МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

МЕТОДЫ МЕДИЦИНСКОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

Лучевая диагностика (медицинская визуализация, диагностическая радиология) ― область медицины предметом которой является диагностика по изображениям, полученным при помощи:

  • рентгеновских методов;
  • радионуклидных методов;
  • магнитно-резонансной томографии (МРТ);
  • ультрасонографии (УЗИ).

Каждый из перечисленных методов характеризуется определенными пределами диагностических возможностей. С помощью методов лучевой диагностики, ставится до 80 % всех первичных диагнозов. Вопрос2. Методы рентгенодиагностики Различают основные и специальные (вспомогательные) методы рентгенодиагностики. Основные методы исследования:

  • рентгеноскопия;
  • рентгенография;
  • рентгенофлюорография.

Рентгеноскопия многоосевое и полипозиционное просвечивание грудной клетки или брюшной полости пациента, позволяющее оценивать анатомо-морфологические и функциональные (динамические) особенности органа в целом или частично по позитивному изображению. Данный метод используется: в пульмонологии для уточнения рентгеноморфологических особенностей легочного патологического субстрата, а также при бронхографии, ангиопульмонография для визуального контроля при установке катетера; в гастроэнтерологии при контрастировании различных отделов желудочно-кишечного канала; как средство контроля при катетеризационных сосудистых исследованиях (ангиокардиография, коронарография); при разнообразных исследованиях желчевыводящего аппарата (ретроградная эндоскопическая холангиография, операционной холангиография и др.) и др. Рентгенография рентгеновские снимки на пленке (или в цифровом формате) в различных проекциях, позволяющие воспроизвести негативное изображение, по которому оцениваются анатомические (форма, размеры, положение) и структурные особенности органов. Рентгенофлюорография воспроизведение крупнокадрового фотографического изображения (формат кадра 70х70 мм, 100х100 мм, 110х110 мм). Метод предназначен для проведения массовых профилактических исследований органов грудной клетки. В настоящее время используются малодозовые цифровые флюорографы предназначенные для массовых исследований. Специальные методы исследования К специальным методам относятся: Методы искусственного контрастирования. Плотность внутренних органов и тканей человека примерно одинакова и не всегда достаточна для их четкого воспроизведения. В целях визуализации внутреннего строения различных органов, сосудов и тканей и успешной оценки особенностей их внутреннего строения прибегают к искусственному контрастированию с помощью контрастных рентгеновских веществ (РКВ). Ангиография (артериальная и венозная) – методики контрастирования артериальных (артериография) и венозных (флебография) сосудов с помощью йодированных водорастворимых контрастных веществ (гипак, верографин, ультравист, омниопак и др.). Введение РКВ в артериальные сосуды можно осуществлять ручным способом или с помощью автоматического иньектора в поверхностно расположенные сосуды путем чрескожной пункции, а в более глубокие – через предварительно введенный катетер с обеспечением достаточной концентрации РКВ в быстро движущемся потоке крови. Современные ангиографические аппаратные комплексы позволяют получать многопроекционное цифровое изображение сосудов и воспроизводить на серии снимков особенности динамического продвижения контрастного вещества по сосудам (регистрация фаз кровообращения – артериальной, капиллярной и венозной), либо фиксировать эту же картину с помощью видеосъемки. Цифровая субтракционная артериография. До введения в сосуд контрастного вещества выполняется рентгеновский снимок объекта (сердце, сосуды). После введения контрастного вещества снимок повторяют, соблюдая прежнее положение объекта и технические условия. Затем ЭВМ вычитает фоновое (первое) изображение из контрастного (второго) и получает третье цифровое изображение и воспроизводит его. Полученное конечное изображение несет в себе информацию только о тех тенях, которые соответствуют расположению контрастного вещества. Остальные органы и ткани представлены на экране в виде контуров. В гастроэнтерологии искусственное контрастирование широко используется для исследования различных отделов желудочно-кишечного канала: рентгеноскопия пищевода, желудка, двенадцатиперстной кишки, зондовая дуодено-графия обычная и в условиях гипотонии с аэроном, толстая кишка – ирригоскопия, двойное контрастирование; исследование желчевыводящих путей – холангиография операционная, чресдренажная, чрескожная, чреспеченочная, ретроградная эндоскопическая, внутривенная, лапароскопическая.

  • В пульмонологии – бронхография, ангиокардиография.
  • В урологии – экскреторная и восходящая урография.
  • В гинекологии – гистеросаль-пингография.
  • В остеологии – артрография; фистулография и др.

Рентгеноконтрастные вещества (РКВ) РКВ подразделяются на рентгенопозитивные (тяжелые) и рентгенонегативные (газообразные). К рентгенопозитивным РКВ относятся вещества с высокой молекулярной массой, поглощающие рентгеновские излучения в значительно большей степени, чем ткани организма. Сульфат бария предназначен исключительно для исследования желудочно-кишечного тракта и используется в виде водной взвеси различной консистенции. Тонкодисперстная жидкая водная взвесь (1:1), создает наиболее благоприятные условия для исследования мелких структур слизистой оболочки ЖКТ. Иногда для исследования пищевода используется пастообразная контрастная масса (весовые компоненты – 1:3). Двойное контрастирование – введение в желудок, 12-ти перстную кишку водной взвеси сернокислого бария в сочетании с газообразующими веществами – двойное контрастирование. Может использоваться с линейной томографией и РКТ (контрастное усиление). Йодированные РКВ на водной основе. Предназначены для контрастирования преимущественно артериальных и венозных сосудов. Применяют производные некоторых ароматических кислот (бензойной, фенилпропионовой, адипиновой и др.), содержащих атомы йода. РКВ для внутрисосудистых исследований подразделяются на ионные и неионные. К ионным мономерам относятся растворы: кардиотраста, триотраста, уротраста, верографина, гипака, урографинаи др. Растворы билигноста, билиграфинаприменяются для внутривенной струйной или капельно-инфузионной холангиографии. Внутрисосудистое введение ионных РКВ может сопровождаться побочными реакциями различной степени тяжести (слабые, выраженные, тяжелые). Побочные реакции проявляются в виде: болевых ощущений (в груди, в животе, в сосудах); чувства тепла или жара, головокружении, приливов крови, головной боли, озноба; зуда кожных покровов, крапивницы, кожной сыпи; насморка, чихания, покраснения и набухания слизистых оболочек, отека лица, охриплости голоса, кашля, затруднения дыхания, тошноты, рвоты, диспептических расстройств; тахикардии, (брадикардии), аритмии, повышения (понижения) артериального давления; удушья, потери сознания, прочих побочных проявлений. Тяжелые реакции встречаются относительно редко. В связи с возможностью побочных реакций, перед исследованием (за 1-2 дня) производится проба на чувствительность путем внутривенного введения 1-2 мл препарата и затем оценивается реакция организма. В целях предупреждения или ослабления побочных реакций рекомендуется использование антигистаминных препаратов. Применение неионных препаратов связано со значительно меньшим риском развития побочных реакций (в 3-5 раз). К неионным мономерам относятся ультравист – иопромид (Schering) и омниопак -иогексол (Nycomed), к неионным димерам – визипак – иодиксанол и иомерон (Nycomed), а так же изовист – иотролан (Schering), иопамирон (иопамидол), оптирей (иоверон). Неионные препараты отличаются низкой осмолярностью и минимальным воздействием на биологические мембраны, что обусловливает их незначительную токсичность и прекрасную переносимость при ангиографии. Неионные препараты используются: для проведения миелографии, при необходимости болюсного внутриартериального и венозного введения, а также для исследования лиц с признаками аллергизации организма (бронхиальная астма, гиперфункция щитовидной железы, почечная недостаточность, сахарный диабет и др.). Йодированные РКВ на жировой основе – применяют для бронхографии, лимфографии, метросальпингографии, фистулографии, для выявления у новорожденных врожденных пороков пищевода и прямой кишки и др. К ним относятся: йодлипол, липиодол, йодатол, сверхжидкий липиодол и др. Йодированные РКВ (таблетированные формы) – холевид, йопагност, билимин – используются для оральной холецистографии: Газообразные вещества (ГВ) – относятся к рентгенонегативным контрастным веществам: атмосферный воздух, молекулярный кислород, углекислый газ и закись азота.   Методы, регулирующие размеры получаемого изображения Телерентгенография – снимок на расстоянии. Метод чаще используется в ортопедической практике для изучения исходных размеров исследуемого объекта и оценки изменений, возникающих в процессе проводимого лечения и коррекции. Основной задачей метода является воспроизведение рентгенологического изображения, линейные размеры которого на снимке приближаются к истинным размерам исследуемого объекта. При обычной рентгенографии, когда фокусное расстояние составляет 100 см, в меньшей степени увеличиваются лишь те детали снимаемого объекта, которые находятся непосредственно у кассеты. Чем дальше отстоит участок кости от пленки, тем больше степень его увеличения. Для получения телерентгенограммы объект исследования и кассету с пленкой отодвигают от рентгеновской трубки на значительно большее, чем при обычной рентгенографии, расстояние – до 1,5-2 м, а при исследовании лицевого черепа и зубо-челюстной системы – до 4-5 м. При этом изображение на пленке формируется центральным (более параллельным) пучком рентгеновских лучей. Метод прямого увеличения рентгеновского изображения достигается в результате увеличения при рентгенографии расстояния “объект-пленка”. Методика чаще используется для исследования тонких структур костно-суставного аппарата либо легочного рисунка. При фокусном расстоянии в 100 см кассету с пленкой удаляют от объекта на некоторое расстояние. Расходящийся пучок рентгеновских лучей в этом случае воспроизводит увеличенное изображение. Для прямого увеличения целесообразно использовать рентгеновскую трубку с микрофокусом (0,3 х 0,3 мм и менее), так как небольшие линейные размеры фокуса уменьшают геометрическую нерезкость изображения и улучшают четкость структурных элементов. Линейная томография методика послойного исследования, позволяет воспроизводить изображение объекта (органа) на заданной глубине. Осуществляется при синхронном движении в противоположных направлениях рентгеновской трубки и кассеты с пленкой вдоль неподвижного объекта под углом 30-500. Различают томографию продольную, поперечную и со сложным циклом движения рентгеновской трубки (круговым, синусоидальным). Толщина выявляемого среза зависит от размеров томографического угла и чаще составляет 2-3 мм, расстояние между срезами (томографический шаг) устанавливается произвольно, обычно 0,5 – 1 см. Линейная томография используется для исследования органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, органов брюшной полости и забрюшинного пространства, костно-суставного аппарата и др. Зонография – послойное исследование (томография) под малым углом движения рентгеновской трубки (8-100). Толщина среза (10–12 мм), томографический шаг 1-2 см, при этом создается меньшая лучевая нагрузка на пациента. Метод можно использовать для исследования органов грудной клетки, костно-суставного аппарата и др. Панорамная зонография – многопрограммный метод послойного исследования зубочелюстной системы, придаточных пазух и орбит, пирамидок височных костей, верхних шейных позвонков. Вопрос 3. Рентгеновская компьютерная томография (РКТ) Производятся поперечные срезы любой части тела (головной мозг, органы грудной, брюшной полостей и забрюшинного пространства и др.) с помощью узкого рентгеновского пучка при круговом движении рентгеновской трубки. Метод позволяет получить изображение нескольких поперечных срезов (до 25) с различным томографическим шагом (от 2 до 5 мм и более). Различия плотности структуры органов автоматически объективизируются с помощью специальной шкалы Hounsfield. Спиральная РКТ. При использовании спиральной РКТ запись изображения производится непрерывно. Специальная программа позволяет реконструировать полученные данные в любой плоскости или воспроизвести трехмерное изображение органа или группы органов. Вопрос 4. Методы радионуклидной диагностики Радионуклидная диагностика — группа методов, основанных на визуализации органов и тканей путем внешней детекции ионизирующего излучения от введенного в организм радиоактивного индикатора — радиофармацевтического препарата (РФП) Небольшие индикаторные количества радиоактивных нуклидов участвуют в кругообороте элементов в организме, не влияя на течение физиологических процессов. Универсальность радионуклидных методов обусловлена возможностью исследования биохимических процессов и анатомо-функциональных изменений и, следовательно, возможностью регистрации комплекса нарушений, возникающих при различных патологических состояниях. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Данный метод позволяет получить отображение накопления РФП. Учитывая, что злокачественные опухоли потребляют глюкозу в большей степени, чем здоровые ткани, используется радиоактивно маркированный аналог глюкозы – 2-(18ф)-флюоро-2дезокси-Д-глюкоза. Разрешающая способность (определение размеров опухолевого процесса) находится в пределах 4-6 мм. Лучевая нагрузка значительно ниже, чем при других рентгеновских методах исследования, и колеблется при общем исследовании в пределах7,8-10 мЗв. Вопрос 5. Ультразвуковое исследование Технология, основанная на регистрации эффектов преломления, рассеивания и отражения ультразвуковой волны, с последующим формированием линейного (статического) или многомерного (динамического) изображения. Ультразвуковая волна — звуковые колебания, превосходящие по частоте диапазон слышимости звука у человека (20—20 000 Гц).Диапазон используемых при УЗИ частот (режим серой шкалы) — 2-15 МГц (допплеровские частоты несколько ниже). УЗИ широко используется для исследоваиня: сердечно-сосудистой системы, органов брюшной полости, забрюшинного пространства, мочеполовой системы, поверхностно расположенных органов и тканей. В процессе УЗИ используются различные типы датчиков: секторные – небольшая площадка контакта с кожной поверхностью обеспечивает широкое поле на больших глубинах при исследовании внутренних органов через межреберные промежутки, мозга через роднички новорожденного и др.; – линейные – создают большое поле зрения с хорошим разрешением и используются для исследования поверхностно и глубоко расположенных органов; – конвексные с выпуклой поверхностью – обеспечивают широкое поле обзора на всех глубинах и используются чаще в гинекологии и акушерстве. В клинической практике применяются различные способы УЗИ: одномерное (эхография), двухмерное (сканирование) и допплерография. Одномерная эхография – датчик фиксирован, отраженные волны воспроизводятся в одномерном виде (кривой) – А-метод (от англ. amplitude). В неврологической и нейрохирургической клиниках метод получил название эхоэнцефалографии, с помощью которой определяют размеры желудочков мозга и диенцефальные образования. В глазной клинике используется метод эхоофтальмографии. Второй метод – М-метод  используется для исследования движущихся объектов (сердце, сосуды) – эхокардиография. Двухмерное сканирование – В-метод (от англ. bright – яркость). Датчик при исследовании перемещается по поверхности кожи пациента, чем обеспечивается серия сигналов от многих точек органа (объекта) и формирование двухмерного изображения в пределах 64 градиентов серой шкалы. Сильный сигнал проявляется на экране дисплея в виде яркого светлого пятна (эхопозитивные участки), а слабые сигналы – в виде серых оттенков, вплоть до черного цвета (эхонегативные участки). Изображение может также воспроизводиться на бумаге с помощью термопечати или лазерного принтера, или храниться на жестком диске компьютера. Допплерография – метод УЗИ, основанный на эффекте Допплера. УЗ преобразователь неподвижен и формирует узкий пучок волн, направленный на исследуемый орган. Если объект (орган, кровь в сосуде) в процессе исследования перемещается, то частота УЗ волн, возвращающихся в преобразователь, отличается от первичных волн. Поток крови (эритроцитов), движущийся к датчику, формирует на экране сигналы красного цвета, от датчика – синего цвета. По сдвигу частот колебаний судят о скорости движения анатомических структур. Эти результаты могут быть выражены в виде количественных показателей скорости кровотока, в виде кривых и аудиально (сигналами), отражающих функциональную фазу (систолическая и диастолическая скорость). Двухмерная допплерография в масштабе реального времени позволяет изучить форму, контуры и просвет кровеносных сосудов, обнаружить сужение и тромбы, отдельные атеросклеротические бляшки, нарушение кровотока, состояние коллатерального кровообращения, сокращения сердца, направление кровотока в камерах сердца и др. Недостатком метода является невозможность воспроизведения мелких сосудов. Новые компьютерные программы позволяют воспроизводить трехмерное изображение. Для улучшения возможностей УЗИ используются различные диагностические среды: ЭХОВИСТ-200,300 и ЛЕВОВИСТ (Schering). Введение среды в кровоток усиливает амплитуду отраженного эхо-сигнала. Эховист и левовист применяют для улучшения визуализации при эхокардиографии у взрослых и новорожденных. Используется также при флебоэхографии, в гинекологии – при исследовании полости матки и проходимости маточных труб. Вопрос 6. Магнитно-резонансная томография Современный метод, предусматривающий исследование пациента в условиях магнитного поля. Метод отражает распределение атомов водорода (протонов) в тканях. В организме водород встречается в основном в молекулах воды. Так как человек по весу более чем на две трети состоит из воды, этот сигнал является достаточно интенсивным для получения изображения. Вода может быть свободной или связанной с липидами, протеинами или другими биологическими макромолекулами и обмениваться между этими состояниями. От соотношения этих компонентов и их подвижности зависит амплитуда МР-сигнала, которая заметно отличается для различных тканей и этим обеспечивает высокую контрастность мягких тканей. МРТ относится к самым современным универсальным методам получения медицинских изображений. Преимущества МРТ перед другими методами в следующем:

  • – безвредность для организма в связи с отсутствием ионизирующего излучения;
  • – возможность воспроизведения изображения в любой плоскости и под любым углом;
  • – возможность реконструкции трехмерного изображения;
  • – высокая контрастность при воспроизведении мягких тканей;
  • – получение изображения с контрастом по количеству атомов водорода (протонная плотность) или по временам релаксации или по коэффициенту диффузии;
  • – селективное изображение сосудов (МР-ангиография);
  • – количественное определение скорости и профиля течения крови;
  • – изучение процессов метаболизма с помощью in vivo-МР-спектроскопии (МРС).

Основной областью применения МРТ в клинике является центральная нервная система – головной и спинной мозг с получением изображения в сагитальных, фронтальных и других срезах. Для контрастного усиления изображения исследуемых органов используются диагностические парамагнитные среды, например, «Магневист» (Schering) и др. Уникальной возможностью МРТ является получение селективного изображения сосудов без введения контрастного вещества – МР-ангиография. МРТ используются также для исследования органов брюшной полости, органов дыхания и костно-суставного аппарата с четким изображением костной ткани, хрящей, связок, менисков и других анатомических структур. Вопрос 7. Интервенционная радиология (ИР) Интервенционная радиология (ИР) – относительно молодой раздел лучевой диагностики, достигший в экономически развитых странах серьезных успехов. Первое упоминание об использовании чрескожного катетеризационного исследования кровеносных сосудов Сельдингером датируется 1953 годом. И лишь в 70-е годы методы сосудистых исследований различных органов получили всеобщее признание, что и явилось начальным этапом формирования данного направления. ИР находится на стыке нескольких медицинских дисциплин и сочетает в себе возможности лучевой диагностики. Имеются в виду: – различные способы пункционной и катетеризационной ангиографии; – многие виды дренирования и пункционной биопсии внутренних органов, брюшной полости и забрюшинного пространства, производимые под контролем рентгеновского экрана, ультразвукового исследования (УЗИ), компьютерной томографии (КТ), магнитно-резонансной томографии (МРТ) и др. Одновременно в процессе исследования осуществляются лечебные процедуры: эндоваскулярные способы сосудистой хирургии (рентгеноэндоваскулярная хирургия), а также технического и фармакологического обеспечения и др. Иными словами, реализуются диагностические и лечебные функции, что обусловливает высокую эффективность данной технологии, в связи с чем востребованность ИР в практическом здравоохранении постоянно возрастает. Высокая лечебная эффективность данной дисциплины в последнее десятилетие выводит её в число важнейших показателей, характеризующих качественное состояние и уровень медицины. В кардиологии, ангиологии, сосудистой хирургии получили признание методы реканализации сосудистых стенозов и окклюзий: чрескожная баллонная и лазерная дилятация (ангиопластика), механическая и аспирационная реканализация, протезирование, тробэмбэктомия и способы контролируемого тромболизиса, установка стентов, регионарная внутриартериальная инфузионная терапия и др. В общей и экстренной хирургии: способы остановки кровотечения, методы эмболизации сосудов и сосудистых образований. В онкологии: эмболизация опухолевых сосудов для “выключения” при кровотечении из распадающейся опухоли, ишемизация патологического субстрата для уменьшения кровопотери при операции, локальные чрезартериальные способы воздействия на опухоль различными противоопухолевыми препаратами и др.; В гастроэнтерологии: способы дилятации сужений пищевода, чрескожная чреспеченочная холангиография, операционная холангиография, чрескожная гастроэнтеростомия, дилятация пищевода, дренаж абсцессов брюшной полости и забрюшинного пространства, ретроградная эндоскопическая холангиография и др.; В нефрологии и урологии: дренаж почек, исследование в сочетании с эндоскопическими и лапароскопическими манипуляциями и др. В гинекологии: исследование репродуктивной системы, сочетание с эндоскопическими и лапароскопическими манипуляциями. Вопрос 8. Заключение. Современные методы лучевого исследования занимают в настоящее время одно из ведущих мест в диагностическом процессе, обеспечивая высокое качество визуализации, быстроту и объективность постановки диагноза, и, что особенно важно, безопасность пациентов и персонала.