана на внутривенном введении ультразвукового контраста, включающего свободные микропузырьки газа диаметром менее 5 мм и сохраняющих стабильность в системном кровотоке более 5 минут.

5. Эндоскопическое УЗИ. Данный метод УЗИ позволяет определить эхоструктуру объёмных образований или стенки полого органа в ходе эндоскопического исследования. Методика позволяет оценить степень прорастания опухоли в стенку органа.

6. Интракорпоральное УЗИ – трансректальное, трансвагианльное, трасэзофагеально, трансуретрально и т.д.

Клиническое использование УЗИ: плановые исследования паренхиматозных органов, неотложная диагностика травм и заболеваний брюшной полости, патология сердца, гнойные заболевания мягких тканей и полостей организма, мониторинг состояния того или иного органа в процессе лечения и после операции, интраоперационная диагностика патологии и степени распространённости процесса, исследование суставов, позвоночного столба, допплерография магистральных и интракраниальных сосудов, артерий и вен среднего калибра. Методики УЗИ широко используется в акушерстве и гинекологии для пренатальной диагностики врождённых аномалий и патологии плода, а также для диагностики заболеваний и опухолей женской половой сферы.

ГАММА – ИЗЛУЧАЮЩИХ НУКЛИДОВ

Радиофармпрепарат (РФП) - это химическое соединение, содержащее в своей структуре определённый радионуклид, который используется с диагностической или лечебной целью. Такие радионуклиды обладают: низкой радиоактивностью, коротким периодом полураспада, удобным для регистрации спектром g - излучения, быстрой фармакодинамикой и выведением из организма.

Радинуклиды бывают: 1) долгоживущие (период полураспада Т_1/2= несколько недель), 2) среднеживущие (Т_1/2=несколько суток), 3) короткоживущие (Т_1/2= несколько часов), 4) ультракороткоживущие (Т_1/2= несколько минут).

Наиболее безопасны: короткоживущие гамма – излучающие нуклиды (⁹⁹^mTc, ¹¹¹In, ¹¹³In, ¹⁹⁹Tl, ²⁰¹Tl, ¹³¹I), ультракороткоживущие (¹⁸F, ¹¹C, ¹³N, ¹⁵O, ⁶⁸Ga, ⁸²Rb) нуклиды.

Регистрация гамма – квантов производится с помощью с пециальных детекторов, которые улавливают гамма-кванты, распределяющиеся в плоскости детектора. Устройство любого радиодиагностического прибора включает в себя следующие части: 1) сцинтилляционно-детектирующее устройство - преобразует гамма и бета-излучение в энергию квантов света, а затем в электрические сигналы (фотоэлектронный умножитель), 2) усилитель электрических импульсов, 3) амплитудный анализатор импульсов, 4) преобразователь сигналов в цифровую, графическую или визуальную информацию.

Совершенствование гамма камер и разработка программного обеспечения позволили создать гамма камеры с функцией томографии – однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ). В этом устройстве за счёт вращения детектора вокруг тела пациента получают множество срезов части организма в различных плоскостях а сопоставление этих томограмм с КТ или МР – томограммами позволяет объединить информацию об анатомии и функции органа.

Виды радионуклидных исследований:

1) статическая сцинтиграфия – метод оценки распределения РФП в организме человека,

2) динамическая сцинтиграфия (экскреторная) – выполняется серия сцинтиграмм над определённой областью организма после в/в введения РФП (исследуют функцию почек, печени, желчных путей, щитовидной железы),

3) однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) – разновидность статической сцинтиграфии, но позволяющая производит компьютерную обработку данных,

4) динамическая ОФЭКТ – разработаны и начали внедряться в практику, но пока находится на стадии изучения.

5) перфузионная сцинтиграфия – выявляет очаги ишемизированных тканей в сердце, лёгких, гловном мозге и т.д.,

6) радионуклидная равновесная вентрикулография – позволяет оценить локальную сократимость миокарда и скорость изменения объёма крови в полостях организма,

7) вентиляционная сцинтиграфия лёгких – диагностика участков бронхиальной обструкции,

8) ренография, динамическая или статическая сцинтиграфия почек, ангиореносцинтиграфия – методы изучения структуры, кровоснабжения и функции почек,

9) динамическая сцинтиграфия гепатобилиарной системы – функция печения и желчевыделения,

10) статическая сцинтиграфия ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) – изучение структуры печени, селезёнки и т.д.

11) статическая сцинтиграфия мечеными лейкоцитами – метод позволяет дифференцировать воспалительные процессы и опухоли, а также определять локализацию очага воспаления при сепсисе и тяжёлом общем состоянии.

РАДИОНУКЛИДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ