Методи комп'ютерної томографії в медицині

Данная інформація призначена для фахівців у галузі охорони здоров'я та фармацевтики. Пацієнти не повинні використовувати цю інформацію в якості медичних рад чи рекомендацій. N

Методи комп'ютерної томографії в медицині

Н.М . Блінов
Доктор технічних наук, професор, ГУН «ВНІІІМТ», м. Москва.

Найважливішим результатом робіт творців рентгенівської томографії обчислювальної явілось освоєння неосяжних можливостей сучасних ЕОМ у формуванні та обработке, перш за все медичних, зображень. Відновлення медичних ізображеній математичними методами можливо для всіх існуючих і всіх мислімих в майбутньому методів променевої діагностики в проникаючому випромінюванні.

Томографіческое зображення володіє найважливішою відмінністю від звичайного тіньового, определяющім його значення для медичної діагностики: воно не містить заважають теней. У складних за структурою медичних зображеннях велика кількість накладених один на одного тіней різних органів погіршує суб'єктивне сприйняття деталей малих контрастов в кілька разів (т.зв. краудінг-ефект). Можливості математичного восстановленія і обробки даних дозволяють підняти якість медичного ізображенія до межі, що визначається дозою і квантовими флуктуаціями випромінювання. NРассмотрім досягнутий рівень в існуючих методах комп'ютерної томографії (КТ).

Рентгенівська КТ . За 30 років розвитку KT було створено п'ять поколінь аппаратури. В даний час на медичних ринках світу присутня остання, пятая модель спіральних мульти-детекторних систем. Граничні параметри ізображеній, які досягаються в кращих системах: час ротації 0,3-0,5 сек., Nпространственное дозвіл 1,5-2 п.л. /мм, контрастна чутливість 0 ,2-0, 5%, 3D -реконструкція, віртуальна ендоскопія, субтракційну ангіографія.

Використання мульти-детекторних систем реєстрації, що досягають 64 і більше лінеек, забезпечує за один оборот отримання 3D-зображення з об'ємним разрешеніем деталей до 0, 4 м.

Новимі параметрами, властивими спіральним КТ-системам, є так званий пітч - кількість зрізів на один оборот випромінювача , тобто на один крок перемещенія столу щодо гентрі, і Воксель - елементарний об'єм 3D-зображення.

Браузер сучасному комп'ютерному томографі можливо реконструювати 3D-зображення з воспроізводімимі на екрані тіньовими ефектами, визначати форми об'єктів з заданной інтенсивністю і проводити чотиривимірні ангіографію.

Для спірального сканування пацієнта використовується спеціальне програмне обеспеченіе, що включає в себе всі види спірального сканування, регульований шаг спіралі (пітч), нахил спіралі, різні алгоритми обробки.

Для дослідження об'ємних зображень використовується програма чотиривимірний ангіографіі, що забезпечує одночасний перегляд тривимірних зображень з виделеніем четвертого виміру (товщини стінок судин, пустотілих органів, костей). Існують програми, що забезпечують вивчення чотиривимірного ізображенія, створюючи можливість віртуального ендоскопічного обстеження органов і зберігаючи інформацію про кожному шарі цих органів.

Дополнітельние можливості КТ забезпечуються робочою станцією, що дозволяє проводіть суміщення зображень, отриманих на комп'ютерному томографі, магнітно-резонансному томографі і гамма-камері. Зображення може бути передане на будь-яку іншу робочу станцію (АРМ), що використовує стандарт Dicom 3,0.

Можливо програмне керування процесом введення контрастної речовини при контрастних дослідженнях. Це забезпечує включення сканування в момент достіженія пікової фази введення контрастної речовини, скорочує час обследованія пацієнтів і витрата контрастної речовини. Дисплей тривимірної візуалізаціі тіньових поверхонь відображає швидку реконструкцію тривимірного ізображенія, включаючи обертання об'ємного зображення навколо будь-якої заданої осі. NПрограмма оцінки та раннього виявлення захворювань коронарних артерій за рахунок бистрого сканування і застосування техніки дозволяє уникнути артефактів биття сердца.
Браузер Росії рентгенівські КТ не випускаються, незважаючи на численні спроби їх созданія.

Магнітно-резонансна КТ . Відомі три типи МРТ: з резистивним (до 0,25 Тл), постійними відкритого типу (до 1,5 Тл) і надпровідними з гелієвим охлажденіем (до 4,0 Тл) магнітами. Найбільш активно розвиваються в даний время системи з постійними відкритими магнітами.

Предельние параметри зображення: просторове розрізнення 0,5-1 мм-1, контрастная чутливість по спінової густини 1,0-2,0%. Час отримання реконструкціі - десятки секунд.

Актівно розвиваються методи контрастування за допомогою гадолініевих контрастних препаратов, МР-ангіографія, менш ніж в РКТ, вживана 3D-реконструкція. NОбеспечіваются можливості підвищення якості зображення за рахунок спеціалізірованних прийомних котушок, створення спеціалізованих МРТ-систем, напрімер, для дослідження кінцівок.

Браузер Росії розроблені і випускаються МРТ на резистивних і постійних магнітах до 0, 25 Тл трьома фірмами, найбільш успішною з яких є ЗАТ НВФ «Аз».

Емісійна радіоізотопна томографія (ерг) розвивається щодо РКТ і МРТ більш повільними темпами. Нових проривів тут не спостерігається. Має місце переход до цифрових методів представлення зображень, заміна ФЕУ за принципом Анжера на твердотільні ПЗС-структури з люмінесцентними кристалами.

Предельние параметри: дозвіл 0,2 д.а. /мм, товщина шару - одиниці см, час одного обороту - десятки секунд. Головне достоїнство ЕКГ полягає в можливості ісследованія динаміки органу: евакуаторної, накопичувальної функції. У Російській Федераціі емісійні томографи не випускаються.

Ультразвукова (УЗ) томографія. За принципами отримання зображення УЗ-діагностика може бути віднесена до традиційних реконструкційні методам томографіі. Зображення шару досягається простий реєстрацією тимчасових інтервалов отримання відбитих від об'єкта сигналів. Сучасні медичні УЗ-сканери оснащуються складними системами обробки зображень, все більш сбліжающімі їх з системами КТ. В останніх моделях використовується колірне картірованіе доплерівських зображень та отримання 3D і 4D ангіографічних УЗ-зображень (четвертий вимір - час). У Росії організована зборка несколькіх моделей УЗ-сканерів з імпортних комплектуючих.

Помімо методів, вже застосовуються в медичній практиці, інтенсивно разрабативаются й інші методи КТ.

Позитронно-електронна томографія (ПЕТ) відрізняється від однофотонної еміссіонной радіоізотопної томографії тим, що для її реалізації необхідні хімфармпрепарати, які містять радіоактивні ізотопи, що випромінюють позитрони або гамма-кванти з енергією гамма-випромінювання більш 1024 кеВ. Взаємодіючи з тканямі організму, кожен первинний квант створює дві частинки: електрон і позітрон, що надалі приводить до одночасного утворення двох гамма-квантів, що вилітають в протилежні сторони. Виникає можливість вичіслять точну координату їх виникнення, тобто будувати зображення математіческімі методами відновлення.

Полученіе радіоактивних препаратів для ПЕТ досить складне завдання. К настоящему часу в клініках світу функціонують сотні установок для позітронно-електронної томографії. Зображення в позитронної томографії сочетается з КТ-та МРТ-зображеннями, створюючи ряд принципово нових діагностіческіх можливостей.

Появілісь перші експериментальні зразки ультразвукових комп'ютерних томографов (УКТ) . У цих приладах один або кілька ультразвукових датчіков, так само як і джерело рентгенівського випромінювання при РКТ, обертаються вокруг досліджуваного об'єкта, посилаючи пакети ультразвукових імпульсів і регістріруя що пройшов через об'єкт сигнал.

Ізображеніе в УКТ до цих пір не забезпечує достатньо високої якості, тому що Nпредставляет собою двомірне розподіл звукового опору тканин поперечного зрізу досліджуваного об'єкта. Завдання фахівців - створення своєї особой «енциклопедії», нової мови зображень, але вже ультразвукових.

Ізвестни публікації про лабораторних експериментах з СВЧ-обчислювальними томографамі . Поки що це складні пристрої, що працюють з генераторами на 1-5 ГГц. Для реєстрації радіохвиль, що відображаються об'єктом на всі боки, в лабораторном макеті, створеному американськими дослідниками, використовується 22000 діпольних антен. Передбачається, що діагностична цінність принципово новой інформації про людський організм, здобута з допомогою цього методу, з ліхвой перекриє вартість його розробки.

Якщо проаналізувати принципи реєстрації різного роду сигналів, що подаються человеческім організмом, можна уявити собі подальші шляхи розвитку методів компьютерной томографії. Наприклад, при електрокардіографії, отримавши сигнали з большого кількості електродів, розміщених по периметру людського тіла вокруг серця, можливо відновити його «електричне перетин» методами компьютерной томографії, т.зв. «Картування» серця.

Браузер останні роки з'явилися повідомлення про розвиток методу діагностики, званого реографіей, в основі якої - вимірювання електричного опору ділянок человеческого тіла за допомогою електродів, накладених на шкіру. Метод дозволяє оценівать кровотік, постачання кров'ю кінцівок, будувати зрізи різних участков тіла методами математичної реконструкції. Труднощі приблизно ті ж, что і в електрокардіотомографіі необхідність забезпечити управління електродов на певний зріз тіла та облік «розтікання» електричного струму, проходящего між елементами. У разі реографії фізична модель, проте, оказивается дещо простіше, ніж у електрокардіографії. Вже отримано перші очень грубі зрізи, названі імпедансний томограмах, а метод отримав названіе імпедансний томографії .

Сравнітельно нещодавно досягнуті успіхи в діагностиці патологій мозку за допомогою регістраціі надслабких магнітних полів, що виникають в мозку при його жізнедеятельності. За допомогою надчутливих датчиків, розташованих навколо голови пацієнта, отримують не тільки анатомічну, але і функціональну картину деятельності мозку. Порушуючи різні зони мозку звуковими, зоровими, лекарственнимі подразниками, вимірюють зони нейронної активності.

Успехі магнітометрії пов'язані з появою надпровідних квантових інтерференціонних датчиків (СКВІД), чутливих до хемілюмінесцентним магнітним полям. За зовнішнім виглядом СКВІД нагадує звичайну мікросхему. Оскільки дія СКВІД засновано на ефекті надпровідності, при роботі ці датчики поміщають в среду рідкого гелію. Відкриття в області високотемпературної надпровідності вселяют надію, що в майбутньому можна буде обійтися без гелієво охолодження. N

Якщо сконструювати шолом із СКВІД з гелієвої підкладкою, створити багатошарові екрани, що захищають пацієнта від зовнішніх, навіть слабких магнітних полів, отримати срези магнітної активності живого мозку, можна вивчати функцію збудження і торможенія окремих її галузей. Кістки черепа екранують теплові сигнали мозга і перешкоджають точної локалізації сигналу при енцефалографію, але вони вполне проникні для магнітних полів.

Поєднання магнітометрії з комп'ютерними методами відновлення ізображеній призведе до чергової революції в неврології, психології, невропатологіі. З'явиться можливість підійти і до розгадки людської пам'яті, і к диву сприйняття зображень мозком. Магнітометрія дозволить діагностувати шізофренію, епілепсію, інсульт і коматозний стан. До впровадження цих методів в повсякденну медичну практику ще далеко, але навіть перші дослідні результати обнадіюють.

Поскольку метод абсолютно нешкідливий, він буде застосовуватися при щорічних діспансерних обстеженнях для оцінки сенсорного сприйняття, короткочасної і долговременной пам'яті, для визначення професійної придатності, індівідуального планування навчання.

Браузер табл. 1 наведені можливі й існуючі методи комп'ютерної томографії, характерістікі одержуваних зображень і області застосування.

Браузер кількох моделях хірургічних рентгенівських апаратів типу «С-дуга» предусматрівается моторний поворот системи «випромінювач-детектор» та програми КТ-відновлення поперечного зрізу. Фірмами «Сіменс» і «Дженерал Електрик» випущени на медичний ринок комплекси, що об'єднують емісійний і рентгеновскій трансмісійний томографи. Ці комплекси дозволяють отримувати одновременную інформацію як про анатомічну будову (РКТ), так і функціональном наведенні органу (ОЕФКТ).

Такім чином, найбільших успіхів медичного застосування КТ слід очікувати при об'едіненіі різних видів КТ в єдиній системі досліджень.

Таблиця 1. Методи комп'ютерної томографії та їх застосування.

Вплив і метод

Фізичний характер зображення

Застосування

Рентгенівське випромінювання Рентгенівська комп'ютерна томографія (РКТ)

Коефіцієнт ослаблення рентгенівського випромінювання

РКТ застосовують для діагностики, планування хірургії та променевої терапії

Гамма-випромінювання однофотонний емісійна комп'ютерна томографія (ОЕКТ)

Концентрація речовини міченого радіоактивним ізотопом

ОЕКТ застосовується для цілей функціональної діагностики

Позитронно випромінювання Позитронна Двохфотонна емісійна комп'ютерна томографія (ПЕКТ)

Концентрація речовини, міченого позитрона

ПЕКТ застосовується для функціональної діагностики

Комп'ютерна томографія на основі ядерного магнітного резонансу (МР-томографія)

Протонна щільність час релаксації

МРТ застосовується для загальної та спеціальної діагностики

Ультразвук Ультразвукова комп'ютерна томографія (УКТ)

Акустичне опір перерізу розсіювання, поглинання

трансмісійна УКТ проходить клінічні випробування Створено експериментальні зразки

Важкі частки (іони а-частинки протони і тд)

Об'ємне розподіл температури

На стадії експерименту

Інфрачервоне випромінювання

Ослаблення СВЧ випромінювання органами і тканинами

Експериментальні дані про застосуванні ІК-томографії в мамології

СВЧ- випромінювання

Розподіл діелектричної проникності та провідності

Виникли ідеї технічної реалізації методу

КТ - імпедансометрія

надслабких магнітні поля

експериментальні зразки

магнітометрія

двомірне розподіл електричного опору

Картирование мозку, серця, клінічна апробація, створені експериментальні системи


Здравоохраненіе і медична техніка № 3 (17) 2005 с.10-11

Стаття опублікована на сайті http://www . trimm.ru


Народні методи лікування

Як позбутися від поліпів у товстому кишечнику

Поділюся досвідом позбавлення від поліпів. Провів я цей процес в 1991 році, і до цього часу у мене все в нормі.

2020-05-26 16:20:01

Морквяний сік: і смачно, і корисно

Я - агроном-біохімік. Все життя займався вивченням рослин, овочів, ягід і їх лікувальними і харчовими властивостями. Мені 72 роки, пропрацював у сільському господарстві агрономом 53 року і більше 20 років був директором радгоспу. Хочу розповісти про чудо-овочі - моркви.

2020-05-28 02:21:07

Як я вилікувала дифузний зоб

Це сталося 20 років тому: я позбулася зоба. Звернула увагу, що ця хвороба не дає спокою багатьом людям. Мій щасливий досвід залишає всім надію на зцілення.

2020-05-26 16:22:40

Цистит. Хіба це справа житейська?

Він не їздить на «Мерседесі» і в дні столітнього ювілею оборонного підприємства, де трудиться не один десяток років, його прізвище не значилася в переможних реляціях про досягнення. Але більшість заводчан відмінно знає дорогу до кабінету свого «сімейного лікаря» Іллі Григоровича Бабаєва. Фахівець широкого профілю, терапевт Бабаєв в своєму здоровпункті лікує недуги, з якими ми, як правило, стикаємося в повсякденному житті. І. Г. Бабаєвим розповідає про такий вельми поширених захворювань, як цистит.

2020-05-27 22:31:15

Лікування астми народними засобами

Астма - це захворювання, що виникає при спазмах в бронхах, а причиною її виникнення є алергія. Астму можуть викликати часті простудні захворювання, якщо їхнє лікування не було достатньо ефективним, а також захворювання нирок і забруднена атмосфера.

2020-05-27 22:32:11

Секрет обліпихової олії

Я потрапляли до рук і аптечне обліпихова олія, і кустарне, мабуть, приготоване за звичайним рецептом. Ні, це було не масло, так, якась незрозуміла бліда рідина. Справжнє обліпихова олія знайшло свою славу незвичайною цілющістю, а таку цілющість масло набуває тоді, коли воно правильно приготовлене. Це поняття включає в себе багато тонкощів, які необхідно знати при приготуванні цього цілющого обліпихової олії.

2020-05-28 03:23:44

Мазь від екземи виявилася ефективною

Давно хотіла вам написати лист, але не наважувалася. Я сама з Азербайджану. 7 років живу в Росії. Хочу поділитися своїм досвідом, як можна позбутися від мокнучі екземи.

2020-05-27 22:32:11

Як позбавитися від високого тиску?

Я також хочу поділитися радою. Розкажу, як позбавився від високого тиску. У 1968 році верхній показник почав зашкалювати - 200-240. У вухах весь час стояв шум, ніби працював двигун. Ліки не допомогли.

2020-05-27 16:36:37

Вірусний гепатит «С». Не втрачайте оптимізму!

Вірус гепатиту «С» - дрібний РНК - вірус, що відноситься до сімейства флавовірусов. Вірус гепатиту «С» малоустойчів у зовнішньому середовищі, але здатний зберегти активність навіть при нагріванні до 50 градусів за Цельсієм. Основне джерело зараження - хворі з гострою або хронічною формою гепатиту «С», а також вірусоносії

2020-05-27 18:58:17

Готуйте «сани» влітку

Є хороший спосіб уникнути простудних захворювань і влітку, і взимку. Їм моя сім'я користується не перший рік.

2020-05-27 01:55:08

Медицина

Мастопатія, ендокринні захворювання, спадковість

Мастопатія, ендокринні захворювання, спадковість - доля багатьох росіянок - Щорічно від раку молочної залози вмирають приблизно 23 тис росіянок. Про це, як передає кореспондент РІА 'Новости', повідомив у вівторок на прес-конференції директор Російського онкологічного наукового центру ім.Блохіна Михайло Давидов. R

2020-05-27 16:42:42

У країнах, де популярна здорова їжа, надто багато кардіологічних захворювань

У країнах, де популярна здорова їжа, надто багато кардіологічних захворювань - На сніданок Баррі Гроувз з'їв велике яйце і 100 грамів підсмаженої на топленому салі печінки. А потім запив все це какао з подвійними вершками. На обід 72-річний Баррі зі своєю 70-річною дружиною Монікою насолодяться свининою із жирком і зеленими овочами в олії. І, нарешті, подружжя, що проживає в Оксфорді, очікує легка вечеря з сиру, домашніх яблук або груш, увінчаних вершками, і какао. Незважаючи на 40 років такої жирної дієти, Баррі важить на 3 кг менше, ніж у день весілля. У 1957 році він важив 72 кг.

2020-05-27 16:47:37

Хворих на цукровий діабет обстежує лабораторія на колесах

Хворих на цукровий діабет обстежує лабораторія на колесах - Суперсучасна пересувна лабораторія для обстеження хворих на цукровий діабет почала працювати в Нижньогородській області. Учора з її допомогою було обстежено 30 мешканців з Богородського району, сьогодні - приблизно стільки ж нижньогородців, повідомили сьогодні на презентації лабораторії.

2020-05-27 16:36:45

Жовчний рефлюкс: сучасні погляди на патогенез і лікування

Жовчний рефлюкс: сучасні погляди на патогенез та лікування - Жовчний рефлюкс - синдром, досить часто супроводжує найпоширеніші захворювання верхніх відділів травного каналу: хронічні гастрити, виразкову хворобу шлунка і дванадцятипалої кишки, гастроезофагеальна рефлюксна хвороба.

2020-05-27 22:31:02

Сучасна інсулінотерапія цукрового діабету 1 типу у дітей та підлітків

Сучасна інсулінотерапія цукрового діабету 1 типу у дітей та підлітків - Цукровий діабет 1 типу (ЦД 1 типу), що називалася до недавнього часу інсулінозалежний, а ще раніше - ювенільний цукровий діабетом, вражає в основному людей молодого віку і дітей. В останні роки спостерігається сплеск захворюваності на цукровий діабет 1 типу, найбільш виражений у дітей та підлітків. За 25 років захворюваність СД 1 типу серед дітей московської популяції зросла в два рази. В даний час у Москві налічується близько 1200 дітей з ЦД у віці до 15 років.

2020-05-26 16:18:46

Фолієва кислота зменшує ризик розвитку у потомства «заячої губи»

Фолієва кислота зменшує ризик розвитку у потомства «заячої губи» - Жінки, що приймають під час першого триместру вагітності фолієву кислоту можуть значно знизити ризик розвитку у потомства такого пороку як розщеплена губа («заяча губа»). До цього висновку прийшли американські вчені з Національного інституту гігієни навколишнього середовища (National Institute of Environmental Health Sciences).

2020-05-26 16:16:46

Прогноз для метеочутливих людей по Росії 09.09.2009 на

Прогноз для метеочутливих людей по Росії 09.09.2009 на - На Європейському Півночі погода буде нестійка з коливаннями метеопараметров. Через це погіршення самопочуття можливо у людей із захворюваннями серця і судин, а з-за підвищеної вологості повітря не виключені загострення у тих, хто страждає захворюваннями опорно-рухового апарату та бронхо-легеневі захворювання.

2020-05-26 16:18:26

Ризик дитячої смертності зростає у породіль, які мають зайву вагу

Ризик дитячої смертності зростає у породіль, які мають зайву вагу - Вагітні жінки, які страждають від ожиріння, мають підвищений ризик того, що їх немовлята можуть померти незабаром після народження, особливо якщо мав місце передчасний розрив (плодових) оболонок (ПРО).

2020-05-26 16:17:04

Функціональні захворювання травного тракту у дітей. Принципи раціональної терапії

Функціональні захворювання травного тракту у дітей. Принципи раціональної терапії - Функціональні порушення (ФН) шлунково-кишкового тракту займають одне з провідних місць у структурі патології органів травлення. Так, наприклад, рекурентні абдомінальні болі у дітей носять функціональний характер у 90-95% дітей і лише у 5-10% пов'язані з органічною причиною. Приблизно в 20% випадків хронічна діарея у дітей також обумовлена функціональними розладами.

2020-05-27 17:05:05

Середньовічні отрути і ліки

Середньовічні отрути і ліки - Багато століття лікар задовольнялися тим, що примушували пацієнтів приймати настої трав, порошків рослинного і тваринного походження, дія яких було зазначено на практиці - іншими словами, хворі виконували роль піддослідних кроликів .

2020-05-26 16:16:11