Методы лучевой диагностики

В 1895 году Вильгельм Рентген (Wilhelm Roentgen) впервые применил так называемые Х-лучи катодной трубки для того, чтобы получить радиографическое изображение кисти руки своей жены на фотопластинке. В последующие 30 лет произошла настоящая революция в способах получения изображений строения человеческого тела. Параллельно этому шло развитие компьютерных технологий.

а) Рентгенография. Основные принципы генерации Х-лучей не изменились. Рентгеновские лучи являются фотонами (представляют собой часть спектра электромагнитного излучения) и генерируются с помощью особого устройства — рентгеновской трубки. Эти лучи при помощи коллиматора (свинцовой оболочки со щелью для их пропускания) направляются оператором на определенный участок тела обследуемого. Проходя через ткани, они ослабевают (теряют энергию). Те лучи, что прошли сквозь тело, взаимодействуют с эмульсией фотопленки.

В составе тела:
- воздух незначительно задерживает Х-лучи;
- жир ослабляет Х-лучи больше воздуха, но меньше
- воды;
- кости в наибольшей степени гасят энергию излучения.

Эти различия в потере энергии рентгеновского излучения проявляются в различиях экспозиции на фотопленке. После проявления ее участки, соответствующие положению костей, выглядят белыми, так как подверглись наименьшей экспозиции. В области воздушных пустот, где экспозиция была наибольшей, участки пленки будут темными.

Данный метод в его различных модификациях позволяет использовать непрерывное облучение объекта и соответственно получать непрерывное изображение на экране, что необходимо для изучения анатомических структур в движении в реальном времени, а также при использовании рентгеноконтрастных веществ, ангиографии и флюороскопии.

б) Контрастные вещества. Чтобы продемонстрировать особые структуры, такие как петли кишки или артерии, необходимо наполнить их веществом, которое в большей степени поглощает рентгеновское излучение, чем сами органы. Однако очень важно помнить, чтобы эти вещества были нетоксичными. Сульфат бария, нерастворимая соль, является и нетоксичным, и сравнительно малопроницаемым для излучения веществом, что очень удобно при изучении желудочно-кишечного тракта. При приеме внутрь суспензия сульфата бария поглощает часть Х-лучей, что позволяет увидеть контуры просвета кишечника.

Обычно в суспензию сульфата бария добавляют воздух путем приема внутрь «шипучих» гранул, либо вводя воздух в полость тела, как при бариевой клизме. Метод известен как исследование с двойным (воздух/ барий) контрастом.

Некоторым пациентам требуется вводить контрастные вещества прямо в артерии или вены. В таких случаях йодистые соединения являются подходящими контрастными веществами. Йод был выбран благодаря его сравнительно высокой атомной массе, что позволяет в значительной степени ослаблять рентгеновские лучи, а также важно и то, что он легко выводится с мочой. Внутрисосудистые контрастные вещества практически безопасны и хорошо переносятся большинством пациентов. В редких случаях у некоторых пациентов отмечается аллергическая реакция на внутрисосудистое введение рентген контрастных веществ, в таких случаях требуется соблюдать определенную осторожность. Внутриартериальное или внутривенное введение контрастных веществ не только позволяет визуализировать сами сосуды, но также, поскольку они выводятся при помощи органов мочевой системы, могут применяться и при исследовании почек, мочеточников и мочевого пузыря посредством внутривенной урографии.

в) Субтракционная ангиография. При ангиографии изображение сосудов с контрастным веществом часто засвечивается расположенными рядом костями. Во избежание этого был разработан метод, названный субтракционной ангиографией. Проще говоря, перед введением контрастного вещества делают один или два снимка. Затем полученное изображение подвергают инверсии (так негатив получают из позитива). После введения контраста в сосуды делают последующую серию снимков, демонстрирующих прохождение вещества через артерии в вены и его дальнейшую циркуляцию. Добавляют «негативные предконтрастные снимки» к позитивным постконтрастным, затем убирают изображения костей и мягких тканей, тем самым получая изображение только контрастного вещества в сосудах. До появления цифровых технологий этот метод был довольно трудоемким, по с приходом компьютеров он стал сравнительно быстрым и перспективным.

г) Ультразвук. Ультразвуковое исследование тела широко применяют в различных областях медицины. Ультразвук представляет собой высокочастотную звуковую волну (не электромагнитное излучение), генерируемую пьезоэлектрическими материалами. Таким способом производится серия звуковых волн. Важно, что пьезоэлектрический материал может также и поглощать отраженные волны от внутренних органов. Затем эти звуковые волны преобразуются с помощью компьютера в изображение на экране монитора в реальном времени.

д) Ультразвуковая доплерография. Усовершенствования в ультразвуковой технологии, включающие размеры проб и диапазон частот, позволяют в настоящее время расширить области исследования с применением данного метода.

Традиционно ультразвук используют для сканирования брюшной полости и плода беременной женщины. Он также широко применяется в исследовании глаза, шеи, мягких тканей, органов опорно-двигательного аппарата. Совместно с применением эндоскопов для исследования пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки ультразвуковая процедура в настоящее время стала привычным делом. Внутри полостной ультразвук в основном используется для обследования женских половых органов трансвагинальными или трансректальными путями. У мужчин трансректальный метод применяется для обследования простаты в случаях подозрения на ее гипертрофию или злокачественную опухоль.

Доплеровский метод дает возможность изучения потока крови, его направления и скорости в сосудистом русле с применением простого ультразвукового исследования. Звуковые волны отражаются от движущихся объектов и возвращаются назад. Регистрируемое при этом изменение частоты волн позволяет определить, удаляется или приближается объект и с какой скоростью он движется. Таким способом могут быть получены данные о направлении и скорости потока крови, что важно при определении области с нарушением гемоциркуляции.

е) Компьютерная томография. Компьютерная томография (КТ) была изобретена в 1970-х сэром Годфри Хаунсфилдом, за что ему и была присуждена в 1979 году Нобелевская премия. С момента этого впечатляющего изобретения появилось нс одно поколение КТ-сканеров. При помощи компьютерного томографа получают серию изображений срезов тела в определенной плоскости.

Пациент находится на специальном столе, а рентгеновская трубка двигается вокруг его тела, что позволяет получить серию снимков. Для получения окончательного изображения компьютер выполняет моделирование.

ж) Сцинтиграфия. Наиболее часто используемый для этого метода радионуклид (радиоизотоп) — технеций-99м. Он может вводиться как соль технеция или как другое сложное вещество. К примеру, путем соединения технеция-99м с метилендифосфонатом (МДФ) получается радиофармацевтичсский препарат. При введении в организм человека он связывается непосредственно с костной тканью, что позволяет оценить состояние скелета. Таким образом, использование различных соединений с технецием-99м позволяет получать изображения различных частей тела, например мочеиспускательного канала, или оценить состояние мозгового кровообращения.

Изображение, получаемое с помощью гамма-камеры, зависит от того, как радиофармпреиарат всасывается, распространяется, усваивается и затем выводится из организма.

з) Позитронно-эмиссионная томография. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) — этот метод лучевой диагностики осуществляется с помощью определения позитронно-эмиссионных радионуклидов. Позитрон представляет собой положительно заряженную элементарную частицу, античастицу электрона. Позитроны выделяются при распаде богатых протонами радионуклидов. Большая часть этих радионуклидов производятся в циклотроне и имеют очень короткий период полураспада.

Наиболее часто используемый ПЭТ-радио нуклид — фтордезоксиглюкоза (ФДГ), меченная фтором-18 (позитрон-излучающим нуклидом). Те ткани, которые принимают активное участие в метаболизме глюкозы, начинают усваивать такое соединение, и в результате можно обнаружить область с высокой его концентрацией по сравнению с фоновым излучением, что именуется как «горячая точка».

ПЭТ стал важным методом лучевой диагностики при выявлении рака, а также при оценке эффективности его лечения и выявлении рецидивов болезни.

- Читать далее "Интерпретация результатов лучевых методов исследования"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 2.2.2021