Компьютерный томограф что это такое

Компьютерную томографию используют для диагностики заболеваний любой части организма: головного мозга, позвоночника, лёгких и средостения, почек, надпочечников, печени, поджелудочной железы, легочной артерии, аорты, сердца и других органов. Под контролем КТ врачи Юсуповской больницы проводят биопсию почки, простаты и другие лечебно-диагностические процедуры:

• брахитерапию;
• HIFU (ультразвуковую версию трёхмерного облучения);
• дренирование абсцесса почки, простаты;
• малоинвазивные методы лечения опухолей.

С помощью компьютерной томографии врачи осуществляют контроль за результатами хирургического лечения (трансплантации органа или восстановления проходимости мочевых путей), определяют стадию опухолевого процесса, план и необходимость назначения лучевой терапии для лечения злокачественных новообразований, проводят мониторинг ответа опухоли на химиотерапию, измеряют минеральную плотность костной ткани для выявления остеопороза.

КТ широко используют в качестве скринингового исследования при травме головы, не сопровождающейся потерей сознания, обмороках. Экстренная томография выполняется при тяжёлых травмах, подозрении на кровоизлияния в мозг, повреждении сосудов (расслаивающейся аневризмы аорты), нарушении целостности полых и паренхиматозных органов.

КТ костей и позвоночника позволяет оценить состояние межпозвонковых дисков, выявить пороки развития костей и хрящей, новообразования, определить изменения после операции или травмы.

КТ органов грудной клетки назначают при подозрении на наличие опухоли лёгких, органов средостения, метастаз, туберкулёза.

КТ-ангиография проводится при подозрении на наличие патологии сосудистой системы (аорты, вены и других сосудов).

Проведение компьютерной томографии нижних конечностей позволяет получить послойное изображение крупных суставов (коленного и тазобедренного), бедренную кость на всем протяжении, в том числе места, где к ней прикрепляются мышцы. Для хорошей визуализации сосудистых структур проводится КТ нижних конечностей с контрастом. Ухудшение кровотока возможно вследствие воспалительного процесса, онкологического новообразования, травматического повреждения и т. д.

Источник: yusupovs.com

КТ: что такое компьютерная томография?

Первый раз термин “компьютерная томография” появился в 1972 году. Тогда два ученых Г. Хаунсфилд и А. Кормак предложили использовать этот метод для оценки структурных частей нашего организма. За это открытие они были удостоены Нобелевской премии, а КТ используется и по сей день. Ведь исследование произвел фурор не только в рентгенологии, но и в общей медицине.

Компьютерная томография — диагностическое исследование, основанное на рентгенологическом излучении. Оно помогает выявить различные болезни абсолютно всех органов и поставить верный диагноз. 

На сегодняшний день нет более точного вида диагностики, особенно для исследования мягких тканей организма, чем КТ.

Принцип действия компьютерной томографии

КТ — это исследование, которое осуществляется на особом высокоточном компьютерном оборудовании, называемым спиральным компьютерным томографом. Суть работы аппарата заключается в том, что человеческое тело, а точнее его ткани и клетки, способны отражать рентгеновское излучение. Каждая из тканей поглощает рентген-лучи с особой интенсивностью и в разных скоростных режимах. 

Когда пучки излучения затухают и ослабевают, компьютер строит по этим данным графическое изображение той области, где проводится диагностика. Далее программа сама реконструирует изображение органов и тканей в трехмерной плоскости, по которому врач затем может поставить диагноз.

На сегодняшний день простой томограф позволяет добиться изображения среза толщиной от 1 до 10 мм со скоростью сканирования каждой структуры до 3 секунд. К примеру, чтобы полностью исследовать головной мозг, томографу необходимо 3 минуты.

По сравнению с обычным рентгенологическим аппаратом, КТ может сделать делает куда более четкий и понятный снимок. Это значит, что по ним потом можно поставить наиболее верный диагноз и заняться лечением болезни.

Что исследуется с помощью МСКТ (мультиспиральной компьютерной томографии)?

Мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) — разновидность КТ, имеющая свои преимущества. У аппарата МСКТ датчики напротив рентген-излучения расположены в ряд, в отличие от обычного томографа. Благодаря этому, исследование занимает меньший промежуток времени, но при этом имеет высокую четкость.

Обычно с помощью МСКТ исследуют движущиеся объекты человеческого организма. Например, сердце, сосуды, некоторые внутренние органы (почки, печень, желудок).

Зоны компьютерной томографии

Компьютерное сканирование проводится на всех органах и частях человеческого тела:

• головном мозге;
• желудке;
• кишечнике;
• почках;
• печени;
• легких;
• грудной клетке;
• позвоночнике;
• всех кровеносных сосудах и лимфоузлах;
• всей костной и мягкой ткани;
• мочевом пузыре;
• матке;
• простате;
• селезенке;
• надпочечниках;
• поджелудочной железе;
• щитовидной железе
• горле и гортани;
• суставах.

Из-за такого разнообразия исследуемых объектов, КТ можно смело назвать универсальным методом диагностики. 

Виды КТ

Компьютерная томография имеет несколько разновидностей, каждая из которых применяется в зависимости от конкретного случая. Перечислим каждую разновидность:

• Конусно-лучевая (КЛТ)

Конусно-лучевая томография по сравнению с другими, проводится почти мгновенно. В результате пациент получает самую минимально возможную дозу облучения. Обычно КЛТ применяется для диагностики небольшого конкретного объекта. Наиболее часто этот вид диагностики используется в стоматологии, травматологии и хирургии. Из-за низкодозного облучения и максимальной безопасности, врачи назначают конусно-лучевую томографию детям. 

• Мультиспиральная компьютерная томография( МСКТ)

Чтобы провести диагностику движущихся объектов нашего организма, применяют мультиспиральную компьютерную томографию. Благодаря тому, что датчики на аппарате МСКТ расположены в ряд, можно исследовать такие органы и систему, как сердце, желудочно-кишечный тракт, сосудистую систему. 

• Спиральная компьютерная томография (СКТ)

С помощью СКТ выявляют злокачественные и доброкачественные опухоли. В данном случае спиральная компьютерная томография дает наиболее точную и верную картину новообразований и помогает выявить их наличие, расположение и объем.

Например, у пациента есть не выявленные метастазы печени. По своему размеру они очень малы. Если больной сделает обычную КТ, во время процедуры его дыхание будет смазывать истинный диагноз и аппарат метастазы просто не заметит. А вот с помощью спирального томографа новообразования можно обнаружить. Это возможно благодаря наложению спиральных сечений друг на друга и восстановлению срезов.

• Эмиссионная компьютерная томография (ПЭТ-КТ)

ЭКТ (ПЭТ-КТ) — радионуклидный томографический вид исследования, позволяющий сканировать весь организм в считанные секунды. Обычно посредством этого исследования обнаруживаются раковые заболевания, а также оценивается эффективность уже проведенного лечения.

Показания для назначения томографии

КТ анализ назначается врачом как в экстренном, так и в плановом порядке. Также он может проводиться после оперативного вмешательства в организм и после любого другого лечения с целью оценки результатов. Очень часто компьютерную томографию проводят для уточнения диагноза, если он был поставлен по другим видам исследований. Ведь КТ показывает практически любые изменения в организме, а процедуры можно использовать полученную информацию для лечения. Перечислим, когда назначается КТ в экстренном порядке:

• Пациент страдает частыми головными болями, которые сопровождаются тошнотой, головокружением, обмороками;
• У больного случаются эпилептические припадки;
• Человек получил сильную травму головы или кровообращение его мозга нарушено;
• При других серьезных травмах;
• У пациента есть воспалительный процесс в каком-либо органе либо имеется подозрение на опухоль.

В плановом порядке компьютерная томография осуществляется при подозрении на болезни желудочно-кишечного тракта, сердца, легких, мочеполовой системы, почек и печени, а также при костных и хрящевых патологиях.

Противопоказания

Диагностика, осуществляемая при помощи компьютерной томографии запрещена в следующих случаях:

• если пациентка беременна (не важно какой триместр);
• если пациентом является ребенок, не достигший 7 лет;
• больной обладает избыточным весом, превышающим 120 кг.

КТ с использованием контрастного вещества не рекомендуется делать людям с сахарным диабетом, болезнями щитовидной железы, а также пациентам, у которых есть аллергия на препарат.

Подготовка пациента к исследованию

Чтобы успешно провести процедуру КТ, особой подготовки пациента не требуется. Однако непосредственно перед самим исследованием больной должен снять с себя все металлические предметы, будь то часы, цепочки, кольца, заколки, очки, съемные зубные протезы или брекеты.

Также важно помнить, что компьютерную томографию проводят натощак. Если же процедура осуществляется на желудке, малом тазу и почках, пациенту за 2-3 дня до сканирования рекомендуется побольше пить чистой воды без газа и не употреблять в пищу продукты, вызывающие метеоризм и газообразование.

Как проводится процедура

Компьютерная томография — относительно простая для пациентов процедура. Сначала больного кладут на специальный стол в положение на спине или на бок. Далее его фиксируют ремнями для безопасности и включают томограф. Задача больного — максимально расслабиться и постараться не двигаться. Иногда врач может попросить задержать дыхание или не глотать. Об этом он сообщает по встроенному громкоговорителю через смотровое окно. Кольцо с датчиком вращается вокруг больного и сканирует нужные области.

Если КТ назначено с контрастом, то больному сначала вводят окрашивающее вещество. Это делается одним из нескольких способов:

• Перорально. Больной выпивает нужное количество вещества и только затем ему проводят КТ. Во время приема пациент может почувствовать привкус железа во рту и растекание тепла по организму. Эти явления временные и быстро проходят.
• Ректально. Контраст вводят через прямую кишку пациента. Обычно такой метод используется для диагностики кишечника.
• Внутривенно. Контрастное вещество вводят в вену перед началом процедуры либо во время нее. Это делается при помощи шприца или капельницы.

Также окрашивающее вещество могут вводить, скомбинировав вышеперечисленные способы.

Расшифровка результатов КТ

После прохождения компьютерной томографии пациент получает результаты обследования. Как правило, они выдаются в виде снимков или видеозаписи на диске либо другом цифровом носителе. Также к графическому изображению обязательно прилагается письменное заключение врача, проводившего диагностику. В нем он указывает положение исследуемых органов, их строение, размеры, форму и расположение по отношению к другим органам. Также в расшифровке есть все выявленные приобретенные патологии и врожденные аномалии организма. Помимо этого, там имеются данные о кистах, лимфатических узлах, опухолях, камнях, абсцессах и воспалительных процессах. 

На результат компьютерной томографии могут непосредственно влиять следующие факторы:

• подвижность больного во время процедуры;
• наличие в организме некоторых препаратов, а также включений из металла (протезы, пластины и т.д);
• неисправность аппарата или сбои в его работе;
• квалификация специалиста, проводившего исследование.

Последний, человеческий фактор, напрямую связан с результатами компьютерного сканирования. Ведь от того, какой врач его проводит и с каким опытом, будет зависеть сама процедура, а также расшифровка ее результатов. Особенно это важно при диагностировании раковых опухолей и сложных заболеваний. 

Возможные последствия после КТ

Из-за того, что процедура компьютерной томографии связана с получением определенной дозы рентгеновского облучения, есть риск появления у пациента злокачественных новообразований. Такая вероятность увеличивается, если больному было проведено сразу 2-3 процедуры за малый период времени. 

Если КТ проводилось с контрастным веществом, есть вероятность образования аллергических проявлений на йодосодержащие вещества, а также сбои в работе почек. Именно поэтому компьютерную томографию назначают строго по показаниям 

Преимущества КТ перед обычным рентгеном

Если сравнивать обычный рентгеновский аппарат и компьютерный томограф, то можно сказать, что результаты второго куда более информативнее и понятнее (примерно в 50 раз!). Ведь томограф намного чувствительнее рентгеновского аппарата. Он отлично замечает изменения в организме и дает четкие снимки.

Большинство патологий органов, особенно если они маленького размера, можно обнаружить только именно с помощью КТ. При всем этом исследованию могут быть подвержены все объекты, в том числе и мягкие ткани, что нельзя сказать о рентгенографии.

Источник: HimkiMed.ru

Что такое компьютерная томография?

Придуманный в 1972 году совместными усилиями Алана Кормака и Годфри Хаунсфилда метод, получивший название КТ, представляет собой неразрушающее послойное изучение тканей и органов при помощи рентгеновских лучей. Для получения объемной модели применяется особый аппарат – томограф с электронными и механическими составляющими.

➤ Интересно! По частоте использования КТ является лидером среди томографических способов обследования, применяясь на всех этапах обнаружения, лечения и реабилитации патологий внутренних структур человеческого организма.

Процесс обследования больного предполагает:

• направленное рентгеновское воздействие на определенную поверхность (малый таз, голову, конечности или более узкие области);
• получение показателей с датчиков, расположенных по внутренней окружности аппарата;
• обработка информации в цифровой формат;
• снятие изображений в другом ракурсе;
• отображение трехмерной картинки изучаемого объекта.

Если есть необходимость, доктор может увеличить тот или иной фрагмент, чтобы убедиться в наличии или отсутствии отклонений от нормы. Назначить КТ может специалист различного профиля: отоларинголог, кардиолог, гастроэнтеролог, проктолог, гинеколог, невролог, травматолог, онколог, уролог и т.д.

Разновидности компьютерной томографии

Исследование классифицируют по различным параметрам, например, использованию контрастного вещества, скорости получения снимков и области применения. Большое значение имеет технология воздействия рентгеновскими лучами, в соответствии с которой выделяют четыре вида процедуры: КЛКТ, СКТ, ПЭТ-КТ и МСКТ.

Конусно-лучевая КТ

Наиболее распространенный в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии метод, позволяющий выявить повреждения костных структур и составить трехмерную модель челюсти. Последнее требуется для реконструкции при травмах, коррекции прикуса и выявления чрезмерной стираемости эмали.

Используя снимки, доктор может с разных ракурсов изучить нужный анатомический объект для точной постановки диагноза, планирования лечения или отслеживания процесса восстановления пациента.

МСКТ

Многослойная, или мультиспиральная томография предполагает получение за один оборот трубки томографа сведения не об одном, как в обычных моделях, а сразу о нескольких срезах. В зависимости от модификации аппарата количество срезов может достигать 320, что достигается благодаря увеличенному числу датчиков.

Важно! Практически все томографы последнего поколения относятся к категории многослойных.

Среди главных аргументов в пользу выполнения МСКТ стоит отметить:

• способность выявлять мельчайшие патологические изменения за счет минимальной толщины срезов;
• небольшая продолжительность процедуры – в среднем исследование без контраста занимает полминуты;
• отличное качество изображения;
• широкая сфера использования, например, совместно с данным исследованием может выполняться виртуальная колоноскопия или бронхоскопия;
• сохранение информации в различных форматах для удобства пересылки через Интернет между больницами;
• снижение дозы облучения в сравнении с обычной КТ на 70 процентов;
• применение в реконструктивной терапии при значительных повреждениях костей и суставов;
• наличие опции изменения лучевой нагрузки в зависимости от исследуемой области, возраста и пола, индивидуальных особенностей анатомического строения органов больного и т.д.

СКТ

Отличительной особенностью СКТ является перемещение пучка рентгеновских лучей по спирали с фиксацией одного либо нескольких изображений при каждом вращении.

Скорость задается оператором, а радиационная нагрузка не достигает высоких значений. Метод относится к высокоточным, имея погрешность не более 2 процентов, тогда как при выполнении рентгенографии этот показатель может достигать 15%.

Эмиссионная КТ (ПЭТ-КТ)

Комбинированная технология, при которой задействуется сразу несколько устройств, чтобы получить наиболее подробную модель и визуализировать патологии на начальном этапе развития.

ПЭТ-КТ назначают, чтобы наиболее точно определить проблему и подобрать лечение, а также при дифференциальной диагностике. Исследование позволяет изучить строение и особенности тех органов, тканей, мышц и костей, которые не показывают другие методики.

Принцип работы

Основой КТ является способность тканями по-разному поглощать рентгеновские лучи, при этом картинку получают с определенных срезов. Получить подробную информацию позволяет использование чувствительной матрицы и специальных датчиков внутри аппарата, а также автоматическое сохранение и преображение данных в цифровой формат.

Томографы двадцать первого века состоят из электронных и механических узлов. Фиксация рентгеновских лучей, проходящих через внутренние структуры организма, происходит при помощи детекторов повышенной чувствительности. Последние постоянно модернизируются, каждый производитель медицинского оборудования предлагает свои разработки.

Залогом эффективного функционирования аппарата является программное обеспечение, которое позволяет:

• выполнять исследование с требуемыми параметрами;
• обрабатывать и трансформировать информацию;
• анализировать полученные данные.

Возможности компьютерной томографии

При использовании КТ удается сканировать ткани с шагом в один миллиметр, что гарантирует детальность трехмерной модели и свидетельствует о надежности метода.

Лучшие результаты процедура дает при изучении костных тканей и образований, в составе которых присутствует значительное количество жидкости. С помощью компьютерной томографии определяют:

• кровотечения и травматические повреждения различной этиологии и локализации;
• злокачественные и доброкачественные новообразования;
• пороки развития органов врожденного и приобретенного характера;
• метастазы и другие патологии лимфатической системы;
• абсцессы и очаги инфекций;
• мышечную дистрофию;
• ишемическую болезнь сердца;
• болезни дыхательной системы;
• повреждения суставов и костей;
• последствия инфарктов и инсультов;
• образовавшиеся тромбы;
• аномальное расположение органов и т.д.

Как подготовиться

В большинстве случаев никаких специальных действий перед выполнением компьютерной томографии не требуется. Исключение составляют исследования почек, печени, малого таза и брюшной полости. Подготовка к ним включает в себя:

• коррекцию рациона – за несколько дней нужно отказаться от пищи и напитков, провоцирующих метеоризм;
• очистку кишечника – врач может назначить прием слабительных препаратов или постановку клизмы.

Если процедура предполагает использование контрастного вещества, заранее проводится тест для проверки аллергической реакции.

Когда врач может направить на КТ

Благодаря своей информативности, точности и безопасности метод приобрел широкое распространение. Назначить исследование доктор может:

• При плановом обследовании после прохождения ультразвуковой диагностики рентгена, сдачи анализов и т.д. Результаты используются, чтобы исключить ошибки в диагнозе.
• При наличии симптомов различных заболеваний. Поводом для направления на сканирование могут сталь головные боли, травмы без потери сознания, обморочные состояния и проявления онкологии легких.
• Если есть необходимость в оказании больному экстренной медицинской помощи. Такое случается при онкологическом анамнезе, лихорадке, развитии судорожного синдрома, серьезных травмах черепа, подозрении на расслаивающуюся аневризму аорты, острые поражения паренхиматозных органов, органическом поражении головного мозга и т.д.
• Чтобы следить за тем, как проходит лечение пациентов, и не требуется ли внесение в план терапии корректировок.

Перед оперативным вмешательством для уточнения параметров новообразований, зоны поражения, расположения сосудов и получения иной информации, необходимой для безопасного выполнения хирургических манипуляций.

Противопоказания

По степени воздействия на организм КТ относится к щадящим процедурам, однако есть ситуации, когда проводить её нельзя. Однозначным противопоказанием является вынашивание ребенка, поэтому о факте беременности женщинам следует сообщать врачу на первом же приеме. Если речь идет об исследовании с введением контраста, в список включаются:

• патологии щитовидной железы;
• хроническая дисфункция почек;
• протекание сахарного диабета в тяжелой форме;
• аллергическая реакция на ингредиенты контрастного раствора;
• разного рода психические расстройства, не позволяющие гарантировать неподвижное положение больного во время обследования;
• миеломная болезнь и общее плохое самочувствие;
• значительный избыточный вес – томографы в зависимости от модификации приспособлены для исследования людей массой до 130-200 килограмм.

Важно! Ученые утверждают о том, что частое рентгеновское облучение повышает риск генетической мутации клеток, поэтому записываться на компьютерную томографию нужно строго по назначению врача.

Как проводится?

Длительность процедуры может варьироваться от нескольких секунд до получаса, что зависит от размеров исследуемой области, неподвижности больного, использования контрастного вещества. Процесс совершенно безболезненный, а единственное, что может вызывать дискомфорт – щелчки и стук, появляющиеся после запуска томографа.

Сначала пациента укладывают на передвижной стол и, если необходимо, фиксируют ремнями. Предварительно необходимо снять одежду и металлические предметы (они могут давать помехи). Затем поверхность задвигается внутрь аппарата и начинается облучение с одновременным считыванием показателей датчиков.

Как только сканирование закончено, стол выезжает, и больной может быть свободен. Обработкой информации занимается рентгенолог, предоставляя экспертное заключение с подписью и печатью.

Источник: KTdiagnostik.ru

Что такое компьютерная томография?

Компьютерная томография (КТ) — медицинское рентгенологическое исследование, позволяющее получить послойное изображение внутренних органов. Рентгеновские лучи проходят через человеческое тело, а компьютер формирует изображение тонких срезов.

На изображении показаны снимки легких, полученные в ходе проведения компьютерной томографии. 1 — продольное (фронтальное) сечение, 2 — поперечное (аксиальное) сечение.
На схеме 3 показан ход лучей.

Рентгеновское излучение

Рентгеновские лучи — это естественный тип излучения. В повседневной жизни мы регулярно подвергаемся рентгеновскому облучению. Поглощенная энергия ионизирующего излучения измеряется в миллиЗивертах (мЗв). По статистике, человек за год получает облучение, равное 3 мЗв. Рентгеновское излучение является канцерогеном, то есть в процессе накопления в организме человека может вызывать появление злокачественных опухолей, поэтому исследования необходимо проходить по показаниям, строго по направлению врача.

Как делают КТ

Генератор рентгеновского излучения испускает лучи, которые, проходя через тело человека, теряют некоторую часть своей энергии и улавливаются специальным детектором. Чем плотнее орган, через который проходит излучение, тем больше энергии теряется. Основываясь на разнице между начальной энергией луча и энергией луча на выходе, компьютерная система генерирует изображение, которое затем изучает врач-рентгенолог.

Компьютерный томограф формирует серию изображений путем “послойной” съемки. Рентгеновский луч проходит сквозь тонкий слой тела человека, которое во время сканирования постепенно перемещается перпендикулярно оси вращения рентгеновской трубки, на выходе из тела человека ослабленное рентгеновское излучение фиксируется детектором. Таким образом, после компьютерной обработки массива полученных данных за одно сканирования получается множество тонких срезов исследуемой части тела.  

В зависимости от цели обследования, врач самостоятельно регулирует толщину и интервал среза (шаг).

Технология, которая позволяет сформировать практически непрерывное изображение с помощью дополнительного спирального луча называется мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ).

Назначение КТ

Компьютерная томография используется для получения изображений:

• костей;
• мягких тканей;
• кровеносных сосудов;
• грудной клетки;
• головного мозга;
• органов брюшной полости;
• органов малого таза.

Зачастую компьютерная томография является предпочтительным методом диагностики многих видов злокачественных опухолей (рак легких, почек, печени, поджелудочной железы).

Визуализация позволяет определить наличие опухоли, ее размер, границы, локализацию и степень поражения близлежащих тканей.

КТ головы предоставляет важную информацию о головном мозге – с ее помощью можно зафиксировать кровотечение, расширение артерий или травмы черепа.

КТ органов брюшной полости помогает выявить наличие опухоли, определить увеличение размеров или воспаление в близлежащих внутренних органах. На КТ отчетливо видны травмы селезенки, почек и печени.

Важность КТ невозможно переоценить в рамках планирования биопсии и лучевой терапии.

Метод позволяет дать оценку состоянию костей, позвоночника и плотности костной ткани.

КТ позволяет получить важную информацию о травмах кистей, стоп и других костных структур. На снимках отчетливо видны даже мелкие кости и окружающие их ткани.

Достоинства КТ:

1. Высокая информативность.
2. Безболезненность метода.
   При обследовании не применяются медицинские инструменты и автономные аппараты, а прохождение рентгеновских лучей не ощущается.
3. Скорость исследования.
   Точная продолжительность зависит от исследуемого органа. КТ одного органа или кости занимает всего несколько минут/
4. Отсутствие абсолютных противопоказаний.
   В отличие от МРТ метод не влияет на работу вживленных жизнеобеспечивающих приборов, может выполняться при наличии металлических имплантатов в теле.

Записаться на КТ

Источник: magnesia.su

Появление компьютерных томографов[править | править код]

Первые математические алгоритмы для КТ были разработаны в 1917 году австрийским математиком И. Радоном (см. преобразование Радона). Физической основой метода является экспоненциальный закон ослабления излучения, который справедлив для чисто поглощающих сред. В рентгеновском диапазоне излучения экспоненциальный закон выполняется с высокой степенью точности, поэтому разработанные математические алгоритмы были впервые применены именно для рентгеновской компьютерной томографии.

В 1963 году американский физик А. Кормак повторно (но отличным от Радона способом) решил задачу томографического восстановления, а в 1969 году английский инженер-физик Г. Хаунсфилд из фирмы EMI сконструировал «ЭМИ-сканер» — первый компьютерный рентгеновский томограф, клинические испытания которого прошли в 1971 году, — разработанный только для сканирования головы. Средства на разработку КТ были выделены фирмой EMI, в частности, благодаря высоким доходам, полученным от контракта с группой The Beatles^[1].

В 1979 году «за разработку компьютерной томографии» Кормак и Хаунсфилд были удостоены Нобелевской премии по физиологии или медицине.

Предпосылки метода в истории медицины[править | править код]

Изображения, полученные методом рентгеновской компьютерной томографии, имеют свои аналоги в истории изучения анатомии. В частности, Николай Иванович Пирогов разработал новый метод изучения взаиморасположения органов оперирующими хирургами, получивший название топографической анатомии. Сутью метода было изучение замороженных трупов, послойно разрезанных в различных анатомических плоскостях («анатомическая томография»). Пироговым был издан атлас под названием «Топографическая анатомия, иллюстрированная разрезами, проведёнными через замороженное тело человека в трёх направлениях». Фактически, изображения в атласе предвосхищали появление подобных изображений, полученных лучевыми томографическими методами исследования. Разумеется, современные способы получения послойных изображений имеют несравнимые преимущества: нетравматичность, позволяющая проводить прижизненную диагностику заболеваний; возможность аппаратного представления в различных анатомических плоскостях (проекциях) однократно полученных «сырых» КТ-данных, а также трёхмерной реконструкции; возможность не только оценивать размеры и взаиморасположение органов, но и детально изучать их структурные особенности и даже некоторые физиологические характеристики, основываясь на показателях рентгеновской плотности и их изменении при внутривенном контрастном усилении.

В нейрохирургии до внедрения компьютерной томографии применялись предложенные в 1918—1919 годах Уолтером Денди вентрикуло- и пневмоэнцефалография. Пневмоэнцефалография впервые позволила нейрохирургам проводить визуализацию внутричерепных новообразований с помощью рентгеновских лучей. Они проводились путём введения воздуха либо непосредственно в желудочковую систему мозга (вентрикулография), либо через поясничный прокол в субарахноидальное пространство (пневмоэнцефалография). Проведение вентрикулографии, предложенное Денди в 1918 году, имело свои ограничения, так как требовало наложения с диагностической целью фрезевого отверстия и вентрикулопункции. Пневмоэнцефалография, описанная в 1919 году, была менее инвазивным методом и широко использовалась для диагностики внутричерепных образований. Однако оба метода были инвазивными и сопровождались появлением у больных интенсивных головных болей, рвоты, несли целый ряд рисков. Поэтому со внедрением компьютерной томографии они перестали применяться в клинической практике. Эти методы были заменены более безопасными КТ-вентрикулографией и КТ-цистернографией, применяемыми значительно реже, по строгим показаниям^[2], наряду с широко используемой бесконтрастной компьютерной томографией головного мозга.

Шкала Хаунсфилда[править | править код]

Для визуальной и количественной оценки плотности визуализируемых методом компьютерной томографии структур используется шкала ослабления рентгеновского излучения, получившая название шкалы Хаунсфилда (её визуальным отражением на мониторе аппарата является чёрно-белый спектр изображения). Диапазон единиц шкалы («денситометрических показателей, англ. Hounsfield units»), соответствующих степени ослабления рентгеновского излучения анатомическими структурами организма, составляет от −1024 до +3071, то есть 4096 чисел ослабления. Средний показатель в шкале Хаунсфилда (0 HU) соответствует плотности воды, отрицательные величины шкалы соответствуют воздуху и жировой ткани, положительные — мягким тканям, костной ткани и более плотным веществам (металл). В практическом применении измеренные показатели ослабления могут несколько отличаться на разных аппаратах.

«Рентгеновская плотность» — усреднённое значение поглощения тканью излучения; при оценке сложной анатомо-гистологической структуры измерение её «рентгеновской плотности» не всегда позволяет с точностью утверждать, какая ткань визуализируется (например, насыщенные жиром мягкие ткани имеют плотность, соответствующую плотности воды).

Изменение окна изображения[править | править код]

Обычный компьютерный монитор способен отображать до 256 оттенков серого цвета, некоторые специализированные медицинские аппараты способны показывать до 1024 оттенков. В связи со значительной шириной шкалы Хаунсфилда и неспособностью существующих мониторов отразить весь её диапазон в чёрно-белом спектре, используется программный перерасчёт серого градиента в зависимости от интересуемого интервала шкалы. Чёрно-белый спектр изображения можно применять как в широком диапазоне («окне») денситометрических показателей (визуализируются структуры всех плотностей, однако невозможно различить структуры, близкие по плотности), так и в более-менее узком с заданным уровнем его центра и ширины («лёгочное окно», «мягкотканное окно» и т. д.; в этом случае теряется информация о структурах, плотность которых выходит за пределы диапазона, однако хорошо различимы структуры, близкие по плотности). Изменение центра окна и его ширины можно сравнить с изменением яркости и контрастности изображения соответственно.

Средние денситометрические показатели[править | править код]

Вещество	HU
Воздух	−1000
Жир	−120
Вода	1
Мягкие ткани	+40
Кости	+400 и выше

Развитие современного компьютерного томографа[править | править код]

Современный компьютерный томограф представляет собой сложный программно-технический комплекс. Механические узлы и детали выполнены с высочайшей точностью. Для регистрации прошедшего через среду рентгеновского излучения используются сверхчувствительные детекторы. Конструкция и материалы, применяемые при их изготовлении, постоянно совершенствуются. При изготовлении компьютерного томографа предъявляются самые жёсткие требования к рентгеновским излучателям. Неотъемлемой частью аппарата является обширный пакет программного обеспечения, позволяющий проводить весь спектр компьютерно-томографических исследований (КТ-исследований) с оптимальными параметрами, проводить последующую обработку и анализ КТ-изображений.

С математической точки зрения построение изображения сводится к решению системы линейных уравнений. Так, например, для получения томограммы размером 200×200 пикселей система включает 40 000 уравнений. Для решения подобных систем разработаны специализированные методы, основанные на параллельных вычислениях.

Поколения компьютерных томографов: от первого до четвёртого[править | править код]

Прогресс КТ напрямую связан с увеличением количества детекторов, то есть с увеличением числа одновременно собираемых проекций.

Аппарат 1-го поколения появился в 1973 году. КТ-аппараты первого поколения были пошаговыми. Была одна трубка, направленная на один детектор. Сканирование производилось шаг за шагом, делая по одному обороту на слой. Каждый слой обрабатывался около 4 минут.

Во 2-м поколении КТ-аппаратов использовался веерный тип конструкции. На кольце вращения напротив рентгеновской трубки устанавливалось несколько детекторов. Время обработки изображения составило 20 секунд.

3-е поколение компьютерных томографов ввело понятие спиральной компьютерной томографии. Трубка и детекторы за один шаг стола синхронно осуществляли полное вращение по часовой стрелке, что значительно уменьшило время исследования. Увеличилось и количество детекторов. Время обработки и реконструкций заметно уменьшилось.

4-е поколение имеет 1088 люминесцентных датчиков, расположенных по всему кольцу гентри. Вращается лишь рентгеновская трубка. Благодаря этому методу время вращения сократилось до 0,7 секунды. Но существенного различия в качестве изображений с КТ-аппаратами 3-го поколения не имеет.

Спиральная компьютерная томография[править | править код]

Спиральная КТ используется в клинической практике с 1988 года, когда компания «Siemens Medical Solutions» представила первый спиральный компьютерный томограф. Спиральное сканирование заключается в одновременном выполнении двух действий: непрерывного вращения источника — рентгеновской трубки, генерирующей излучение, вокруг тела пациента, и непрерывного поступательного движения стола с пациентом вдоль продольной оси сканирования z через апертуру гентри. В этом случае траектория движения рентгеновской трубки относительно оси z (направления движения стола с телом пациента) примет форму спирали.

В отличие от последовательной КТ скорость движения стола с телом пациента может принимать произвольные значения, определяемые целями исследования. Чем выше скорость движения стола, тем больше протяжённость области сканирования. Важно то, что длина пути стола за один оборот рентгеновской трубки может быть в 1,5—2 раза больше толщины томографического слоя без ухудшения пространственного разрешения изображения.

Технология спирального сканирования позволила значительно сократить время, затрачиваемое на КТ-исследование и существенно уменьшить лучевую нагрузку на пациента.

Многослойная компьютерная томография (МСКТ)[править | править код]

Многослойная («мультиспиральная», «мультисрезовая» компьютерная томография — МСКТ) была впервые представлена компанией Elscint Co. в 1992 году. Принципиальное отличие МСКТ от спиральных томографов предыдущих поколений в том, что по окружности гентри расположены не один, а два и более ряда детекторов. Для того, чтобы рентгеновское излучение могло одновременно приниматься детекторами, расположенными на разных рядах, была разработана новая — объёмная геометрическая форма пучка.

В 1992 году появились первые двухсрезовые (двухспиральные) МСКТ с двумя рядами детекторов, а в 1998 году — четырёхсрезовые (четырёхспиральные), с четырьмя рядами детекторов соответственно. Кроме вышеотмеченных особенностей, было увеличено количество оборотов рентгеновской трубки с одного до двух в секунду. Таким образом, четырёхспиральные МСКТ пятого поколения на сегодняшний день в восемь раз быстрее, чем обычные спиральные КТ четвёртого поколения. В 2004—2005 годах были представлены 32-, 64- и 128-срезовые МСКТ, в том числе — с двумя рентгеновскими трубками. В 2007 году Toshiba вывела на рынок 320-срезовые компьютерные томографы, в 2013 году — 512- и 640-срезовые. Они позволяют не только получать изображения, но и дают возможность практически в «реальном» времени наблюдать физиологические процессы, происходящие в головном мозге и в сердце^{[источник не указан 2723 дня]}.

Особенность подобной системы — возможность сканирования целого органа (сердце, суставы, головной мозг и т. д.) за один оборот рентгеновской трубки, что сокращает время обследования, а также возможность сканирования сердца у пациентов, страдающих аритмиями.

Преимущества МСКТ перед обычной спиральной КТ[править | править код]

• улучшение временного разрешения
• улучшение пространственного разрешения вдоль продольной оси z
• увеличение скорости сканирования
• улучшение контрастного разрешения
• увеличение отношения сигнал/шум
• эффективное использование рентгеновской трубки
• большая зона анатомического покрытия
• уменьшение лучевой нагрузки на пациента

Все эти факторы значительно повышают скорость и информативность исследований.

Основным недостатком метода остаётся высокая лучевая нагрузка на пациента, несмотря на то, что за время существования КТ её удалось значительно снизить.

• Улучшение временного разрешения достигается за счёт уменьшения времени исследования и количества артефактов из-за непроизвольного движения внутренних органов и пульсации крупных сосудов.
• Улучшение пространственного разрешения вдоль продольной оси z, связано с использованием тонких (1—1,5 мм) срезов и очень тонких, субмиллиметровых (0,5 мм) срезов. Чтобы реализовать эту возможность, разработаны два типа расположения массива детекторов в МСКТ:
  • матричные детекторы (matrix detectors), имеющие одинаковую ширину вдоль продольной оси z;
  • адаптивные детекторы (adaptive detectors), имеющие неодинаковую ширину вдоль продольной оси z.

Преимущество матричного массива детекторов заключается в том, что количество детекторов в ряду можно легко увеличить для получения большего количества срезов за один оборот рентгеновской трубки. Так как в адаптивном массиве детекторов меньше количество самих элементов, то меньше и число зазоров между ними, что даёт снижение лучевой нагрузки на пациента и уменьшение электронного шума. Поэтому три из четырёх мировых производителей МСКТ выбрали именно этот тип.

Все вышеотмеченные нововведения не только повышают пространственное разрешение, но благодаря специально разработанным алгоритмам реконструкции позволяют значительно уменьшить количество и размеры артефактов (посторонних элементов) КТ-изображений.

Основным преимуществом МСКТ по сравнению с односрезовой СКТ является возможность получения изотропного изображения при сканировании с субмиллиметровой толщиной среза (0,5 мм). Изотропное изображение возможно получить, если грани вокселя матрицы изображения равны, то есть воксель принимает форму куба. В этом случае пространственные разрешения в поперечной плоскости x—y и вдоль продольной оси z становятся одинаковыми.

• Увеличение скорости сканирования достигается уменьшением времени оборота рентгеновской трубки, по сравнению с обычной спиральной КТ, в два раза — до 0,45—0,5 с.
• Улучшение контрастного разрешения достигается вследствие увеличения дозы и скорости введения контрастных средств при проведении ангиографии или стандартных КТ-исследований, требующих контрастного усиления. Различие между артериальной и венозной фазой введения контрастного средства прослеживается более чётко.
• Увеличение отношения сигнал/шум достигнуто благодаря конструктивным особенностям исполнения новых детекторов и используемых при этом материалов; улучшению качества исполнения электронных компонентов и плат; увеличению тока накала рентгеновской трубки до 400 мА при стандартных исследованиях или исследованиях тучных пациентов.
• Эффективное использование рентгеновской трубки достигается за счёт меньшего времени работы трубки при стандартном исследовании. Конструкция рентгеновских трубок претерпела изменения для обеспечения лучшей устойчивости при больших центробежных силах, возникающих при вращении за время, равное или менее 0,5 с. Используются генераторы большей мощности (до 100 кВт). Конструктивные особенности исполнения рентгеновских трубок, лучшее охлаждение анода и повышение его теплоёмкости до 8 млн единиц также позволяют продлить срок службы трубок.
• Зона анатомического покрытия увеличена благодаря одновременной реконструкции нескольких срезов полученных за время одного оборота рентгеновской трубки. Для МСКТ-установки зона анатомического покрытия зависит от количества каналов данных, шага спирали, толщины томографического слоя, времени сканирования и времени вращения рентгеновской трубки. Зона анатомического покрытия может быть в несколько раз больше за одно и то же время сканирования по сравнению с обычным спиральным компьютерным томографом.
• Лучевая нагрузка при многослойном спиральном КТ-исследовании при сопоставимых объёмах диагностической информации меньше на 30 % по сравнению с обычным спиральным КТ-исследованием. Для этого улучшают фильтрацию спектра рентгеновского излучения и производят оптимизацию массива детекторов. Разработаны алгоритмы, позволяющие в реальном масштабе времени автоматически уменьшать ток и напряжение на рентгеновской трубке в зависимости от исследуемого органа, размеров и возраста каждого пациента.

Компьютерная томография с двумя источниками излучения[править | править код]

В 2005 году компанией «Siemens Medical Solutions» представлен первый аппарат с двумя источниками рентгеновского излучения (Dual Source Computed Tomography). Теоретические предпосылки к его созданию были ещё в 1979 году, но технически его реализация в тот момент была невозможна.

По сути он является одним из логичных продолжений технологии МСКТ. Дело в том, что при исследовании сердца (КТ-коронарография) необходимо получение изображений объектов, находящихся в постоянном и быстром движении, что требует очень короткого периода сканирования. В МСКТ это достигалось синхронизацией ЭКГ и обычного исследования при быстром вращении трубки. Но минимальный промежуток времени, требуемый для регистрации относительно неподвижного среза для МСКТ при времени обращения трубки, равном 0,33 с (≈3 оборота в секунду), равен 173 мс, то есть времени полуоборота трубки. Такое временное разрешение вполне достаточно для нормальной частоты сердечных сокращений (в исследованиях показана эффективность при частотах менее 65 ударов в минуту и около 80, с промежутком малой эффективности между этими показателями и при больших значениях). Некоторое время пытались увеличить скорость вращения трубки в гентри томографа. В настоящее время достигнут предел технических возможностей для её увеличения, так как при обороте трубки в 0,33 с её вес возрастает в 28 раз (перегрузки 28 g). Чтобы получить временное разрешение менее 100 мс, требуется преодоление перегрузок более чем 75 g.

Использование же двух рентгеновских трубок, расположенных под углом 90°, даёт временное разрешение, равное четверти периода обращения трубки (83 мс при обороте за 0,33 с). Это позволило получать изображения сердца независимо от частоты сокращений.

Также такой аппарат имеет ещё одно значительное преимущество: каждая трубка может работать в своём режиме (при различных значениях напряжения и тока, кВ и мА соответственно). Это позволяет лучше дифференцировать на изображении близкорасположенные объекты различных плотностей. Особенно это важно при контрастировании сосудов и образований, находящихся близко от костей или металлоконструкций. Данный эффект основан на различном поглощении излучения при изменении его параметров у смеси крови и йодосодержащего контрастного вещества при неизменности этого параметра у гидроксиапатита (основа кости) или металлов.

В остальном аппараты являются обычными МСКТ-аппаратами и обладают всеми их преимуществами.

Массовое внедрение новых технологий и компьютерных вычислений позволили внедрить в практику такие методы, как виртуальная эндоскопия, в основе которых лежит РКТ и МРТ.

Контрастное усиление[править | править код]

Для улучшения дифференцировки органов друг от друга, а также нормальных и патологических структур, используются различные методики контрастного усиления (чаще всего, с применением йодсодержащих контрастных препаратов).

Двумя основными разновидностями введения контрастного препарата являются пероральное (пациент с определённым режимом выпивает раствор препарата) и внутривенное (производится медицинским персоналом). Главной целью первого метода является контрастирование полых органов желудочно-кишечного тракта; второй метод позволяет оценить характер накопления контрастного препарата тканями и органами через кровеносную систему. Методики внутривенного контрастного усиления во многих случаях позволяют уточнить характер выявленных патологических изменений (в том числе достаточно точно указать наличие опухолей, вплоть до предположения их гистологической структуры) на фоне окружающих их мягких тканей, а также визуализировать изменения, не выявляемые при обычном («нативном») исследовании.

В свою очередь, внутривенное контрастирование можно проводить двумя способами: «ручное» внутривенное контрастирование и болюсное контрастирование.

При первом способе контраст вводится вручную рентгенлаборантом или процедурной медсестрой, время и скорость введения не регулируются, исследование начинается после введения контрастного вещества. Этот способ применяется на «медленных» аппаратах первых поколений, при МСКТ «ручное» введение контрастного препарата уже не соответствует значительно возросшим возможностям метода.

При болюсном контрастном усилении контрастный препарат вводится внутривенно шприцем-инжектором с установленными скоростью и временем подачи вещества. Цель болюсного контрастного усиления — разграничение фаз контрастирования. Время сканирования различается на разных аппаратах, при разных скоростях введения контрастного препарата и у разных пациентов; в среднем при скорости введения препарата 4—5 мл/сек сканирование начинается примерно через 20—30 секунд после начала введения инжектором контраста, при этом визуализируется наполнение артерий (артериальная фаза контрастирования). Через 40—60 секунд аппарат повторно сканирует эту же зону для выделения портально-венозной фазы, в которую визуализируется контрастирование вен. Также выделяют отсроченную фазу (180 секунд после начала введения), при которой наблюдается выведение контрастного препарата через мочевыделительную систему.

КТ-ангиография[править | править код]

КТ-ангиография позволяет получить послойную серию изображений кровеносных сосудов; на основе полученных данных посредством компьютерной постобработки с 3D-реконструкцией строится трёхмерная модель кровеносной системы.

Спиральная КТ-ангиография — одно из последних достижений рентгеновской компьютерной томографии. Исследование проводится в амбулаторных условиях. В локтевую вену вводится йодсодержащий контрастный препарат в объёме около 100 мл. В момент введения контрастного вещества делают серию сканирований исследуемого участка.

КТ-перфузия[править | править код]

Метод, позволяющий оценить прохождение крови через ткани организма, в частности:

• перфузию головного мозга
• перфузию печени

Показания к компьютерной томографии[править | править код]

Компьютерная томография широко используется в медицине для нескольких целей:

1. КТ не используется как скрининговый тест, то есть это не метод для рутинного массового использования при диспансеризации, медосмотрах и т.д.
   • Исключение рака лёгких

   В случае использования компьютерной томографии для скрининга исследование делается в плановом порядке.

2. Для диагностики по экстренным показаниям — экстренная компьютерная томография
   • Экстренная КТ головного мозга — наиболее часто проводимая экстренная КТ, являющаяся методом выбора при следующих состояниях^[3]:
     • Впервые развившийся судорожный синдром
     • Судорожный синдром с судорожным расстройством в анамнезе, в сочетании с хотя бы одним из перечисленного:
       • сопутствующей симптоматикой, подозрительной на органическое поражение головного мозга
       • стойкими изменениями психического статуса
       • лихорадкой
       • недавней травмой
       • стойкой головной болью
       • онкологическим анамнезом
       • приёмом антикоагулянтов
       • предполагаемым или подтверждённым СПИД
       • изменением характера судорог
     • Травма головы, сопровождающаяся хотя бы одним из перечисленного:
       • потерей сознания
       • проникающей травмой черепа
       • другими травмами (политравма)
       • нарушением свёртываемости крови
       • очаговым неврологическим дефицитом
     • Головная боль в сочетании с хотя бы одним из перечисленного:
       • острым, внезапным началом
       • очаговым неврологическим дефицитом
       • стойкими изменениями психического статуса
       • когнитивными нарушениями
       • предполагаемой или доказанной ВИЧ-инфекцией
       • возрастом старше 50 лет и изменением характера головной боли
     • Нарушение психического статуса в сочетании с хотя бы одним из перечисленного:
       • головной болью
       • предполагаемой или доказанной ВИЧ-инфекцией
       • приёмом антикоагулянтов
       • хроническим алкоголизмом
       • значительным подъёмом артериального давления
       • значительной гиповентиляцией
       • очаговым непрологическим дефицитом, в том числе анизокорией, точечными зрачками или отёком диска зрительного нерва
       • менингизмом
   • Подозрение на повреждение сосуда (например, расслаивающая аневризма аорты)
   • Подозрение на повреждение лёгких по типу «матового стекла» в результате пневмонии, сопровождающей такие коронавирусные ОРВИ как COVID-19
   • Подозрение на некоторые другие «острые» поражения полых и паренхиматозных органов (осложнения как основного заболевания, так и в результате проводимого лечения) — по клиническим показаниям, при недостаточной информативности нерадиационных методов.
3. Компьютерная томография для плановой диагностики
   • Большинство КТ-исследований делается в плановом порядке, по направлению врача, для окончательного подтверждения диагноза. Как правило, перед проведением компьютерной томографии делаются более простые исследования — рентген, УЗИ, анализы и т. д.
4. Для контроля результатов лечения
5. Для проведения лечебных и диагностических манипуляций, например пункции под контролем компьютерной томографии и др.
   • Преоперативные изображения, полученные с помощью компьютерной томографии, используются в гибридных операционных во время хирургических операций.

При назначении КТ-исследования, как при назначении любых рентгенологических исследований, необходимо учитывать следующие аспекты^[4]:

• приоритетное использование альтернативных (нерадиационных) методов;
• проведение рентгенодиагностических исследований только по клиническим показаниям;
• выбор наиболее щадящих методов рентгенологических исследований;
• риск отказа от рентгенологического исследования должен заведомо превышать риск от облучения при его проведении.

Окончательное решение о целесообразности, объёме и виде исследования принимает врач-рентгенолог^[5].

Некоторые абсолютные и относительные противопоказания[править | править код]

Без контраста:

• Беременность
• Масса тела слишком велика для прибора

С контрастом:

• Наличие аллергии на контрастный препарат
• Почечная недостаточность
• Тяжёлый сахарный диабет
• Беременность (тератогенное воздействие рентгеновского излучения)
• Тяжёлое общее состояние пациента
• Масса тела более максимальной для прибора
• Заболевания щитовидной железы
• Миеломная болезнь

Также проведение компьютерной томографии увеличивает частоту возникновения повреждений в ДНК. При проведении компьютерной томографии доза излучения оказалась в 150 раз выше, чем при однократном рентгенологическом исследовании грудной клетки^[6].

См. также[править | править код]

• Томография
• Компьютерная томография высокого разрешения
• Магнитно-резонансная томография
• Объёмный рендеринг
• Случайная находка

Источник: ru.wikipedia.org