* Кафедра онкологии и лучевой диагностики *Лучевая диагностика – это отрасль медицины, связанная с использованием ионизирующих и неионизирующих излучений для выявления структурных и функциональных изменений в органах и тканях с целью диагностики заболеваний. Рентгенологические методы исследования Не рентгенологические методы исследования Рентгеноскопия УЗИ Рентгенография МРТ Флюорография Радионуклидная диагностика Линейная томография Компьютерная томография * *Рентгенологический метод Это способ изучения строения и функции различных органов и систем, основанный на количественном и качественном анализе пучка рентгеновского излучения, прошедшего через тело человека. *Рентгеноскопия – метод рентгенологического исследования, при котором изображение объекта получают на светящемся флюоресцентном экране в реальном масштабе времени. * С момента открытия рентгеновского излучения для рентгеноскопии применялся флюоресцентный экран, состоящий из листа картона с нанесенным на него флюоресцирующим веществом, прикрытый со стороны рентгенолога свинцовым стеклом, для защиты от излучения. * Париж, 1914г. Нью-Йорк, 1955г. * Данный экран светился слабо, поэтому рентгенолог выполнял исследование в темноте, после темновой адаптации, не менее 15 мин. * Разрешающая способность метода была низкой, а лучевая нагрузка на пациента и врача высокой. * В настоящее время метод классической рентгеноскопии не используется. * * В современных условиях рентгеноскопию выполняют с усилителем рентгеновского изображения(УРИ), состоящего из электронно-оптического преобразователя(ЭОП) и телевизионной системы. * Рентгеноскопия с помощью УРИ получила название рентгентелевизионного просвечивания. * * ЭОП воспринимает слабое свечение люминесцентного экрана, усиливает его в несколько тысяч раз и проецирует свечение на передающую телевизионную трубку, а из неё в приемное телевизионное устройство. * В результате на экране телевизионного устройства появляется рентгеновское изображение исследуемого объекта. * Проведение рентгеноскопии в настоящее время * Рентгеноскопия основана на свойстве рентгеновских лучей вызывать флюоресценцию (свечение) люминофоров. * Яркость свечения зависит от количества фотонов рентгеновского излучения, попадающих на флюоресцентный экран. * * После прохождения через костную ткань свечение экрана становится слабым, кости выглядят темными; * После прохождения через легкие- наоборот, ярким, и легкие выглядят светлыми; * Изображение на флюоресцентном экране называется позитивным. * Иллюстрация изображения со светящегося экрана *Исследования ЖКТ с использованием бария (исследование пищевода, желудка, ДПК, пассаж бария по тонкой кишке, ирригоскопия) *Фистулография желчных протоков. *Интраоперационный остеосинтез под рентгеновским контролем. *Рентгеновская ангиография, рентгенэндоваскулярная хирургия. * * Полипозиционное и полипроекционное обследование Исследование в реальном масштабе времени Оценка функции органов, продвижения контрастного вещества Возможность выполнения манипуляций под контролем рентген изображения Оператор-зависимый метод Отсутствие документации Длительная процедура Высокая доза облучения пациента и медицинского персонала * Рентгенография – метод рентгенологического исследования, основанный на регистрации изображения на рентгеновской пленке или другом материале, носителе изображения. * До 1920-х гг. большинство рентгенограмм выполнялось на стеклянных пластинках с односторонней эмульсией. * Ввиду нехватки стекла в период Первой мировой войны основу пленок стали создавать из нитрата целлюлозы. * А в начале 1920-х была создана безопасная ацетатцеллюлозная основа для пленок. * * * В 1960-е гг. была создана пластиковая основа для пленок(кассета), позволившая уменьшить толщину пленки, благодаря чему улучшилось качество изображения. * В конце 1960-х – начале 1970-х гг. начали разрабатывать прибор с зарядовой связью. Это задало толчок развитию цифровой рентгенографии. * Аналоговая рентгенография – получение изображения на рентгеновской серебросодержащей пленке. * Цифровая рентгенография – получение изображения с помощью цифровых методов. * *Рентгенограмма – проявленное изображение какого-либо анатомического объекта пациента на плёнке или другом материале, полученное после воздействия рентгеновского излучения на приёмник изображения. * При аналоговой рентгенографии роль приемника играет рентгеновская пленка, помещенная в кассету. * При цифровой рентгенографии эту роль играет запоминающая пластина(люминисцентная пластинанакопитель или плоскопанельный детектор). * Рентгеновская пленка, помещенная в кассету Плоскопанельный детектор Люминисцентная пластинанакопитель * Обзорная рентгенограмма – изображение какой-либо анатомической области (грудной клетки, брюшной полости). * Прицельная рентгенография – изображение конкретного органа или его части. * * Аналоговая рентгенография основана на свойстве рентгеновского излучения вызывать фотохимические изменения на пленке. * Рентгеновская пленка состоит из гибкой основы, покрытой эмульсией, в состав которой входят галогениды серебра, равномерно распределенные в желатине. * * *Под воздействием рентгеновского излучения галогениды серебра разлагаются с выделением металлического серебра. Но количество выделенного серебра недостаточно для формирования видимого изображения, поэтому данное изображение именуется скрытым. *Для получения видимого изображения экспонированную пленку помещают в раствор проявителя, который усиливает образование металлического серебра, вызывающего почернение пленки. *Далее пленку помещают в раствор фиксатора для того чтобы удалить неразложившиеся галогениды серебра. Рентгеновское излучение Раствор проявителя Раствор фиксатора Фотохимические изменения происходящие на пленке *Участки рентгенограммы, соответствующие тканям с низкой плотностью, выглядят темными, потому что на пленку попало больше фотонов, следовательно восстановилось больше металлического серебра. *Участки рентгенограммы, соответствующие тканям с высокой плотностью, наоборот выглядят светлыми. *Изображение получаемое при рентгенографии называют негативным. * Обзорная рентгенограмма ОГК в прямой проекции * Цифровую рентгенографию выполняют методом оцифровки рентгеновского изображения. * Аналоговые сигналы, полученные на считывающем устройстве, оцифровываются с помощью аналого-цифрового преобразователя. * Полученные цифровые сигналы записываются в виде цифровой матрицы изображения. * При получении изображения цифровое значение каждого пикселя трансформируется в точку определенной яркости на экране. * Цифровое рентгенографическое изображение *Высокое качество изображения; *Возможность дополнительно обработать изображение(изменение контрастности, яркости, выполнение измерений); *Снижение дозы облучения; *Хранение информации в оцифрованном виде дает возможность создавать легкодоступные рентгеновские архивы и передавать изображение по сети; *Уменьшение расходов на дополнительные материалы(пленка, проявитель, фиксатор). * Оператор-независимый метод Плоскостное изображение Возможность динамического наблюдения Суперпозиция теней Минимальная доза облучения и время исследования Статичность изображения Наличие документации, возможность создать архив Возможность использования передвижных рентгеновских установок Дороговизна пленки для аналоговой рентгенографии и необходимость ее проявки * * Рентгенограмма, являясь плоской проекцией сложного трехмерного объекта, содержит суперпозицию теневых отображений деталей объекта, расположенных по ходу пучка рентгеновского излучения. * Суперпозиция теней – проекционное наслоение нескольких образований. * * При суперпозиции плотных объектов, возникает эффект суммации, что приводит к усилению тени. * При суперпозиции плотного объекта с воздушным пространством возникает эффект субтракции, что приводит к ослаблению тени. * Суммация теней Субтракция теней *Из этого следует, что для более точного определения локализации патологического очага и его формы, рентгенографию следует выполнять в двух взаимно перпендикулярных проекциях. * * * Проекцией называют, ход центрального пучка рентгеновского излучения в теле пациента, формирующего проекционное изображение на приемнике. * В стандартных проекциях ход центрального пучка рентгеновского излучения параллелен основным плоскостям человеческого тела. * Расположена вертикально; * Ориентирована спереди назад; * Делит тело на правую и левую половины; * Любая плоскость, параллельная срединной сагиттальной плоскости, называется сагиттальной. * Расположена вертикально; * Параллельна плоскости лба и перпендикулярна к сагиттальной плоскости; * Делит тело на переднюю и заднюю части; * Любая плоскость параллельная срединной фронтальной, называется фронтальной плоскостью. * Фронтальную плоскость еще называют коронарной. *Любая поперечная плоскость, ориентирована перпендикулярно к сагиттальной и фронтальной плоскостям; *Делит тело на верхнюю и нижнюю части. *Горизонтальную плоскость еще называют аксиальной. * При сагиттальном направлении лучей перпендикулярно поверхности тела получается фронтальная проекция. * В зависимости от того, какая поверхность исследуемого объекта прилежит к пленке или экрану, различают переднюю и заднюю фронтальную проекцию. * Фронтальные проекции называют прямыми. * Обзорная рентгенограмма черепа в прямой проекции Укладки для прямой проекции * При прохождении лучей во фронтальной плоскости получается сагиттальная проекция. * В зависимости от положения той или иной стороны объекта по отношению к пленке различают правую и левую. * Сагиттальные проекции называют боковыми. * Обзорная рентгенограмма черепа в боковой проекции Укладка для боковой проекции * Получение горизонтальных проекций требует направления центрального пучка лучей вдоль длинной оси тела. * Такие проекции называют еще аксиальными. * КТ черепа в аксиальной проекции * Различают также косые проекции, получаемые путем наклона рентгеновской трубки в правую или левую сторону тела, а также в краниальном или каудальном направлениях. * Косые проекции можно получить также при соответствующем повороте или наклоне пациента. * * Полипозиционное исследование – метод рентгенологического исследования, при котором, изменяя положение тела больного, получают оптимальные проекции исследуемого органа. Выделяют 3 вида позиций: * Ортопозиция; * Трохопозиция; * Латеропозиция. * *Аппарат расположен вертикально; *Пациент вертикально; *Ход лучей горизонтальный. Объекты исследования: *Органы грудной клетки (рентгенография и флюорография); *Органы брюшной полости; *Костно-суставная система; *Мочеполовая система (урография) * *Аппарат расположен горизонтально; *Пациент горизонтально; *Ход лучей вертикальный. Цели исследования: *Обследование тяжелобольных; *Выполнение ирригоскопии; *Дополнительная позиция для исследования ОБП; *Исследование костно-суставной системы; *Проведение обзорной и экскреторной урографии; *Выполнение гистеросальпингографии. *Аппарат расположен горизонтально; *Пациент горизонтально; *Ход лучей горизонтальный. Цели исследования: *Выявления жидкости и газа в грудной и брюшной полостях; *Дополнительная позиция для исследования ОБП. * *В случаях невозможности проведения исследования в условиях рентген-кабинета используются передвижные рентген аппараты. Область применения: *нетранспортабельные пациенты; *проведения диагностической процедуры в условиях операционной; *пациенты с опасными инфекционными заболеваниями в условиях бокса. * * Искусственное контрастирование Применяется для дифференцировки изображения органов и тканей с одинаковой степенью поглощения. КОНТРАСТЫ * Рентгенопозитивные * Рентгенонегативные Дают сильное поглощение рентгеновских лучей и интенсивные тени * А нерастворимые в воде - сульфат бария Применение –исследование пищеварительного канала * Рентгенопозитивные контрасты * Контрастное исследование пищеварительного канала *Малое и тугое заполнение органа контрастом. -пищевода -желудка -12-перстной кишки -тонкой кишки -ирригография (толстой кишки) * Рентгенопозитивные контрасты *Б. Водорастворимые ( содержащие йод ) Йодсодержащие органические ионные: урографин, триомбраст. Неионные йодсодержащие: омнипак, ультравист. Применение: контрастирование сердечнососудистой, мочевыделительной систем, желчных путей В. Йодированые масла –бронхи, свищи, полость матки * Исследования водорастворимыми контрастами Не поглощают рентгеновские лучи и не дают тени Газы: закись азота, углекислый газ, обычный воздух Применение : обследование полостей –брюшной, пищеварительного канала. * Рентгенонегативные контрасты * Двойное контрастирование Рентген - негативный (воздух) + Рентген - позитивный (BaSO4) контраст *Флюорография – метод проверочного рентгенологического исследования органов грудной полости, основанный на фотографировании рентгеновского изображения с флюоресцентного экрана на фотопленку. *Флюорографическое исследование как вид рентгенодиагностики впервые был продемонстрирован Дж. Блейером в 1896 году, он так же сконструировал фотофлюороскоп. *Первый флюороскопический кабинет для выявления больных туберкулезом появился только в 1936 году в Рио-де-Жанейро. *Первое массовое флюорографическое исследование провели в июле 1937года. *В России флюорография впервые была проведена в 1947 году в Павлово-Посаде. * Первое экспериментальное массовое флюорографическое исследование. Июль 1937 года. Рио-де-Жанейро Одна из первых абреуграмм, так в Бразилии назывались флюорографические снимки. Формат кадра 24х36 мм *Профилактическая флюорография – проводится для раннего выявления бессимптомных форм туберкулеза и рака легких у населения и декретированных контингентов. *Диагностическая флюорография – проводится для исследования грудной клетки у лиц с клиническими симптомами заболевания, при диспансерном наблюдении больных туберкулезом, пневмонией и хроническими заболеваниями легких, * * Группы населения, подлежащие флюорографическому обследованию ежегодно (1 раз в год): *Группа повышенного риска заболевания туберкулезом и раком легких (страдающие ХНЗЛ, хроническими заболеваниями ЖКТ, мочеполовой системы, сахарным диабетом, получающие длительную лучевую, цитостатическую, кортикостероидную терапию, а также мигранты, беженцы, вынужденные переселенцы); *Лица, проживающие в общежитиях; *Подростки в 15 - 17 лет; *Работники лечебно-профилактических учреждений; *Учащиеся среднеспециальных и высших учебных заведений (старше 18 лет); * Лица, работающие во вредных условиях производства; * Работники, имеющие контакт с пищевыми продуктами; * Учащиеся школ, училищ, техникумов, студенты ВУЗов перед началом и в период прохождения практики в организациях, работники которых подлежат обязательным обследованиям. * Медперсонал детских больниц, отделений патологии новорожденных и выхаживания недоношенных. * Работники учреждений для детей и подростков; * Работники бытового обслуживания; * Работники бассейнов, водолечебниц, тренажерных залов; * Работники гостиниц, общежитий, пассажирских вагонов; * Работники аптек, фармзаводов; * Работники водопроводных сооружений, водоснабжения, обслуживания водопроводных сетей; * Работники агропромышленного комплекса (животноводческих, молочных хозяйств, птицеферм). Группы населения, подлежащие флюорографическому обследованию ежегодно (2 раза в год): *Лица, находящиеся в тесном бытовом или профессиональном контакте с источниками туберкулезной инфекции; *Лица, снятые с диспансерного учета в противотуберкулезных учреждениях в связи с выздоровлением, - в течение первых 3-х лет с момента снятия с учета; *Лица, перенесшие туберкулез и имеющие остаточные изменения в легких, - в течение первых 3-х лет с момента выявления заболевания (затем ежегодно); *ВИЧ-инфицированные; *Пациенты, состоящие на учете в наркологических и психиатрических учреждениях; *Лица, освобожденные из следственных изоляторов и исправительных учреждений, - в течение 2-х лет подряд после освобождения; *Лица, содержащиеся в следственных изоляторах и в исправительных учреждениях; *Военнослужащие, проходящие военную службу по призыву; *Работники родильных домов (отделений). Группы населения, подлежащие внеочередному флюорографическому обследованию: *Лица, обратившиеся в ЛПУ с подозрением на заболевание туберкулезом. *Лица, проживающие совместно с беременной женщиной и новорожденным. *Граждане, призываемые на военную службу или поступающие на военную службу по контракту. *Лица, у которых диагноз ВИЧ-инфекция установлен впервые. *Лица, госпитализируемые в детские стационары по уходу за детьми. *Работники учреждений и организаций, в которых выявлен больной туберкулезом. Население, не относящееся к вышеперечисленным категориям, проходит профилактическое флюорографическое обследование не реже 1 раза в 2 года. * *Аналоговый метод – рентгеновское изображение получают путем фотографирования специальной фотокамерой с флюоресцентного экрана на фотопленку различного формата. *Эта методика отличается длительностью проведения, относительно высокой лучевой нагрузкой и низким качеством изображения на пленке. *В настоящее время плёночная флюорография постепенно заменяется цифровой. Схема получения флюорограмм 1. Излучатель 2. Флюоресцентный экран 3. Фотокамера Способы получения флюорограмм *Цифровая флюорография – регистрация изображения осуществляется с помощью ПЗСматрицы, переводящей световое аналоговое изображение на люминисцентном экране в цифровое. *Изображение можно распечатать, переслать по электронной почте или сохранить в медицинской базе. *Для этого метода характерна меньшая лучевая нагрузка, чем при пленочной флюорографии, и получение более качественного изображения. * Стандартная - 70×70 мм * Крупнокадровая - 100×100 мм Применявшаяся ранее мелкокадровая методика получения флюорограмм, размерами 24×24 мм, в настоящее время не используется. * Оператор-независимый метод Плоскостное изображение Большая пропускная способность(скрининг) Суперпозиция теней Наличие документации, возможность создать архив Статичность изображения Возможность использования передвижных флюорографических установок Дешевизна Высокая доза облучения, при проведении аналоговой флюорографии * *Томография – это метод рентгенологического исследования, с помощью которого можно производить снимок слоя, лежащего на определённой глубине исследуемого объекта. *Необходимость в томографии обусловлена суммационным эффектом рентгенографии. *Томография позволяет получить изолированное изображение структур, расположенных в одной плоскости. В зависимости от способа получения послойного изображения выделяют: * Линейную томографию; * Рентгеновскую компьютерную томографию(РКТ). * * Линейная томография – метод послойного рентгенологического исследования, основанный на непрерывном движении во время съемки двух из трех компонентов рентгеновской системы «излучатель-пациентпленка». Толщина среза составляет 0,5-1,0 см. В идеале выполняют 3 среза. *Впервые метод томографии был предложен в 1914 году Маером. *В 1921 году Бокаж создал систему в целом аналогичную современным линейным томографам. *Внедрение линейной томографии значительно замедлялось сложностью и дороговизной аппаратов. В 1933-1934 годах Гросманну удалось создать относительно простой и надежный рентгеновский линейный томограф. * В 1934 году немецкая фирма Sanitas первой в мире начала серийное производство линейных томографов * *Эффект томографии достигается посредством непрерывного движения во время съемки рентгеновской трубки и кассеты во взаимно противоположных направлениях. *При таком перемещении изображение большинства деталей на рентгенограмме оказывается размазанным. *Резкое изображение дают только те образования, которые находятся на уровне центра вращения системы «излучатель-пленка» * *Если на томографе изменить уровень центра вращения системы «излучатель-пленка», то изменится уровень выделяемого слоя. *Толщина слоя зависит от амплитуды движения данной системы, чем она больше, тем тоньше томографический слой. Обычно величина этого угла от 20°до 50°. *Если угол перемещения малый (3-5°). То получают изображение толстого слоя. *Эта разновидность линейной томографии получила название- зонография. * * В последние годы появилась цифровая линейная томография, принцип которой тот же, что и ее аналогового варианта, только вместо кассеты с пленкой в аппарате используют плоский цифровой детектор. * Излучение при такой томографии меньше, она экономичнее, а главное изображение имеет цифровой характер. * *Наиболее часто показанием к выполнению линейной томографии служат заболевания легких и средостения. *Линейная томография позволяет уточнить детали рентгенограммы: контуры образования, наличие полостей деструкции, мелких очагов, определение проходимости бронхов, увеличение лимфатических узлов. *Так же линейная томография применяется для визуализации объектов, скрытых при обычной рентгенографии: труднодоступные суставы(ТБС,ВНЧС), околоносовые пазухи, гортань, позвоночник. * Оператор-независимый метод Длительная процедура Довольно большая разрешающая способность Высокая доза облучения Отсутствие суперпозиции теней Наличие документации, возможность создать архив * *Рентгеновская компьютерная томография(РКТ, КТ) – это послойное рентгенологическое исследование, основанное на компьютерной реконструкции изображения, получаемого при круговом сканировании объекта узким пучком рентгеновского излучения. *Математические алгоритмы для КТ были разработаны в 1917 году австрийским математиком Иоганом Радоном, но отсутствие мощных вычислительных систем на тот момент не позволяло использовать их на практике. *В 1963 году американский физик Алан МакКормак опубликовал статью с расчетами, позволяющими реконструировать изображение головного мозга после его сканирования узким пучком рентгеновских лучей. * * В1969 году группа инженеров фирмы музыкальных инструментов «EMI» во главе Годфри Хаунсфилдом занялась созданием первого прототипа компьютерного томографа для исследования головного мозга. * Клинические испытания прошли в 1971 году, продолжительность сканирования первого объекта( мозг в формалине) на созданной установке составила 9 часов. * В 1972 году была произведена первая КТ женщине с опухолевым поражением мозга. * Иоган Радон Алан МакКормак Годфри Хаунсфилд Прототип КТ-сканера *В связи с возросшим спросом ведущие фирмы по производству медицинской техники начали выпускать первые компьютерные томографы уже в 1973 году. *К 1979 году существовало уже 4 поколения томографов. Исследование мозга занимало уже не 9 часов, а несколько минут. *В 1979 году «За разработку компьютерной томографии» Кормак и Хаунсфилд были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. * * Современные аппараты позволяют сканировать одну область тела в течение нескольких секунд. * Разрешающая способность современных томографов увеличилась в несколько раз, значительно снизилась лучевая нагрузка на пациента, появилась возможность выполнять исследование любой области тела. * *Узкий пучок рентгеновского излучения сканирует тело обследуемого по окружности. *Проходя через ткани, излучение ослабевает соответственно плотности и атомному составу этих тканей. *По другую сторону от пациента установлена система детекторов рентгеновского излучения, которая превращает энергию излучения в электрические сигналы. *После усиления эти сигналы преобразуются в цифровой код, поступающий в память компьютера. * Излучатель Система получения изображения Система детекторов Компьютер *Яркость свечения определенной точки монитора зависит от коэффициента ослабления рентгеновского излучения при прохождении через исследуемый объект. *Данный коэффициент выражают в единицах Хаунсфилда(НU). * *Для анализа изображений на различных участках шкалы Хаунсфилда(«окно») предусмотрены средства управления шириной этого окна. *Для изучения структуры плотных объектов(кость) ширина окна должна быть максимальной, а его центр сдвинут в сторону высоких плотностей. *При изучении мягких тканей ширину окна уменьшают. *А при изучении легких центр окна сдвигают в сторону низких плотностей. * В зависимости от характера перемещения источника излучения и объекта исследования в процессе выполнения КТ, различают: * Пошаговая КТ; * Спиральная КТ. * *При пошаговом сканировании трубка совершает вокруг пациента один полный круг, после чего сканирование прекращается-получается один срез томограммы. Затем стол с пациентом перемещается на некоторое расстояние, обычно несколько мм(шаг сканирования) и начинается второе круговое движение трубки-получают второй срез и так далее. *В итоге получают серию тонких срезов изучаемой анатомической области. * *При спиральном сканировании вращение трубки осуществляется непрерывно в течение нескольких секунд за один период задержки дыхания. *В это время стол с пациентом движется постоянно, таким образом происходит непрерывное сканирование значительного объема тела пациента- 20-50см. *Это позволяет значительно уменьшить продолжительность исследования. * *В настоящее время спиральную КТ выполняют с использованием многоядерного детектора. Такое исследование называют мультисрезовой КТ(МСКТ). *Отличие МСКТ от спиральных томографов предыдущих поколений в том, что система детекторов расположена не в один ряд, а в двачетыре. Таким образом объем исследуемой зоны увеличивается. *При проведении МСКТ время сканирования составляет 0,33сек. А толщина выделяемого среза 0,33мм.Количество срезов достигает 620. * Методы проведения КТ Мультисрезовая КТ *На КТ получают изображение в аксиальной проекции. *Затем с помощью компьютерных программ из аксиальных КТизображений производят реконструкцию изображений в других плоскостяхсагиттальной, фронтальной, косой. *Так же на спиральных компьютерных томографах возможна 3Dреконструкция. * * Показания: визуализация органической патологии любых органов и тканей. Абсолютные противопоказания: нет(в т.ч.совместим с аппаратами протезирующими витальные функции – ИВЛ, в отличии от МРТ) Относительные противопоказания: *Беременность; *Возраст до 18 лет; *Масса тела более максимальной для прибора; *Истинная клаустрофобия; *Непереносимость препаратов содержащих йод (для исследований с контрастным усилением) Оператор-независимый метод Высокая доза облучения Большая разрешающая способность Высокая стоимость исследования Наличие аксиальных срезов Отсутствие суперпозиции теней Высокий мягкотканый контраст (возможность различать белое и серое вещество ГМ) Возможность оценить плотность образования Наличие документации, возможность создать архив Возможность проведения медицинских манипуляций * * *Ультразвуковое исследование(УЗИ) – метод лучевой диагностики, основанный на получении изображений внутренних органов с помощью отраженного ультразвукового излучения. *В 1974 году итальянский ученый Ладзаро Спалланцани открыл ультразвуковые волны, предположив, что способность летучих мышей летать в темноте зависит не от зрения, а от звуковых вибраций, которые человек не способен слышать. *В 1880 году Пьер и Жак Кюри открыли прямой пьезоэлектрический эффект, а спустя еще 2 года был открыт обратный пьезоэлектрический эффект, которые легли в основу ультразвукового метода исследования. * *Попытки поставить ультразвук на службу медицине относятся к 30-м годам XX века. Его свойства начали применять в физиотерапии артритов, экземы и ряда других заболеваний. *Невропатолог Карл Дуссик впервые использовал ультразвук в качестве метода диагностики. Он определял местонахождение опухолей головного мозга путем измерения интенсивности прохождения ультразвуковой волны сквозь череп. Позднее было установлено, что полученные изображения отражают различия в толщине кости. Однако идея была правильной. * *В 1949 году Дуглас Хаури и Джозеф Холмс из Университета Колорадо сконструировали первый аппарат для медицинского сканирования, с помощью которого в конце 1950 года было получено первое двухмерное изображение внутренних органов человека. *В начале 1950-х гг. шведские ученые Инге Эдлер и Карл Герц получили первое одномерное, а в 1967 году – первое двухмерное ультразвуковое изображение сердца. Метод получил название – эхокардиография. * Карл Герц (слева) и Инге Эдлер с ультразвуковым прибором, используемым для записи первой эхокардиограммы 1953 года. Первая зарегистрированная эхокардиограмма с 29 октября 1953 года * В 1841 году Христиан Андреас Допплер открыл эффект, в последствии названный его именем. * Эффект допплера заключается в изменении длины волны при движении источника волн относительно принимающего устройства. * Этот эффект в 1956 году был применен физиком Осаки Шигео Сатомура в определении движения створок сердечного клапана. Благодаря данному эффекту стало возможно измерять скорость и направление движения кровотока. * В 1986 году Казунори Баба из Токийского университета разработал трехмерную ультразвуковую технологию и получил трехмерные изображения плода. * *Ультразвуковые волны – это упругие колебания среды с частотой, превышающей частоту колебания звуков, т.е. свыше 20кГц. *В ультразвуковой диагностике используются продольные ультразвуковые волны, которые обладают высокой проникающей способностью. *Они относятся к числу неионизирующих излучений и в диапазоне, применяемом в диагностике, не вызывают выраженных биологических эффектов. * * При воздействии на пьезоэлектрический элемент(монокристалл кварца, титаната бария), расположенные в ультразвуковом датчике, переменного электрического заряда в них возникают механические колебания с излучением ультразвуковых волн – обратный пьезоэлектрический эффект. * Данные ультразвуковые волны распространяются в исследуемой части тела. * Находящиеся на пути ультразвука ткани, имеют различное акустическое сопротивление(величина зависит от плотности ткани). Именно разница в акустическом сопротивлении между тканями и позволяет в процессе УЗИ получить их дифференцированное изображение. * * Достигнув границы двух сред с различным акустическим сопротивлением, пучок ультразвуковых волн претерпевает существенные изменения: одна его часть продолжает распространяться в новой среде, другая — отражается. * Отраженные волны воспринимаются тем же пьезоэлектрическим элементом и преобразуются в электрические сигналы – прямой пьезоэлектрический эффект. * Электрические сигналы поступают в высокочастотный усилитель, обрабатываются в электронном блоке прибора и выдаются в виде изображения на экране монитора. * В зависимости от формы различают: *Линейные(частота 5-15 МГц); *Конвексные(частота 2-7,5 МГц); *Микроконвексные(частота 5-7,5МГц); *Секторные(частота 1,5-5 МГц); *Внутриполостные(частота 5-7,5МГц); *Пункционные(чаще насадки на датчик). * * М-режим – одномерное УЗИ, предназначенное для исследования движущегося объекта(сердца). Изображение представляет собой кривые, отражающие амплитуду и скорость движения кардиальных структур. * В- режим – двухмерное УЗИ органов. Метод даёт информацию в виде двухмерных серошкальных изображений анатомических структур в масштабе реального времени, что позволяет оценивать их морфологическое состояние. * Допплерография – предназначена для оценки состояния кровотока в крупных сосудах и камерах сердца. Диагностическая информация получается в виде кривой, отражающей изменения интенсивности ультразвукового сигнала во времени. * * Широкое применение в медицине получило цветовое доплеровское картирование, метод основан на кодировании крови, движущейся к датчику красным цветом, а от датчика синим цветом. Кровь движущаяся в промежуточном направлении в цветовые оттенки от желтого до оранжевого. Интенсивность цвета возрастает с увеличением скорости. * Трехмерное УЗИ –во время исследования датчик перемещается не отрываясь от тела пациента. При этом записываются серии двухмерных эхограмм с небольшим шагом. На основе полученных кадров система реконструирует трёхмерное изображение. * Отсутствие лучевой нагрузки Оператор-зависимый метод Полипозиционное и полипроекционное обследование Отсутствие объективной документации Оценка функций органа Не достаточная визуализация полых органов Исследование в реальном масштабе времени Осуществление манипуляций под контролем УЗИ Портативность аппарата УЗ-волны не проводят через кости и воздух * * Магнитно-резонансная томография(МРТ) — способ получения томографических изображений для исследования внутренних органов и тканей, основанный на явлении ядерного магнитного резонанса. * В 1882 Никола Тесла открыл вращающееся магнитное поле. В 1956 для измерения магнитной индукции была введена единица «Тесла». Все МРТ сканеры калибруются в единицах Тесла. * В 1924 году австрийский физик Вольфган Паули выдвинул предположение, что электроны обладают неким свойством, позже названным спином. * В 1938 году теорию Паули экспериментально доказал американский физик Исидор Раби, наблюдавший эффект магнитного резонанса в газах. В 1944 году он был удостоен Нобелевской премии «За резонансный метод измерений магнитных свойств атомных ядер». * * В 1946 году Феликс Блох и Эдвард Пёрселл, независимо друг от друга, обнаружили эффект магнитного резонанса в твердых и жидких материалах. В 1952 году они были удостоены Нобелевской премии по физике. * В 1971 году врач Реймонд Дамадьян опубликовал статью под названием «Обнаружение опухоли с помощью ядерного магнитного резонанса». Дамадьян является держателем патента на МРТ и является создателем первого коммерческого МРТсканера. * Годом основания МРТ принято считать 1973-й. В этом году Пол Лотербур опубликовал статью «Создание изображения с помощью индуцированного локального взаимодействия: примеры на основе МР». * Реймонд Дамадьян в сконструированном им аппарате МТР *Питер Мэнсфилд усовершенствовал математические алгоритмы получения изображения и в 1977 году получил первое изображение поперечных срезов пальца. В 1978 году он же представил первое изображение брюшной полости. *В 2003 году Пол Лотербур и Питер Менсфилд получили Нобелевскую премию в области медицины «За изобретение метода МРТ». *В 1980-1981 в клинике появились первые МР томографы для исследования всего тела. * * *Если на тело, находящееся в постоянном магнитном поле, воздействовать внешним переменным электромагнитным полем, частота которого точно равна частоте перехода между энергетическими уровнями ядер атомов, то ядра начнут переходить в состояние с более высокой энергией, т.е. возникает резонансное поглощение энергии. *После прекращения воздействия переменного электромагнитного поля возникает резонансное выделение энергии. *Организм человека на 4/5 состоит из воды, около 90% вещества составляет водород. *Ядро водорода (протон) вращается вокруг собственной оси, вследствие этого вращения вокруг протона образуется магнитное поле, имеющее магнитный момент или спин. * *Вне магнитного поля протоны ориентированы хаотично. *Попадая под действие сильного магнитного поля, которое составляет основу МР-томографической установки, протоны выстраиваются вдоль силовых линий этого магнитного поля. *Часть протонов направлена магнитным моментом по полю, таких протонов большинство (низкоэнергетический уровень). *Меньшая часть протонов выстраивается своим магнитным моментом против поля. (высокоэнергетический уровень). * * Чтобы вызвать явление ЯМР, на протоны, с помощью передающих радиочастотных катушек, воздействуют радиочастотным импульсом. * Протоны поглощают энергию импульса и отклоняются своим магнитным моментом от направления силовых линий основного поля. * После прекращения воздействия радиочастотного импульса протоны возвращаются в исходное положение(релаксация), что сопровождается выделением энергии. * Эта энергия воспринимается приемной радиочастотной катушкой в виде МР-сигнала. Этот сигнал подается на компьютер для преобразования его в изображение на экране. * Интенсивность регистрируемого МР-сигнала определяется внутренними и внешними факторами: *Внутренние факторы зависят от характера ткани и зависят от протонной плотности и времени релаксации. *Внешние факторы являются управляемыми и задаются оператором. * Протонная плотность: * Наиболее высокая у жировой ткани, она выглядит более яркой; * Костная ткань практически не содержит протонов водорода и представляется тёмной; * Воздух не даёт МР-сигнал. * * * Время релаксации – промежуток времени, в течении которого протоны, поглотив энергию, возвращают её. Чем короче время релаксации, тем ярче МР-сигнал. Время релаксации зависит от: * Количества воды в тканях (чем её больше, тем больше время релаксации); * Количества белковых молекул (сокращают время релаксации); * Свободных радикалов (сокращают время релаксации); * Патологического процесса (опухоль, воспаление), приводящего к увеличению внутри- или внеклеточной воды и как следствие к увеличению времени релаксации. К внешним факторам изменяющим интенсивность МРсигнала относятся: *Напряженность магнитного поля, зависит от типа аппарата; *Последовательность радиочастотных импульсов и их параметры; *Использование специальных контрастных веществ; *Использование специальных пакетов программ для исследования заданной области(мозг, КСС, сердце, сосуды). * МРТ исследование всего тела * По виду конструкции: * Открытые (пациенты с клаустрофобией, проведение инструментальных вмешательств); * Закрытые. В зависимости от напряженности магнитного поля: * Сверхнизкопольные(менее 0,1Тл); * Низкопольные(0,1-0,4Тл); * Среднепольные(0,5 Тл); * Высокопольные(1-2Тл); * Сверхвысокопольные(свыше 2Тл). МР-томограф открытого типа МР-томограф закрытого типа *Оценка состояния головного и спинного мозга; *Исследование органа зрения и ЛОР-органов; *Исследование органов дыхания и средостения; *Оценка состояния паренхиматозных и полых органов брюшной полости и малого таза; *Исследование лимфатических узлов и сосудов любой локализации; *Оценка состояния позвоночника и суставносвязочного аппарата скелета. * Абсолютные противопоказания: *Искусственный водитель ритма; *Внутричерепные ферромагнитные гемостатические клипсы; *Периорбитальные ферромагнитные инородные тела; *Ферромагнитные или электронные слуховые имплантаты; *Ферромагнитные импланты( искусственные суставы, аппараты металоостеосинтеза) * Относительные противопоказания: * 1 триместр беременности; * Декомпенсированная сердечная недостаточность; * Искусственные протезы клапанов сердца; * Гемостатические клипсы(кроме сосудов ГМ); * Неферромагнитные слуховые импланты; * Имплантированные инсулиновые помпы; * Наличие татуировок, выполненных с помощью красителей с содержанием металлических соединений; * Клаустрофобия; * Пациенты находящиеся на ИВЛ. * Отсутствие лучевой нагрузки Длительная процедура Полипозиционное и полипроекционное обследование Высокая чувствительность к двигательным артефактам Возможность визуализации головного и спинного мозга Ограничение у пациентов, находящихся на аппаратном поддержании жизненно важных функций и имеющих ферромагнитные инородные тела Получение высококонтрастного изображения мягких тканей Визуализация сосудистой системы без введения контраста Возможность визуализировать внутри- и оклолосуставной аппарат Плохая визуализация костных структур и очагов обызвествления * *Радионуклидная диагностика – группа диагностических методов, основанных на визуализации органов и тканей благодаря внешнему детектированию ионизирующего излучения, испускаемого введенным в организм радиоактивным индикатором. *В основе радионуклидной диагностики лежит явление естественной радиоактивности, открытое в конце ХIХ века физиком Анри Беккерелем, получившим за это Нобелевскую премию в1903 году. *В начале ХХ радиоактивные индикаторы были впервые применены в биологии Нобелевским лауреатом Дьёрдь де Хевеши, исследовавшим их распределение в организме животных. *В 1927 году Блумгарт применил изотопы радия, чтобы определить скорость кровотока. * * В 1948 году Принцметал и соавторы использовали радиоактивный 23Na для вычисления скорости кровотока у больных. * Применение радионуклидов в диагностических целях носило эпизодический характер до 60-х гг. прошлого века, когда производство радиоактивных изотопов стало возможно в промышленных масштабах. * Так же большой шаг в становлении метода сыграло изобретение Анжера – сцинтилляционная гамма-камера. * *Радионуклидная диагностика основана на регистрации квантов гамма-излучения. *В качестве детектора используют сцинтиллятор( кристалл йодида натрия), в котором под действием фотонов возникают световые вспышки. *Световые вспышки улавливаются фотоэлектронными умножителями, превращающими световые вспышки в электрические сигналы. * *Электрические сигналы поступают в усилитель и дискриминатор – устройство, обеспечивающее регистрацию только тех квантов гамма-излучения, энергия которых соответствует энергетическому диапазону используемого радиоактивного изотопа. *После чего электрические сигналы передаются в блок анализатора, который формирует изображение на экране. * * Радиофармацевтический препарат(РФП) – это разрешенное для введения человеку с диагностической или лечебной целью химическое соединение, в молекуле которого содержится радиоактивный нуклид. * РФП для радионуклидной диагностики вводят внутривенно. * Низкая радиотоксичность, от которой зависит лучевая нагрузка на пациента и персонал; * Относительно короткий период полураспада; * Удобный для регистрации гамма-излучения энергетический спектр; * Тропность к органам и тканям; * Быстрый период полувыведения. * *Долгоживущие (несколько десятков дней); *Среднеживущие (несколько дней); *Короткоживущие (несколько часов); *Ультракороткоживущие (несколько минут). В диагностике в основном используют короткоживущие РФП, т.к. в сравнении с долго- и среднеживущими они будут оказывать на пациента меньшее биологическое воздействие. Работа с ультракороткоживущими РФП является затруднительной и применяется редко. * По тропности РФП делятся на: *Органотропные; *Туморотропные; *Соединения без выраженной селективности. По способности проникать через гематотканевые барьеры: *Диффундирующие *Недиффундирующие * * Все радионуклидные исследования разделяются на динамические и статические. * Динамические проводят с целью изучения динамики распределения РФП в органах и тканях. Область применения: исследование функции почек, печени, ЖВП, щитовидной железы. * Статические применяют для оценки пространственного распределения РФП в теле пациента. * * Радионуклидная визуализация; * Радиография( как составная часть визуализации); * Клиническая радиометрия; * Лабораторная радиометрия; * *Планарная(плоскостная) сцинтиграфия; *Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ); *Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ); *Гибридная сцинтиграфия – сочетание ее с другими методами визуализации( ОФЭКТ+КТ или ПЭТ+КТ) * Оценка функции органов и тканей Патологический процесс можно найти раньше, чем наступят значимые морфологические изменения Тропность РФП к тканям позволяет селективно оценивать степень выраженности патологического процесса Минимальная доза облучения Низкое пространственное разрешение метода Метод противопоказан детям до 16 лет, беременным и женщинам, кормящим грудью. * *
