Схема отримання комп'ютерних томограм

Вузький пучок рентгенівських променів сканує тіло людини по колу. Проходячи через тканини, випромінювання послаблюється відповідно до щільності та атомного складу цих тканин. З іншого боку від пацієнта встановлена кільцева система рентгенівських датчиків, кожен з яких (їх може бути кілька тисяч) перетворює енергію випромінювання на електричні сигнали. Після посилення ці сигнали перетворюються в цифровий код, який надсилається в пам'ять комп'ютера. Записані сигнали відображають ступінь ослаблення рентгенівського променя (і, отже, ступінь поглинання випромінювання) в будь-якому одному напрямку.

Обертаючись навколо пацієнта, рентгенівський випромінювач «дивиться» на його тіло з різних кутів, під загальним кутом 360°. До кінця обертання випромінювача всі сигнали від усіх датчиків записуються в пам'ять комп'ютера. Тривалість обертання випромінювача в сучасних томографах дуже коротка, лише 1-3 секунди, що дозволяє вивчати рухомі об'єкти.

При використанні стандартних програм комп'ютер реконструює внутрішню структуру об'єкта. В результаті отримується зображення тонкого шару досліджуваного органу, зазвичай порядку кількох міліметрів, яке відображається на моніторі, і лікар обробляє його стосовно поставленого завдання: він може масштабувати зображення (збільшувати та зменшувати), виділяти ділянки інтересу (зони інтересу), визначати розмір органу, кількість або характер патологічних утворень.

По дорозі визначається щільність тканин в окремих ділянках, яка вимірюється в умовних одиницях – одиницях Хаунсфілда (HU). Щільність води приймається за нуль. Щільність кістки становить +1000 HU, щільність повітря – -1000 HU. Всі інші тканини людського організму займають проміжне положення (зазвичай від 0 до 200-300 HU). Природно, такий діапазон щільностей неможливо відобразити ні на дисплеї, ні на фотоплівці, тому лікар вибирає обмежений діапазон за шкалою Хаунсфілда – «вікно», розміри якого зазвичай не перевищують кількох десятків одиниць Хаунсфілда. Параметри вікна (ширина та розташування за всією шкалою Хаунсфілда) завжди вказуються на комп’ютерних томограмах. Після такої обробки зображення поміщається в довготривалу пам’ять комп’ютера або скидається на твердий носій – фотоплівку. Додамо, що комп'ютерна томографія виявляє найнезначніші відмінності щільності, близько 0,4-0,5%, тоді як звичайна рентгенівська томографія може відображати градієнт щільності лише 15-20%.

Зазвичай комп'ютерна томографія не обмежується отриманням одного шару. Для впевненого розпізнавання ураження потрібно кілька зрізів, зазвичай 5-10, їх виконують на відстані 5-10 мм один від одного. Для орієнтації в розташуванні шарів, що виділяються, відносно тіла людини на тому ж приладі - радіотопографі - виготовляється оглядове цифрове зображення досліджуваної ділянки, на якому відображаються томографічні рівні, виділені під час подальшого обстеження.

Наразі розроблені комп'ютерні томографи, в яких як джерело проникаючого випромінювання замість рентгенівського випромінювача використовуються вакуумні електронні гармати, що випромінюють пучок швидких електронів. Сфера застосування таких електронно-променевих комп'ютерних томографів наразі обмежується переважно кардіологією.

В останні роки стрімко розвивається так звана спіральна томографія, в якій випромінювач рухається по спіралі відносно тіла пацієнта і таким чином фіксує за короткий проміжок часу, що вимірюється кількома секундами, певний об'єм тіла, який згодом може бути представлений окремими дискретними шарами. Спіральна томографія започаткувала створення нових, надзвичайно перспективних методів візуалізації – комп'ютерної ангіографії, тривимірної (об'ємної) візуалізації органів і, нарешті, так званої віртуальної ендоскопії, яка стала вершиною сучасної медичної візуалізації.

Спеціальної підготовки пацієнта до КТ голови, шиї, грудної клітки та кінцівок не потрібно. При дослідженні аорти, нижньої порожнистої вени, печінки, селезінки та нирок пацієнту рекомендується обмежитися легким сніданком. Для обстеження жовчного міхура пацієнт повинен приходити натщесерце. Перед КТ підшлункової залози та печінки необхідно вжити заходів щодо зменшення метеоризму. Для більш точної диференціації шлунка та кишечника під час КТ черевної порожнини їх контрастують шляхом фракційного перорального введення пацієнтом перед обстеженням близько 500 мл 2,5% розчину водорозчинного йодного контрастного засобу.

Також слід враховувати, що якщо пацієнту за день до КТ було проведено рентгенологічне дослідження шлунка або кишечника, то накопичений у них барій створюватиме артефакти на зображенні. У зв'язку з цим КТ не слід призначати, доки травний тракт повністю не очиститься від цієї контрастної речовини.

Розроблено додатковий метод проведення КТ – посилена КТ. Вона передбачає проведення томографії після внутрішньовенного введення пацієнту водорозчинної контрастної речовини. Ця методика збільшує поглинання рентгенівського випромінювання завдяки появі контрастного розчину в судинній системі та паренхімі органу. При цьому, з одного боку, підвищується контрастність зображення, а з іншого – виділяються високо васкуляризовані утворення, такі як судинні пухлини, метастази деяких пухлин. Природно, що на тлі посиленого тіньового зображення паренхіми органу в ній краще виявляються маловаскуляризовані або повністю аваскулярні зони (кісти, пухлини).

Деякі моделі комп'ютерних томографів оснащені кардіосинхронізаторами. Вони вмикають випромінювач у точно задані моменти часу та – в систолу та діастолу. Поперечні зрізи серця, отримані в результаті такого дослідження, дозволяють візуально оцінити стан серця в систолу та діастолу, розрахувати об'єм камер серця та фракцію викиду, а також проаналізувати показники загальної та регіональної скоротливої функції міокарда.

Значення КТ не обмежується лише її використанням у діагностиці захворювань. Під контролем КТ проводяться пункції та цілеспрямовані біопсії різних органів і патологічних вогнищ. КТ відіграє важливу роль у контролі ефективності консервативного та хірургічного лікування пацієнтів. Нарешті, КТ є точним методом визначення локалізації пухлинних уражень, який використовується для цілеспрямованого впливу джерела радіоактивного випромінювання на вогнище ураження під час променевої терапії злоякісних новоутворень.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]